一種以含鐵重金屬污泥為原料的聚硅酸鐵絮凝劑的制備方法及重金屬污泥的資源化處理方法與流程

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種以含鐵重金屬污泥為原料的聚硅酸鐵復合絮凝劑的制備方法及重金屬污泥的資源化處理方法。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含重金屬污泥成為處理難題，將污泥直接處理存在處理成本高，能源消耗大等問題，且對于處理后的重金屬元素無法進行資源化處置，造成大量重金屬元素的浪費；通過用工業(yè)廢酸液溶解含重金屬污泥，利用硫化物沉淀法處理溶解液，再對沉淀后的絡(luò)合沉淀物進行分離處理，最后對分離后的污泥進行資源化處理，這樣雖然能解決硫化物污泥的處理成本高和能源消耗大的問題，但對于溶液的資源化問題仍無法改善。

經(jīng)檢索，目前對于含重金屬的污泥資源化研究較少。其中，公開日為2003年8月20日的中國專利02103187.8公開了重金屬污泥的結(jié)晶處理方法及其裝置。該專利主要是通過電化學氧化還原以及結(jié)晶的原理，通過溶提、濃縮、結(jié)晶等步驟處理重金屬污泥，經(jīng)過溶提分離出來的重金屬溶液則通過濃縮結(jié)晶的方式實現(xiàn)資源化回收利用，剩余污泥則作為普通污泥處置。該方法雖然可以將重金屬從污泥中分離回收利用，但對于多種重金屬的污泥而言，在溶提的過程中無法實現(xiàn)多種重金屬的分離，結(jié)晶的運行成本會增加，操作復雜，也會出現(xiàn)晶體不純的問題。

又如，公開日為2011年5月4日的中國專利201010541598.7公開了含重金屬污泥的資源化處理方法，該專利是先用酸液浸出含重金屬污泥中的重金屬離子，用超聲波處理酸浸液后對沉淀物和溶液進行分離，分離后的溶液通過氧化結(jié)晶的方法制備鐵氧體，沉淀通過洗滌和干燥后制備成石膏。該發(fā)明所采用的氧化結(jié)晶的方法雖然可以實現(xiàn)溶液的資源化目標，但運行成本高，操作復雜，難以達到經(jīng)濟化。

絮凝處理是水處理中最常見的處理方式，聚鐵絮凝劑在水處理過程中適用范圍廣、形成的“礬花”大、絮體緊實，且對cod、濁度和微生物等都有良好的去除效果，但色度去除效果差；無機高分子絮凝劑中，聚硅酸鹽類絮凝劑的絮凝效果和色度去除效果更為優(yōu)異，將聚硅酸鹽和鐵鹽結(jié)合能達到更好的處理效果。而且聚硅酸鐵絮凝劑中以鐵和二氧化硅為主體，不存在對人體和環(huán)境有害的鋁元素，其效果優(yōu)于鋁鹽絮凝劑。

在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，針對不同的無機酸、氧化劑和穩(wěn)定劑，不同的投加量及投加方式會對fe的轉(zhuǎn)化率、穩(wěn)定性、絮凝效果產(chǎn)生很大影響。經(jīng)檢索，有不少現(xiàn)有技術(shù)中涉及到聚硅酸鐵絮凝劑的制備方法。如，公開日為2013年2月27日的中國專利201210524138.2公開了一種聚鐵絮凝劑的制備工藝，其步驟為，將過量鐵屑與鹽酸反應，反應完全后濾掉未反應的鐵屑，得氯化亞鐵溶液，其中鹽酸的摩爾濃度大于6mol/l小于10mol/l；在氯化亞鐵溶液中加入氯酸鉀，同時在高速攪拌狀態(tài)緩慢加聚硅酸溶液，得到聚鐵絮凝劑，其中氯化亞鐵與氯酸鉀的物質(zhì)的量之比為(5.5～6)：1，聚硅酸溶液的加入速率為10～30ml/min。該工藝路線簡單，副反應少，反應條件溫和，成本容易控制，產(chǎn)物較為純凈。但仍存在的問題是該專利以鐵屑作為原料只考慮到鐵元素的存在，在制備絮凝劑的過程中沒有考慮其他重金屬的干擾，無法處理含有多種重金屬干擾的重金屬污泥。

又如，公開日為2014年5月7日的中國專利201410048666.4公開了一種聚合氯化硫酸鋅鐵絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：1)按照cl/fe的物質(zhì)的量之比為(1.12～1.20)：1的比例，將工業(yè)鹽酸加入七水硫酸亞鐵中，在50～80℃下攪拌下溶解進行酸化；2)按照naclo3/fe的物質(zhì)的量之比為(0.166～0.172)：1的比例，在攪拌下以1ml/min的速度加入naclo3水溶液進行氧化，所述naclo3水溶液的質(zhì)量百分濃度為40～45％；3)按照zn/fe的物質(zhì)的量之比為1：6～9的比例，在步驟2)中緩慢加入七水硫酸鋅，攪拌溶解并聚合反應20～30min，得到聚合氯化硫酸鋅鐵液體，并繼續(xù)攪拌；4)在步驟3)中加入緩慢聚硅酸溶液，在60～80℃下攪拌混合均勻，然后在攪拌條件下加入nahco3固體，加入量oh/fe比0.2～0.4；其中nahco3固體的加入速度為0.1～0.8g/min；5)待步驟4)完成后，繼續(xù)以60r/min的速度攪拌反應60～90min；最后，在常溫下靜置1d，即得聚合氯化硫酸鋅鐵絮凝劑。該發(fā)明的絮凝劑有效成分全鐵含量較高，無潛在危害元素，以有益元素鋅作為配合物，聚硅酸作為穩(wěn)定劑和助凝劑參與制備和絮凝反應過程。實驗表明，絮凝劑能有效用于給水和污水處理，對濁度、化學需氧量(cod)、總磷(tp)、總氮(tn)和藻類廢水中的藻和葉綠素a具有很強的去除作用。但仍存在的問題是該專利以硫酸亞鐵為原料，整個制備過程中只有鐵元素沒有其余重金屬，若處理含有多種重金屬的污泥，需要經(jīng)過處理后才能達到實際效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.要解決的問題

針對現(xiàn)有重金屬污泥處理成本高、能源消耗大、處理過程復雜以及制備聚硅酸鐵絮凝劑成本高、制備過程復雜、所得絮凝劑效果不好的問題，本發(fā)明提供一種以含鐵重金屬污泥為原料的制備聚硅酸鐵復合絮凝劑的方法及重金屬污泥的資源化處理方法，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明通過工業(yè)廢酸溶解含鐵重金屬污泥制備聚硅酸鐵絮凝劑，同時實現(xiàn)重金屬污泥的減量化、無害化和資源化。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種以含鐵重金屬污泥為原料的聚硅酸鐵絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照工業(yè)廢酸和重金屬污泥的質(zhì)量比為(4～6):1，向重金屬污泥中加入工業(yè)廢酸，溶解含鐵的重金屬污泥后，將ph調(diào)節(jié)至6.0～6.5，在溶解液中加入硫化物，使污泥中的重金屬鎘、鉛離子成為絡(luò)合沉淀物，固液分離后的溶液作為絮凝劑制備液；

(2)將步驟(1)得到的絮凝劑制備液，添加適量的氯化亞鐵并充分混合；

(3)按總鐵、硅酸鈉和氯酸鈉的物質(zhì)的量之比為1:(0.03～0.05):(0.15～0.18)，向步驟(2)所得混合溶液中加入硅酸鈉和氯酸鈉充分混合；

(4)向步驟(3)所得混合溶液中加入氫氧化物調(diào)鹽基度至5％～30％，所述氫氧化物種類為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種；

(5)將步驟(4)所得溶液利用攪拌裝置進行攪拌，反應一段時間后靜置熟化12～24h得到聚硅酸鐵絮凝劑。

更進一步地，所述步驟(1)中的工業(yè)廢酸為廢鹽酸、廢硫酸、廢硝酸中的一種或兩種及兩種以上混合酸，所述硫化物為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉、n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉或其衍生物，硫化物添加量按照硫的物質(zhì)的量與鉛鎘的總物質(zhì)的量之比為(4～5):1進行計算。

更進一步地，所述步驟(2)添加氯化亞鐵之后，混合溶液的總鐵含量占混合溶液的質(zhì)量分數(shù)為9％～10％。

更進一步地，所述步驟(3)中的硅酸鈉和氯酸鈉采用邊攪拌邊投加方式，加料時間為60min，攪拌速度為300～450r/min。

更進一步地，步驟(5)中所述攪拌器的轉(zhuǎn)速為300～450r/min，反應時間為60～120min。

更進一步地，步驟(5)中所述熟化液的密度≥1.2g/cm³。

一種含鐵重金屬污泥的資源化處理方法，包括以下步驟：

(1)按照工業(yè)廢酸和重金屬污泥的質(zhì)量比為(4～6):1，向重金屬污泥中加入工業(yè)廢酸，溶解含鐵的重金屬污泥后，在溶解液中加入硫化物，硫化物的種類包括n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉、n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉或其衍生物，硫化物添加量按照硫的物質(zhì)的量與鉛鎘的總物質(zhì)的量之比為(4～5):1進行計算，使污泥中的重金屬鎘、鉛離子成為絡(luò)合沉淀物，固液分離后的溶液作為絮凝劑制備液，使用前述步驟制備聚硅酸鐵絮凝劑；

(2)將步驟(1)中得到的絡(luò)合沉淀物，添加氨水和銨鹽的復合體系，經(jīng)過攪拌60～120min，靜置后得到氨浸液和氨浸殘渣；

(3)將步驟(2)得到的氨浸液ph調(diào)節(jié)至6.0～6.5，然后加入硫化物，得到硫化鎘沉淀，析出干燥后，得硫化鎘；

(4)將步驟(2)得到的氨浸殘渣作為鉛粗礦處置。

更進一步地，所述重金屬污泥中必須含鐵，且必須含鎘和鉛中的一種或兩種。

更進一步地，所述步驟(2)中的銨鹽為碳酸銨、氯化銨、硫酸銨的一種或兩種及兩種以上混合，所述氨水的濃度為2～6mol/l，銨鹽的濃度為0.5～1.5mol/l，氨浸的溫度為30～60℃，浸出時間為120～150min。

更進一步地，所述步驟(3)中的硫化物的種類為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉、n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉或其衍生物，硫化物添加量按照硫與鎘的物質(zhì)的量之比為(4～5):1進行計算。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本專利的發(fā)明人針對重金屬污泥的處理，經(jīng)過大量的試驗才找到適合的處理方法，即以含鐵重金屬污泥為原料，輔以工業(yè)廢酸混合后，利用硫化和氨浸法對含有重金屬的混合液進行減量化和資源化處理，再通過大量實驗對去除其余重金屬后的含鐵溶液進行絮凝劑的制備，并加入氧化劑和硅酸鹽，制備聚硅酸鐵絮凝劑，提高絮凝劑的絮凝效果；

(2)本發(fā)明制備的聚硅酸鐵復合絮凝劑是以硅酸鈉和工業(yè)廢酸液溶解重金屬污泥硫化物沉淀后以及酸浸減量化后的氯化亞鐵混合液為主要原料，以有機多硫代物為沉淀劑，使得重金屬污泥中的其余重金屬不會對后續(xù)絮凝劑的制備造成干擾；而且既解決了共處置后的資源化問題，產(chǎn)品附加值高，又避免了硫化氫氣體的產(chǎn)生；

(3)氨浸重金屬是較為常見的技術(shù)，但本發(fā)明的氨浸法是利用硫化鎘和硫化鉛在氨浸液中溶解性的不同來區(qū)分硫化鎘和硫化鉛，方便重金屬的資源化利用；

(4)本發(fā)明用氨水和銨鹽復合體系氨浸重金屬絡(luò)合沉淀物，得到含鎘的氨浸液和氨浸殘渣，調(diào)節(jié)含鎘的氨浸液ph值后加入硫化物，得到硫化鎘沉淀，氨浸殘渣則可作為鉛粗礦處置，實現(xiàn)污泥的減量化、無害化和資源化，產(chǎn)生了一定的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益；

(5)本發(fā)明制備的聚硅酸鐵復合絮凝劑工藝流程簡單，運行費用低，生產(chǎn)周期短，所制備的絮凝劑對印染廢水的處理效果好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的制備步驟示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。

實施例1

一種以含鐵的重金屬污泥為原料的聚硅酸鐵絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照工業(yè)廢酸和重金屬污泥的質(zhì)量比為(4～6):1，向重金屬污泥中加入工業(yè)廢酸，溶解重金屬污泥后，將ph調(diào)節(jié)至6.0～6.5，在溶解液中加入硫化物，使污泥中的重金屬鎘、鉛離子成為絡(luò)合沉淀物，固液分離后的溶液作為絮凝劑制備液，所述工業(yè)廢酸為廢鹽酸、廢硫酸、廢硝酸中的一種或兩種及兩種以上混合，硫化物種類為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉、n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉或其衍生物，硫化物添加量按照硫的物質(zhì)的量與鉛鎘的總物質(zhì)的量之比為(4～5):1進行計算；

(2)將步驟(1)得到的絮凝劑制備液，添加適量的氯化亞鐵固體并充分混合，添加氯化亞鐵之后，混合溶液的總鐵含量占混合溶液的質(zhì)量分數(shù)為9％～10％；

(3)按物質(zhì)的量之比n(總鐵)：n(硅酸鈉)：n(氯酸鈉)＝1:(0.03～0.05):(0.15～0.18)，向步驟(2)所得混合溶液中加入硅酸鈉和氯酸鈉充分混合，硅酸鈉和氯酸鈉采用邊攪拌邊投加方式，加料時間為60min，攪拌速度為300～450r/min；

(4)向步驟(3)所得混合溶液中加入氫氧化物調(diào)鹽基度至5％～30％，其中氫氧化物的種類為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種；

(5)將步驟(4)中的溶液利用攪拌裝置進行攪拌，反應一段時間后靜置熟化12～24h得到液體聚硅酸鐵絮凝劑，所述攪拌器的轉(zhuǎn)速為300～450r/min，反應時間為60～120min，所述熟化液的密度為≥1.2g/cm³。

本實施例1中，為處理1t重金屬污泥(各重金屬含量為總鐵460kg，鉛6kg，鎘2kg)，步驟(1)中使用4t廢鹽酸進行溶解，在溶液中添加石灰，將ph調(diào)節(jié)至6.0～6.5，加入13.5kgn,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉(福美鈉)；步驟(2)中補充四水氯化亞鐵固體321kg，使得溶液中的總鐵含量占處理后溶液的質(zhì)量分數(shù)為9％；步驟(3)中加入122kg九水合硅酸鈉和164kg氯酸鈉，加料時間為60min，攪拌速度為300r/min；步驟(4)中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)鹽基度至5％；步驟(5)中攪拌器的轉(zhuǎn)速為300r/min，攪拌反應時間為60min，靜置熟化時間為12h，得到熟化液的密度為1.45g/cm³。

本實施例1所制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標見表1。

表1實施例1制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標

配置200mg/l的高嶺土懸濁液(ntu＝175)和50mg/l的分散藍染料溶液(uv400＝1.087)，各取1l溶液分別置于兩個燒杯中，投加700mg的絮凝劑，先快速攪拌2min，再慢速攪拌10min，靜置30min，取上清液分別測濁度和色度，所得結(jié)果見表2。

表2實施例1制備的聚硅酸鐵絮凝劑對濁度和色度的去除效果

由表1和表2可知，制備的聚硅酸鐵絮凝劑均符合gb/t4482-2006行業(yè)標準，使用該絮凝劑對高嶺土懸濁液的濁度去除效果較好，去除率可達到98.3％；對染料溶液的色度也有較好的去除效果，去除率可達到85.6％。

一種處理含鐵、鎘、鉛重金屬污泥的資源化處理方法，包括以下步驟：

(1)按照工業(yè)廢酸和重金屬污泥的質(zhì)量比為(4～6):1，向重金屬污泥中加入工業(yè)廢酸，溶解重金屬污泥后，在溶液中添加石灰，將ph調(diào)節(jié)至6.0～6.5，在溶解液中加入硫化物，硫化物的種類為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉、n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉或其衍生物，硫化物添加量根據(jù)n(硫)：n(鉛+鎘)＝(4～5)：1進行計算，使污泥中的重金屬鎘、鉛離子成為絡(luò)合沉淀物，固液分離后的溶液作為絮凝劑制備液，并使用前述步驟制備聚硅酸鐵絮凝劑；

(2)將步驟(1)中得到的絡(luò)合沉淀物，添加氨水和銨鹽的復合體系，經(jīng)過攪拌60～120min，，靜置后得到氨浸液和氨浸殘渣，所述銨鹽為碳酸銨、氯化銨、硫酸銨的一種或兩種及兩種以上混合，所述氨水的濃度為2～6mol/l，銨鹽的濃度為0.5～1.5mol/l，氨浸的溫度為30～60℃，浸出時間為120～150min；

(3)將步驟(2)得到的氨浸液ph調(diào)節(jié)至6.0～6.5，然后加入硫化物，得到硫化鎘沉淀，析出干燥后，得硫化鎘，所述步驟(3)中的硫化物為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉、n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉或其衍生物，添加的量根據(jù)n(硫)：n(鎘)＝(4～5)：1進行計算；

(4)將步驟(2)得到的氨浸殘渣作為鉛粗礦處置。

在本實施例1中，所處理的1t重金屬污泥中各重金屬含量為總鐵460kg，鉛6kg，鎘2kg，步驟(1)中工業(yè)廢酸采用廢鹽酸，添加量為4t；硫化物的種類為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉，添加量為13.5kg；步驟(2)中氨浸采用碳酸銨和氨水的復合體系，添加量為1t，其中氨水的濃度為2mol/l，碳酸銨的濃度為0.5mol/l，氨浸溫度為30℃，浸出時間為120min；步驟(3)中的硫化物為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉，添加的量為5kg。

采用本實施例1的方案進行重金屬污泥的處理后所得的結(jié)果見表3。

表3實施例1處理重金屬污泥后所得產(chǎn)物的純度

由表3可知，重金屬污泥處理后所得的產(chǎn)物純度較高，硫化鎘沉淀的純度為85.5％，鉛粗礦中硫化鉛的純度可達到76.2％。

實施例2

本實施例2的操作步驟與實施例1基本一致，所不同之處在于：

本實施例2中，為處理1t重金屬污泥(各重金屬含量為總鐵460kg，鉛6kg，鎘2kg)，步驟(1)中使用4t廢硫酸進行溶解，加入14kgn,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉；步驟(2)中補充四水氯化亞鐵固體321kg，使得溶液中的總鐵含量占處理后溶液的質(zhì)量分數(shù)為9％；步驟(3)中加入100kg九水合硅酸鈉和145kg氯酸鈉，加料時間為60min，攪拌速度為350r/min；步驟(4)中加入氫氧化鉀，調(diào)節(jié)鹽基度至15％；步驟(5)中攪拌器的轉(zhuǎn)速為350r/min，攪拌反應時間為90min，靜置熟化時間為18h，得到熟化液的密度為1.40g/cm³。

本實施例2所制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標見表4。

表4實施例2制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標

配置200mg/l的高嶺土懸濁液(ntu＝175)和50mg/l的分散藍染料溶液(uv400＝1.087)，各取1l溶液分別置于兩個燒杯中，投加700mg絮凝劑，先快速攪拌2min，再慢速攪拌10min，靜置30min，取上清液分別測濁度或色度，所得結(jié)果見表5。

表5實施例2制備的聚硅酸鐵絮凝劑對濁度和色度的去除效果

由表4和表5可知，制備的聚硅酸鐵絮凝劑均符合gb4482-2006行業(yè)標準，適用該絮凝劑對高嶺土懸濁液的濁度去除效果較好，去除率可達到98.1％；對染料溶液的色度也有較好的去除效果，去除率可達到86.3％。

在本實施例2中，所處理的1t重金屬污泥中各金屬元素的含量為總鐵460kg，鉛6kg，鎘2kg，步驟(1)中工業(yè)廢酸采用廢硫酸，添加量為4t；硫化物的種類為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉，添加量為14kg；步驟(2)中氨浸采用氯化銨和氨水的復合體系，添加量為1t，氨水濃度為4mol/l，氯化銨溶液濃度為1.0mol/l，氨浸溫度為45℃，浸出時間為135min；步驟(3)中的硫化物為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉，添加的量為5kg。

采用本實施例2的方案進行重金屬污泥的處理后所得的結(jié)果見表6。

表6實施例2處理重金屬污泥后所得產(chǎn)物的純度

由表6可知，重金屬污泥處理后所得的產(chǎn)物純度較高，硫化鎘沉淀的純度為87.3％，鉛粗礦中硫化鉛的純度可達到79.2％。

實施例3

本實施例3的操作步驟與實施例1基本一致，所不同之處在于：

本實施例3中，為處理1t重金屬污泥(各重金屬含量為總鐵600kg，鉛6kg，鎘1.8kg)，步驟(1)中使用5t廢硝酸進行溶解，加入17kgn,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉；步驟(2)中補充四水氯化亞鐵固體360kg，使得溶液中的總鐵含量占處理后溶液的質(zhì)量分數(shù)為9.5％；步驟(3)中加入90kg九水合硅酸鈉和172kg氯酸鈉，加料時間為60min，攪拌速度為450r/min；步驟(4)中加入氫氧化鈉和氫氧化鉀，調(diào)節(jié)鹽基度至30％；步驟(5)中攪拌器的轉(zhuǎn)速為450r/min，攪拌反應時間為120min，靜置熟化時間為24h，得到熟化液的密度為1.55g/cm³。

本實施例3所制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標見表7。

表7實施例3制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標

配置200mg/l的高嶺土懸濁液(ntu＝175)和50mg/l的分散藍染料溶液(uv400＝1.087)，各取1l溶液分別置于兩個燒杯中，投加700mg絮凝劑，先快速攪拌2min，再慢速攪拌10min，靜置30min，取上清液分別測濁度或色度，所得結(jié)果見表8。

表8實施例3制備的聚硅酸鐵絮凝劑對濁度和色度的去除效果

由表7和表8可知，制備的聚硅酸鐵絮凝劑均符合gb4482-2006行業(yè)標準，適用該絮凝劑對高嶺土懸濁液的濁度去除效果較好，去除率可達到97.8％；對染料溶液的色度也有較好的去除效果，去除率可達到84.1％。

在本實施例3中，所處理的1t重金屬污泥中各金屬元素的含量為總鐵600kg，鉛6kg，鎘1.8kg，步驟(1)中工業(yè)廢酸采用廢硝酸，添加量為5t；硫化物的種類為n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉，添加量為17kg；步驟(2)中氨浸采用硫酸銨和氨水的復合體系，添加量為1t，氨水濃度為6mol/l，硫酸銨溶液濃度為1.5mol/l，氨浸溫度為60℃，浸出時間為150min；步驟(3)中的硫化物為n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉，添加的量為6.2kg。

采用本實施例3的方案進行重金屬污泥的處理后所得的結(jié)果見表9。

表9實施例3處理重金屬污泥后所得產(chǎn)物的純度

由表9可知，重金屬污泥處理后所得的產(chǎn)物純度較高，硫化鎘沉淀的純度為81.4％，鉛粗礦中硫化鉛的純度可達到77％。

實施例4

本實施例4的操作步驟與實施例1基本一致，所不同之處在于：

本實施例4中，為處理1t重金屬污泥(各重金屬含量為總鐵480kg，鉛6kg，鎘1.8kg)，步驟(1)中使用5t廢鹽酸和廢硫酸的混合酸進行溶解，加入19.3kgn,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉；步驟(2)中補充四水氯化亞鐵固體735kg，使得溶液中的總鐵含量占處理后溶液的質(zhì)量分數(shù)為9.5％；步驟(3)中加入123kg九水合硅酸鈉和195kg氯酸鈉，加料時間為60min，攪拌速度為350r/min；步驟(4)中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)鹽基度至15％；步驟(5)中攪拌器的轉(zhuǎn)速為350r/min，攪拌反應時間為120min，靜置熟化時間為24h，得到熟化液的密度為1.35g/cm³。

本實施例4所制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標見表10。

表10實施例4制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標

配置200mg/l的高嶺土懸濁液(ntu＝175)和50mg/l的分散藍染料溶液(uv400＝1.087)，取1l溶液分別置于兩個燒杯中，投加700mg的絮凝劑，先快速攪拌2min，再慢速攪拌10min，靜置30min，取上清液分別測濁度或色度，所得結(jié)果見表11。

表11實施例4制備的聚硅酸鐵絮凝劑對濁度和色度的去除效果

由表10和表11可知，制備的聚硅酸鐵絮凝劑均符合gb4482-2006行業(yè)標準，適用該絮凝劑對高嶺土懸濁液的濁度去除效果較好，去除率可達到98.9％；對染料溶液的色度也有較好的去除效果，去除率可達到83.2％。

在本實施例4中，所處理的重金屬污泥中各金屬元素的含量為總鐵480kg，鉛6kg，鎘1.8kg，步驟(1)中工業(yè)廢酸采用廢鹽酸和廢硫酸的混合酸，添加量為5t；硫化物的種類為n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉，添加量為19.3kg；步驟(2)中氨浸采用碳酸銨、氯化銨和氨水的復合體系，添加量為1t，氨水濃度為4mol/l，碳酸銨和氯化銨的混合液濃度為1.0mol/l，氨浸溫度為60℃，浸出時間為150min；步驟(3)中的硫化物為n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉，添加的量為6.9kg。

采用本實施例4的方案進行重金屬污泥的處理后所得的結(jié)果見表12。

表12實施例4處理重金屬污泥后所得產(chǎn)物的純度

由表12可知，重金屬污泥處理后所得的產(chǎn)物純度較高，硫化鎘沉淀的純度為86.4％，鉛粗礦中硫化鉛的純度可達到75.8％。

實施例5

本實施例5的操作步驟與實施例1基本一致，所不同之處在于：

本實施例5中，為處理1t重金屬污泥(各重金屬含量為總鐵580kg，鉛8.4kg)，步驟(1)中使用6t廢鹽酸和廢硝酸的混合酸進行溶解，加入12kgn,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉；步驟(2)中補充四水氯化亞鐵固體1000kg，使得溶液中的總鐵含量占處理后溶液的質(zhì)量分數(shù)為10％；步驟(3)中加入200kg九水合硅酸鈉和260kg氯酸鈉，加料時間為60min，攪拌速度為450r/min；步驟(4)中加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)鹽基度至5％；步驟(5)中攪拌器的轉(zhuǎn)速為450r/min，攪拌反應時間為90min，靜置熟化時間為18h，得到熟化液的密度為1.42g/cm³。

本實施例5所制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標見表13。

表13實施例5制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標

配置200mg/l的高嶺土懸濁液(ntu＝175)和50mg/l的分散藍染料溶液(uv400＝1.087)，各取1l溶液分別置于兩個燒杯中，投加700mg絮凝劑，先快速攪拌2min，再慢速攪拌10min，靜置30min，取上清液分別測濁度或色度，所得結(jié)果見表14。

表14實施例5制備的聚硅酸鐵絮凝劑對濁度和色度的去除效果

由表13和表14可知，制備的聚硅酸鐵絮凝劑均符合gb4482-2006行業(yè)標準，使用該絮凝劑對高嶺土懸濁液的濁度去除效果較好，去除率可達到98.5％；對染料溶液的色度也有較好的去除效果，去除率可達到82.4％。

在本實施例5中，所處理的重金屬污泥中各金屬元素的含量為總鐵580kg，鉛8.4kg，步驟(1)中工業(yè)廢酸采用廢鹽酸和廢硝酸的混合酸，添加量為6t；硫化物的種類為n,n-二甲基氨基二硫代甲酸鈉，添加量為12kg；步驟(2)、(3)和(4)省略，將絡(luò)合沉淀物干燥后直接得到鉛粗礦。

采用本實施例5的方案進行重金屬污泥的處理后所得的結(jié)果見表15。

表15實施例5處理重金屬污泥后所得產(chǎn)物的純度

由表15可知，重金屬污泥處理后所得的產(chǎn)物純度較高，鉛粗礦中硫化鉛的純度可達到78.6％。

實施例6

本實施例6的操作步驟與實施例1基本一致，所不同之處在于：

本實施例6中，為處理1t重金屬污泥(各重金屬含量為總鐵564kg，鎘8.75kg)，步驟(1)中使用6t廢鹽酸、廢硫酸和廢硝酸的混合酸進行溶解，加入30kgn,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉；步驟(2)中補充四水氯化亞鐵固體1178kg，使得溶液中的總鐵含量占處理后溶液的質(zhì)量分數(shù)為10％；步驟(3)中加入165kg九水合硅酸鈉和245kg氯酸鈉，加料時間為60min，攪拌速度為300r/min；步驟(4)中加入氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合固體，調(diào)節(jié)鹽基度至30％；步驟(5)中攪拌器的轉(zhuǎn)速為300r/min，攪拌反應時間為90min，靜置熟化時間為24h，得到熟化液的密度為1.38g/cm³。

本實施例6所制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標見表16。

表16實施例6制備的聚硅酸鐵絮凝劑的性能指標

配置200mg/l的高嶺土懸濁液(ntu＝175)和50mg/l的分散藍染料溶液(uv400＝1.087)，取1l溶液分別置于兩個燒杯中，投加700mg絮凝劑，先快速攪拌2min，再慢速攪拌10min，靜置30min，取上清液分別測濁度或色度，所得結(jié)果見表17。

表17實施例6制備的聚硅酸鐵絮凝劑對濁度和色度的去除效果

由表16和表17可知，制備的聚硅酸鐵絮凝劑均符合gb4482-2006行業(yè)標準，適用該絮凝劑對高嶺土懸濁液的濁度去除效果較好，去除率可達到97.8％；對染料溶液的色度也有較好的去除效果，去除率可達到85.3％。

在本實施例6中，所處理的重金屬污泥中各金屬元素的含量為總鐵564kg，鎘8.75kg，步驟(1)中工業(yè)廢酸采用廢鹽酸、廢硫酸和廢硝酸的混合酸，添加量為6t；硫化物的種類為n,n-二乙基氨基二硫代甲酸鈉，添加量為30kg；步驟(2)、(3)和(4)省略，將絡(luò)合沉淀物干燥后直接得到硫化鎘。

采用本實施例6的方案進行重金屬污泥的處理后所得的結(jié)果見表18。

表18實施例6處理重金屬污泥后所得產(chǎn)物的純度

由表18可知，重金屬污泥處理后所得的產(chǎn)物純度較高，硫化鎘沉淀的純度為84.2％。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方法。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。