【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高价值废水处理，具体涉及一种快速预回收废水中高价值金属的方法。
技术介绍
1、矿场、冶炼厂、珠宝加工场所在生产过程中会不可避免的产生里面含有高值金属离子的废水水体，如矿场、冶炼厂的工业废水、珠宝加工场所酸洗加工废液、电镀、芯片、电路加工企业产生的废水水体，而如何对废水进行无害化处理和高价值金属的回收是一直在探讨的问题。
2、现有技术中的高价值金属回收，主要包括以下几种方式：1）离子交换法：适用于电镀废水中重金属离子的回收。通过阴柱和阳柱串联的离子交换装置，将废水中的重金属离子（如铬、铜、镍等）吸附在树脂上，再用适当的洗脱剂将金属离子洗脱下来，实现回收。其优点是出水水质好，设备较简单，操作易于控制。但是树脂易饱和或中毒，再生周期短，运行成本高。2）膜分离技术：包括超滤、反渗透、电渗析等。通过膜的选择透过性，将废水中的高值金属离子与水分离，实现高值金属的浓缩和回收。其优点是回收率高，出水水质好，可实现废水零排放。但是成本较高，对膜的要求也较高。3）电解法：适用于铜等金属的回收。通过电解槽通电后形成的电位差，使废水中的金属离子在阴极上还原成金属单质，实现回收。其优点是回收的金属纯度高。但是其能耗较大，费用较高。4）化学沉淀法：向废水中加入化学试剂（如硫化物、氢氧化物等），与金属离子反应生成难溶于水的沉淀物，再通过过滤、洗涤、干燥等步骤得到金属化合物或金属单质。其优点是操作简单，成本低，但是污泥产量大，有二次污染风险。另外也有现有技术通过与高值金属离子的结合、通过吸附作用或加入絮凝剂，但是其回收效果慢，回收时间
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种快速预回收废水中高价值金属的方法，通过硫化物纳米粒子凝胶，该材料能够快速地与贵金属阳离子结合，无需絮凝剂，这些纳米粒子本身就是固体，可实现自絮凝，而且颗粒非常均匀，具有极多的吸附位点，能够极大吸附/结合高价值金属离子，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种快速预回收废水中高价值金属的方法，包括如下步骤：
3、s1、取一定量一定浓度的含高价值金属离子的废水，采用抽滤、离心的物理方法去除水体中的固体杂质或悬浮物，得到预回收废水；
4、s2、向预回收废水中加入硫化物纳米粒子凝胶，磁力搅拌或搅拌杆搅拌10～20 s，水体中立即析出棕黄色絮状沉淀；
5、s3、离心或过滤分离步骤s2得到的棕黄色絮状沉淀，对沉淀用稀酸搅拌溶解后得到澄清溶液；
6、s4、向澄清溶液中加入还原试剂，搅拌一定时间后离心或过滤得到沉淀物，将沉淀物烘干，即完成高价值金属的回收。
7、优选的，所述高价值金属是指后过渡金属，包括pt、pb、ru、ir、rh、pd、ag、au、cu或co。
8、优选的，所述硫化物纳米粒子凝胶的加入量根据硫化物纳米粒子凝胶固含量中粒子的负电荷数和废水水体中高价值金属阳离子的价态和浓度来确定。
9、优选的，所述的稀酸包括盐酸、醋酸、甲酸或乙酸；所述的还原试剂包括硫代硫酸钠或硼酸。
10、优选的，所述硫化物纳米粒子凝胶由硫化物纳米粒子和分散剂组成，凝胶的固含量为11.7～62.2%；所述硫化物纳米粒子是由硫原子和金属原子组成的纳米粒子，尺寸为1～10 nm，纳米粒子中硫元素的价态是负价，粒子表面整体带负电荷，所述硫化物纳米粒子的分子式为：inxgaysz，x=[1-19]，y=[1-19]， z=[10-36]，x+y =[4-20]，3x+3y<2z；所述分散剂由可质子化的有机溶剂组成，可质子化的有机溶剂是二乙胺、乙二胺、三乙胺、环己烷的一种或多种。
11、优选的，所述硫化物纳米粒子凝胶的制备，具体包括如下步骤：
12、步骤1、用分散剂配置成混合溶剂，将金属镓ga、金属铟in、升华硫s与混合溶剂一起置于玻璃管中，磁力搅拌0.3～2小时，得到黄棕色粘稠状浆体；随后抽真空密封玻璃管；
13、步骤2、将密封好的玻璃管置于加热装置中进行加热反应；
14、步骤3、待反应结束降至室温后，对玻璃管下部的产物采用无水乙醇和去离子水交替超声清洗过滤5～35 min，再真空烘干后得到硫化物纳米粒子凝胶。
15、优选的，在步骤1中，所述金属镓ga、金属铟in、升华硫s、混合溶剂的质量体积比为10～55 mg：15～25 mg：0.8～2.5 g：4.5～25 ml；所述抽真空密封具体是：抽真空度≥10-4pa后，采用氢氧机焊合密封，焊接方式为氢氧焰外焰，温度为950～1860 ℃，气流量800～2500l. h-1。
16、优选的，所述的混合溶剂在使用前采用氩气或氮气排空里面的溶解氧。
17、优选的，在步骤2中，加热反应的条件具体是：在320～1250 °c加热2～15小时，升温速率5～30 °c/min，降温速率20～40 °c/min。
18、优选的，在步骤3中，真空干燥的条件具体是：在真空烘箱60～80℃烘干5～12小时，真空度0.01～0.1×10-1 pa。
19、本专利技术的有益效果是：
20、现有技术中采用其他的凝胶材料如高分子凝胶等，与高值金属离子的结合大多是物理吸附作用，但是结合效果慢，而且其他的金属硫化物，其分子中的硫和金属通过离子键结合，没有额外的负电荷来结合额外的金属阳离子。本专利技术采用的硫化物纳米粒子凝胶，无需额外使用絮凝剂，凝胶中的纳米粒子本身为固态，可实现自絮凝，而且颗粒非常均匀，具有极多的吸附位点，能够极大吸附/结合高值金属离子，纳米粒子与金属阳离子结合后形成的絮状物可自行与水相分离。硫化物带负电荷其与高值金属阳离子的结合能力强于质子化的有机分子，直接形成了离子键，回收时间仅需几十秒即可完成，回收速率快。通过本专利技术方法回收后的贵金属负载颗粒经过简单常用的酸洗-还原-过滤等工艺即可得到高纯度的贵金属。
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1.一种快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述高价值金属是指后过渡金属，包括Pt、Pb、Ru、Ir、Rh、Pd、Ag、Au、Cu或Co。
3.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述硫化物纳米粒子凝胶的加入量根据硫化物纳米粒子凝胶固含量中粒子的负电荷数和废水水体中高价值金属阳离子的价态和浓度来确定。
4.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述的稀酸包括盐酸、醋酸、甲酸或乙酸；所述的还原试剂包括硫代硫酸钠或硼酸。
5.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述硫化物纳米粒子凝胶由硫化物纳米粒子和分散剂组成，凝胶的固含量为11.7～62.2%；所述硫化物纳米粒子是由硫原子和金属原子组成的纳米粒子，尺寸为1～10 nm，纳米粒子中硫元素的价态是负价，粒子表面整体带负电荷，所述硫化物纳米粒子的分子式为：InxGaySz，x=[1-19]，y=[1-19]，
6.根据权利要求1或5所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述硫化物纳米粒子凝胶的制备，具体包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：在步骤1中，所述金属镓Ga、金属铟In、升华硫S、混合溶剂的质量体积比为10～55 mg：15～25 mg：0.8～2.5 g：4.5～25 mL；所述抽真空密封具体是：抽真空度≥10-4Pa后，采用氢氧机焊合密封，焊接方式为氢氧焰外焰，温度为950～1860 ℃，气流量800～2500L. h-1。
8.根据权利要求6所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述的混合溶剂在使用前采用氩气或氮气排空里面的溶解氧。
9.根据权利要求6所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：在步骤2中，加热反应的条件具体是：在320～1250 °C加热2～15小时，升温速率5～30 °C/min，降温速率20～40 °C/min。
10.根据权利要求6所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：在步骤3中，真空干燥的条件具体是：在真空烘箱60～80℃烘干5～12小时，真空度0.01～0.1×10-1 Pa。
...【技术特征摘要】
1.一种快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述高价值金属是指后过渡金属，包括pt、pb、ru、ir、rh、pd、ag、au、cu或co。
3.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述硫化物纳米粒子凝胶的加入量根据硫化物纳米粒子凝胶固含量中粒子的负电荷数和废水水体中高价值金属阳离子的价态和浓度来确定。
4.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述的稀酸包括盐酸、醋酸、甲酸或乙酸；所述的还原试剂包括硫代硫酸钠或硼酸。
5.根据权利要求1所述的快速预回收废水中高价值金属的方法，其特征在于：所述硫化物纳米粒子凝胶由硫化物纳米粒子和分散剂组成，凝胶的固含量为11.7～62.2%；所述硫化物纳米粒子是由硫原子和金属原子组成的纳米粒子，尺寸为1～10 nm，纳米粒子中硫元素的价态是负价，粒子表面整体带负电荷，所述硫化物纳米粒子的分子式为：inxgaysz，x=[1-19]，y=[1-19]， z=[10-36]，x+y =[4-20]，3x+3y<2z；所述分散剂由可质子化的有机溶剂组成，可质子化的有机溶剂是二乙胺...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘栋梁，李严波，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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