公布日：2023.03.07
申请日：2022.11.11
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C01F11/46(2006.01)I;C01F7/785(2022.01)I;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;
C02F101/20(2006.01)N;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种治理煤矿酸性废水的方法及资源化利用方法，属于酸性废水治理和产物资源化利用技术领域，方法如下：(1)在煤矿酸性废水中加入碱性溶液，搅拌，固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经过处理得到水滑石；(2)取滤液，加入石灰，固液分离，滤饼经过处理为石膏，滤液为治理后的水样。两步处理后水样中金属离子和SO42–的去除率分别为88.99％～99.99％和59.38％～95.91％。制备的水滑石能高效去除其他酸性冶炼废水中的As3+、Pb2+、Cd2+等。本发明以煤矿酸性废水为原料，实现资源化利用的同时完成煤矿酸性废水的治理，具有很好的应用前景。
权利要求书
1.一种治理煤矿酸性废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向煤矿酸性废水中加入碱性溶液至pH值为7.75-10.87，搅拌，得到第一反应体系，继续搅拌；(2)将所述第一反应体系固液分离，收集第一滤液和第一滤饼；(3)向所述第一滤液中添加石灰，搅拌，得到第二反应体系；(4)将所述第二反应体系固液分离，收集第二滤液和第二滤饼。
2.根据权利要求1所述一种治理煤矿酸性废水的方法，其特征在于，所述碱性溶液包括NaOH溶液或KOH溶液。
3.根据权利要求2所述一种治理煤矿酸性废水的方法，其特征在于，碱性溶液与M3+、M2+之间的摩尔关系为n(OH-)＝2-2.46(n(M3+)+n(M2+))。
4.根据权利要求1所述一种治理煤矿酸性废水的方法，其特征在于，石灰的添加量0.07-0.73g/L。
5.根据权利要求1所述一种治理煤矿酸性废水的方法，其特征在于，步骤(1)中的搅拌速率均为300-800rpm，继续搅拌的时间为60-180min。
6.一种煤矿酸性废水的资源化利用方法，其特征在于，以权利要求1所述第一滤饼为原料，制备水滑石；以权利要求1所述第二滤饼为原料，制备石膏。
7.根据权利要求6所述一种煤矿酸性废水的资源化利用方法，其特征在于，制备水滑石的方法为：将权利要求1所述第一滤饼洗涤，40-70℃干燥8-24h，得到水滑石。
8.根据权利要求6所述一种煤矿酸性废水的资源化利用方法，其特征在于，制备石膏的方法为：将权利要求1所述第二滤饼洗涤，40-70℃干燥8-24h，得到石膏。
9.权利要求6所述资源化利用方法制备得到的水滑石在吸附酸性冶炼废水中As3+、Pb2+和Cd2+的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种治理煤矿酸性废水的方法及资源化利用方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种治理煤矿酸性废水的方法，包括以下步骤：
(1)向煤矿酸性废水中加入碱性溶液至pH值为7.75-10.87，搅拌，得到第一反应体系，继续搅拌；
(2)将所述第一反应体系固液分离，收集第一滤液和第一滤饼；
(3)向所述第一滤液中添加石灰，搅拌，得到第二反应体系；
(4)将所述第二反应体系固液分离，收集第二滤液和第二滤饼。
进一步地，在治理煤矿酸性废水的方法中，所述碱性溶液包括NaOH溶液或KOH溶液。NaOH溶液或KOH溶液的浓度为32.5-377.5mmol/L。
进一步地，在治理煤矿酸性废水的方法中，碱性溶液与M3+、M2+之间的摩尔关系为n(OH-)＝2-2.46(n(M3+)+n(M2+))。
进一步地，在治理煤矿酸性废水的方法中，石灰添加量为0.07-0.73g/L。
进一步地，在治理煤矿酸性废水的方法中，步骤(1)中的搅拌速率均为300-800rpm，继续搅拌的时间为60-180min。
一种煤矿酸性废水的资源化利用方法，以所述第一滤饼为原料，制备水滑石；
以所述第二滤饼为原料，制备石膏。
本发明以煤矿酸性废水为原料，加入适量强碱(NaOH溶液或KOH溶液)得到第一反应体系，去除酸性废水中88.99-99.99％的金属离子和20.71-49.42％的SO42–，形成层间阴离子为硫酸根的水滑石，得到的水滑石可作为吸附剂，吸附其他酸性冶炼废水中的重金属离子，比如As3+、Pb2+、Cd2+等；向第一反应体系经过固液分离后得到的第一滤液中加入石灰后，去除酸性废水中剩余的SO42–，经过固液分离后，得到石膏，采用本发明的方法，不但有效治理了煤矿酸性废水，而且使煤矿酸性废水得到了资源化利用。
进一步地，在所述煤矿酸性废水的资源化利用方法中，制备水滑石的方法为：将所述第一滤饼洗涤(优选控制洗涤次数为3次)，40-70℃干燥8-24h，得到水滑石。
进一步地，在所述煤矿酸性废水的资源化利用方法中，干燥时间为8-24h。
进一步地，在所述煤矿酸性废水的资源化利用方法中，将所述第二滤饼洗涤(优选洗涤3次)，40-70℃干燥8-24h，得到石膏。
所述资源化利用方法制备得到的水滑石在吸附酸性冶炼废水中As3+、Pb2+、Cd2+的应用。
本发明公开了以下技术效果：
采用本发明的方法对煤矿酸性废水中金属离子和SO42–的去除率分别为88.99％-99.99％和59.38％-95.91％，制备的水滑石能高效去除其他酸性冶炼废水中的As3+、Pb2+、Cd2+，制备的石膏能够用做建筑材料、盐碱地改良剂、吸音材料等。本发明以煤矿酸性废水为原料，实现资源化利用的同时完成煤矿酸性废水的治理，具有很好的应用前景。
（发明人：李譞;王腾;邓宏凯;宁敏杰;郭换芳;晏泓;晋华）
