申请日2012.07.16
公开(公告)日2012.12.05
IPC分类号C02F1/30; B01J23/745
摘要
本发明公开了一种可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法。该方法以硝酸铁、丙二酸和水为原料，搅拌混合均匀，在80℃水浴蒸发至糊状，105℃～120℃条件下干燥，经200℃～500℃煅烧后获得纳米氧化铁粉体。氧化铁光催化剂在可见光照射下，能有效地降解硫化矿选矿废水中有机成分。本发明具有催化剂制备简单快速，有机污染物降解速度快，污染物去除效果显著、成本低的优点，而且不产生二次污染。
权利要求书
1.一种降解硫化矿选矿废水中有机成分的可见光催化剂制备方法，其特征在于：以硝酸铁、丙二酸和水为原料，采用湿化学法制备得纳米氧化铁粉体。
2.根据权利要求1所述可见光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以硝酸铁、丙二酸和水为原料，搅拌混合均匀，在80℃水浴蒸发至糊状;其中，硝酸铁，丙二酸和水的摩尔比为：1：2-8：45-180;
(2)糊状物在105℃-120℃条件下干燥;
(3)将干燥糊状物放入窑炉在200℃-500℃下煅烧2-6小时得纳米氧化铁粉体。
3.根据权利要求2所述可见光催化剂的制备方法，其特征在于：硝酸铁，丙二酸和水的摩尔比为：1：2-4：47-84。
4.根据权利要求2所述可见光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的煅烧温度为250℃-350℃，煅烧时间为2-3小时。
5.根据权利要求1-4任一项所述可见光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)采用的水为去离子水或蒸馏水。
6.一种降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，其特征在于：包括将权利要求1-4任一项制备的纳米氧化铁粉体作为可见光催化剂，悬浊于硫化矿选矿废水中进行光照射。
7.根据权利要求6所述降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，其特征在于：按0.3~2.0g/L废水的比例加入纳米氧化铁粉体，在可见光下照射150～240分钟。
8.根据权利要求7所述降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，其特征在于：所述可见光的光源为氙灯或太阳光。
说明书
降解硫化矿选矿有机废水的可见光催化剂制备方法
技术领域
本发明涉及一种处理选矿废水的方法，特别涉及对一种降解硫化矿选矿有机废水的可见光催化剂制备方法。
背景技术
随着矿业的发展，选矿过程中使用的浮选药剂的用量越来越大，同时浮选药剂带来的环境污染也越来越严重。由于浮选药剂用量大、效率低、高毒和高污染，选矿废水中的药剂残余量较大，致使许多矿区生态环境不断恶化，水体与土壤受到严重污染，对人身健康、农业生产和渔业都造成了很大危害。因此，如何寻求一种有效、合理的治理选矿废水的技术是人们亟待解决的重大难题。
目前，处理硫化矿选矿废水中有机成分的方法有生物法、化学法、物理吸附法和尾矿库自然净化法等。生物法对有些硫化矿浮选废水中的有机成分降解性能差。中国专利 CN101875960A 对硫化矿浮选废水中的有机成分烃基黄药的生物降解性进行测试，结果表明乙基黄药是可生物降解，但异丙基黄药、正丁基黄药、异丁基黄药及正戊基黄药都属于难生物降解。中国专利CN101279804A公开了以臭氧法降解硫化矿选矿有机废水的方法。该法反应速度快，去除污染物效果显著。但臭氧易分解，不能循环使用。吸附法再生吸附剂比较繁琐。尾矿库自然净化法降解速度慢。
近年来，利用半导体材料光催化降解有毒有害的污染物已成为比较热门的研究课题之一。光催化技术不仅能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染，而且可有效地将有机污染物转化为无机小分子，达到完全无机化的目的。目前使用较多光催化剂是TiO2，其具有光催化活性高、稳定性好的优点。然而TiO2的带隙较宽，只能吸收λ≤387nm的紫外光，光能的利用率低。因此，人们逐渐把目光转移到具有窄禁带宽度，可以利用可见光的半导体光催化剂，以提高对太阳能的利用效率。中国专利CN101830537A公开了一种可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法。该法以共沉淀法制备光催化剂Bi2O3粉体。其制备步骤包括：①前驱体的制备：将五水硝酸铋、浓硝酸和去离子水按照一定比例于聚四氟乙烯容器中混匀，然后慢慢滴加KOH溶液至pH呈中性，边滴加边搅拌，反应1h后得到固体沉淀;将沉淀过滤和洗涤，然后烘干(120℃)、磨碎，得到前驱体粉末;②光催化剂Bi2O3的制备：将前驱体粉末于303℃～800℃中煅烧6h，得到Bi2O3粉末。该方法虽然具有工艺反应速度快，去除污染物效果显著的优点，但其涉及的半导体光催化剂制备复杂，成本高。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于将制备工艺简单快速且成本低的Fe2O3光催化剂用于降解硫化矿选矿废水中有机成分，从而解决现有的可见光催化剂制备复杂和成本高的问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种降解硫化矿选矿废水中有机成分的可见光催化剂制备方法，以硝酸铁、丙二酸和水为原料，采用湿化学法制备得纳米氧化铁粉体，即得可见光催化剂。
优选地，所述可见光催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)以硝酸铁、丙二酸和水为原料，搅拌混合均匀，在80℃水浴蒸发至糊状;其中，硝酸铁，丙二酸和水的摩尔比为：1：2-8：45-180;
(2)糊状物在105℃-120℃条件下干燥;
(3)将干燥糊状物放入窑炉在200℃-500℃下煅烧2-6小时得纳米氧化铁粉体。
进一步优选地，所述可见光催化剂的制备方法，其中硝酸铁，丙二酸和水的摩尔比为：1：2-4：47-84。
进一步优选地，所述可见光催化剂的制备方法，其中步骤(3)中的煅烧温度为250℃-350℃，煅烧时间为2-3小时。
再进一步优选地，所述可见光催化剂的制备方法，其中步骤(1)采用的水为去离子水或蒸馏水。
一种降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，包括将上述方法制备的纳米氧化铁粉体作为可见光催化剂，悬浊于硫化矿选矿废水中进行光照射。
优选地，所述降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，其中按0.3～2.0g/L废水的比例加入纳米氧化铁粉体，在可见光下照射150～240分钟。
本发明将选矿废水引入圆柱形石英光催化反应器中，按0.3～2.0 g/L废水的比例加入按上述方法制备的光催化剂Fe2O3，再开启磁力搅拌器进行搅拌，使Fe2O3呈悬浮状态，然后接通氙灯光源，照射150～240分钟，利用Fe2O3光催化降解废水中的有机成分。所述氙灯置于石英冷阱内，该冷阱固定在圆柱形石英反应器中央，冷阱内的夹层中通有冷却水，通过调节冷却水的流量来消除氙灯的热效应。所述光源采用氙灯，滤光片滤去420 nm以下波长光谱。该氙灯用于模拟太阳光谱。在本发明中也可以用太阳光照射。
与现有技术相比，本发明涉及的降解硫化矿选矿有机废水的可见光催化剂制备方法具有以下主要的优点和进步：
光催化剂Fe2O3制造工艺简单快速，成本低;光催化剂Fe2O3无毒性。
光催化剂Fe2O3 在可见光下有良好的光催化活性，提高了对太阳光能源的利用效率。
③ 去除污染物效果显著，降解速度快，
将污染物最终降解成无机小分子物质，从而避免了二次污染的产生。
