一種可溶性鎂鋁電極及利用該電極的重金屬廢水處理方法技術

本發明專利技術公開了一種可溶性鎂鋁電極及利用該電極的重金屬廢水處理方法，該可溶性鎂鋁電極采用以下方法制備而成：將80～90重量份的鋁和10～20重量份的鎂在900～1000℃下熔化成鋁鎂混合液體，再加入0.2～1重量份的鑭并混合均勻，然后放入鑄造模具中鑄造成電極板即可。采用該可溶性鎂鋁電極作為電極板，并采用輸出電壓為DC200～500V且輸出電流為50～120A的電源作為所述電極板的供電源，對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理，然后對電絮凝處理后的出水進行絮凝沉淀，從而得到凈化后出水。本發明專利技術不僅能夠有效防止電極板發生鈍化，提高了電極板的活性，而且顯著降低了電能損耗，提升了廢水處理效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及重金屬廢水處理領域，尤其涉及一種可溶性鎂鋁電極及利用該電極的重金屬廢水處理方法。
技術介紹
目前，常用的重金屬廢水處理方法主要是石灰中和法，但該方法會產生大量廢渣，存在著二次污染問題。高壓低流電化學法是近幾年發展起來的廢水處理方法；該方法突破了傳統的低電壓高電流電解法，而是采用高電壓、低電流，并借助高電壓作用產生電化學反應，把電能轉化為化學能，耗電少，十分適合用于重金屬廢水處理。在現有技術中，高壓低流電化學法所使用的電極板大多是普通鋁電極或鐵電極，但這種電極板容易發生鈍化而降低活性，這不僅會降低廢水處理效果，而且會增加電能損耗。此外，為了使重金屬廢水的處理滿足越來越嚴格的國家環保標準，需要在廢水處理過程中大大增加鋁絮體、鐵絮體的產生量，這就導致電極消耗速度極快，大大增加了處理成本。
技術實現思路
為了解決現有電極板容易發生鈍化、電能損耗大及廢水處理效果不穩定等技術問題，本專利技術提供了一種可溶性鎂鋁電極及利用該電極的重金屬廢水處理方法，不僅能夠有效防止電極板發生鈍化，提高了電極板的活性，而且顯著降低了電能損耗，提升了對廢水的凈化效果。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：一種可溶性鎂鋁電極，采用以下方法制備而成：將80～90重量份的鋁和10～20重量份的鎂在900～1000℃下熔化成鋁鎂混合液體，再加入0.2～1重量份的鑭并混合均勻，然后放入鑄造模具中進行鑄造，從而制得摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極。一種重金屬廢水處理方法，其特征在于，采用上述技術方案中所述的摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極作為電極板，并采用輸出電壓為DC200～500V且輸出電流為50～120A的電源作為所述電極板的供電源，對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理，然后對電絮凝處理后的出水進行絮凝沉淀，從而得到凈化后出水。優選地，在電絮凝處理中，電源控制電流密度為8～20mA/cm2、電極板間距為1～3cm、電絮凝反應時間為5～15分鐘、倒極周期為15～90分鐘，而電絮凝處理后的出水的pH值為6～9。優選地，所述的對電絮凝處理后的出水進行絮凝沉淀包括：按照每噸所述電絮凝處理后的出水使用0.5～2g絮凝劑的比例，向所述電絮凝處理后的出水中加入絮凝劑，并反應10～15分鐘，然后沉淀2～4小時；其中，所述的絮凝劑采用質量濃度為0.05～0.1％聚丙烯酰胺溶液。優選地，采用純堿或硫酸對待處理重金屬廢水的pH值進行調整，然后對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理。由上述本專利技術提供的技術方案可以看出，本專利技術所提供的重金屬廢水處理方法采用摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極作為高壓低流電化學法所使用的電極板，并且利用DC200～500V的高電壓和50～120A的低電流在高壓低流電化學反應中所帶來的氧化還原、絮凝和氣浮作用對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理，這不僅能夠有效防止電極板發生鈍化，提高電極板的活性，而且能夠顯著降低電能損耗，高效去除重金屬離子，提升廢水處理效果，使處理后的凈化出水能夠穩定的達到本行業的廢水排放標準，因此本專利技術所提供的重金屬廢水處理方法可以實現在重金屬廢水治理領域的大規模推廣應用。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖1為本專利技術實施例所提供的重金屬廢水處理方法的流程示意圖。具體實施方式下面結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術的保護范圍。(一)可溶性鎂鋁電極一種可溶性鎂鋁電極，采用以下方法制備而成：將80～90重量份的鋁和10～20重量份的鎂在900～1000℃下熔化成鋁鎂混合液體，再加入0.2～1重量份的鑭并混合均勻(例如：可以通過快速攪拌10分鐘來使混合均勻)，然后放入鑄造模具中進行鑄造，從而制得摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極。(二)重金屬廢水處理方法如圖1所示，一種重金屬廢水處理方法，采用上述技術方案所述摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極作為電極板，并采用輸出電壓為DC200～500V(即高電壓)且輸出電流為50～120A(即低電流)的電源作為所述電極板的供電源，對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理，然后對電絮凝處理后的出水進行絮凝沉淀，從而即可得到凈化后出水；該凈化后出水能夠穩定地達到本行業的廢水排放標準。具體地，該重金屬廢水處理方法各環節可以采用以下實施方案：(1)如果待處理的重金屬廢水的pH值不在3～7范圍內，那么可以先采用純堿或硫酸對待處理的重金屬廢水的pH值進行調整，使待處理的重金屬廢水的pH值為3～7，然后再對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理。(2)在電絮凝處理中，電源控制電流密度為8～20mA/cm2、電極板間距為1～3cm、電絮凝反應時間為5～15分鐘、倒極周期為15～90分鐘，而電絮凝處理后的出水的pH值為6～9。在實際應用中，如果電絮凝處理后的出水的pH值不在6～9范圍內，那么可以采用純堿或硫酸對其pH值進行調節，使電絮凝處理后的出水的pH值為6～9。電絮凝處理可以在現有技術中的高壓低流電化學反應釜或高壓低流電化學反應槽中進行。(3)所述的對電絮凝處理后的出水進行絮凝沉淀包括：按照每噸所述電絮凝處理后的出水使用0.5～2g絮凝劑的比例，向所述電絮凝處理后的出水中加入絮凝劑，并反應10～15分鐘，然后沉淀2～4小時；其中，所述的絮凝劑采用質量濃度為0.05～0.1％聚丙烯酰胺溶液。(4)與普通鋁電極相比，所述摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極能夠大大提高對重金屬的吸附性能，因此可以大幅降低電絮凝處理中電極板的消耗速度，節約成本。與現有的重金屬廢水處理方法相比，本專利技術所提供的重金屬廢水處理方法采用摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極作為高壓低流電化學法所使用的電極板，并且利用DC200～500V的高電壓和50～120A的低電流在高壓低流電化學反應中所帶來的氧化還原、絮凝和氣浮作用對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理，這不僅能夠有效防止電極板發生鈍化，提高電極板的活性，而且能夠顯著降低電能損耗，高效去除重金屬離子，提升廢水處理效果，使處理后的凈化出水能夠穩定的達到本行業的廢水排放標準，因此本專利技術所提供的重金屬廢水處理方法可以實現在重金屬廢水治理領域的大規模推廣應用。此外，本專利技術所提供的重金屬廢水處理方法對廢水中的氟、砷也有不錯的處理效果。為了更加清晰地展現出本專利技術所提供的技術方案及所產生的技術效果，下面以具體實施例對本專利技術實施例所提供的可溶性鎂鋁電極及利用該電極的重金屬廢水處理方法進行詳細描述。實施例1一種可溶性鎂鋁電極，采用以下方法制備而成：將80重量份的鋁和19重量份的鎂在950℃下熔化成鋁鎂混合液體，再加入1重量份的鑭，快速攪拌10分鐘，然后放入鑄造模具中鑄造成電極板，從而即可制得摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極。實施例2如圖1所示，一種重金屬廢水處理方法，包括以下步驟：步驟A、采用純堿或硫酸將重金本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可溶性鎂鋁電極，其特征在于，采用以下方法制備而成：將80～90重量份的鋁和10～20重量份的鎂在900～1000℃下熔化成鋁鎂混合液體，再加入0.2～1重量份的鑭并混合均勻，然后放入鑄造模具中進行鑄造，從而制得摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極。

【技術特征摘要】
1.一種可溶性鎂鋁電極，其特征在于，采用以下方法制備而成：將80～90重量份的鋁和10～20重量份的鎂在900～1000℃下熔化成鋁鎂混合液體，再加入0.2～1重量份的鑭并混合均勻，然后放入鑄造模具中進行鑄造，從而制得摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極。2.一種重金屬廢水處理方法，其特征在于，采用上述權利要求1中所述的摻雜鑭的復合可溶性鎂鋁電極作為電極板，并采用輸出電壓為DC200～500V且輸出電流為50～120A的電源作為所述電極板的供電源，對pH值為3～7的重金屬廢水進行電絮凝處理，然后對電絮凝處理后的出水進行絮凝沉淀，從而得到凈化后出水。3.根據權利要求2所述的重金屬廢水處理方法，其特征在于，在電絮凝處理中，電源控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊曉松，何慶浪，錢興廷，鄭曦，安康發，邵立南，劉峰彪，
申請(專利權)人：北京礦冶研究總院，云南華聯鋅銦股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11