[发明专利]一种利用含铁固废同时去除矿山重金属和有机污染物的方法

说明书

本发明公开了一种利用含铁固废同时去除矿山重金属和有机污染物的方法，属于环境科学与工程技术领域。以铜渣为类芬顿反应催化剂，以金属硫化物为还原剂和助催化剂，通过共催化效应，去除废水中矿山重金属和有机污染物；所述类芬顿反应中的氧化剂为过硫酸钠。本发明通过以废治废的思想，利用铜渣作为类芬顿反应的催化剂和重金属Cr(VI)的还原剂，同步实现有机污染物和Cr(VI)的同步去除。以极低的成本实现有色金属矿山复合污染修复，对周边生态环境修复具有重要意义。

技术领域

本发明属于环境科学与工程技术领域，具体涉及一种利用含铁固废同时去除矿山重金属和有机污染物的方法。

背景技术

铜渣是铜矿冶炼过程中产生的副产物，每生产1吨铜，大约会产生2.2-3吨铜渣，据估计全球铜渣年产量超过6870万吨。铜渣的主要成分为氧化铁和二氧化硅，以及其它微量金属氧化物，主要矿物相组成为铁橄榄石(Fe₂SiO₄)和磁铁矿(Fe₃O₄)，而且经过冶炼的铜渣中铁的存在形式非常稳定，铁橄榄石的尖晶石结构使其中的铁很难释放和利用。大量铜渣的肆意堆存，对周边生态环境已造成严重危害，主要体系在三个方面：一是铜冶炼渣的粉尘污染大气、毒害人类和动植物，损害人类健康；二是铜冶炼渣的堆放占用了大量土地，堆放过程中有害物质会渗入土壤及流入江河，对生态系统造成损害；三是铜冶炼渣中含有有价元素，造成严重的资源浪费与资源损害。

现阶段铜渣的资源化利用效率极低，主要用于(1)铜渣沥青混合料铺路；(2)铜渣水泥，铜渣中所含SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃与硅酸盐水泥熟料所需要的矿物成分基本相同，将铜渣作为主要原料，掺入石膏和水泥熟料等激发剂，充分细磨，均匀混合后可制成矿渣水泥；(3)铜渣混凝土，由于铜渣中含有的活性成分SiO₂能够与水泥水化产物Ca(OH)₂发生弱火山灰反应，生成具有一定强度的胶凝性物质—水化硅酸钙，因此铜渣的掺入使混凝土内部结构更加密实，也可以在一定程度上提高混凝土的强度；(4)制造微晶玻璃。上述处置方式无疑会对铜渣中的部分有用金属造成浪费，例如，铜冶炼渣中通常具有较高含量的铁。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种利用含铁固废同时去除矿山重金属和有机污染物的方法。通过以废治废的思想，利用铜渣作为Fenton反应的催化剂和重金属Cr(VI)的还原剂，同步实现有机污染物和Cr(VI)的同步去除。以极低的成本实现有色金属矿山复合污染修复，对周边生态环境修复具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种利用含铁固废同时去除矿山重金属和有机污染物的方法，以铜渣为类芬顿反应催化剂，以金属硫化物为还原剂和助催化剂，通过共催化效应，去除废水中矿山重金属和有机污染物；

所述类芬顿反应中的氧化剂为过硫酸钠(Na₂S₂O₈,PDS)。

进一步地，所述铜渣与金属硫化物质量比为5:(1-2)。

铜渣经晾干、研磨过200目筛。

更进一步地，所述铜渣中铁(指Fe₂O₃)含量为铜渣质量的50.49％。

更进一步地，所述金属硫化物为二硫化钨(WS₂)或二硫化钼(MoS₂)。

进一步地，所述废水中矿山重金属为Cr(VI)，浓度为20mg/L。

进一步地，所述废水中有机污染物为苯骈三氮唑或甲基苯基亚砜，所述苯骈三氮唑浓度为20mg/L，所述甲基苯基亚砜浓度为10mg/L。