工业废水除铊的常见技术及其原理与应用特点:
化学沉淀法
核心原理:通过投加纳米螯合剂或碳酸盐(如碳酸钠),使铊离子生成难溶的螯合铊化合物或碳酸铊(Tl₂CO₃)沉淀。例如,某铅锌冶炼厂采用 “氧化 + 纳米沉淀” 工艺,先通过将 Tl⁺氧化为 Tl³⁺,再投加硫化钠生成 螯合物 沉淀,处理后铊浓度可降至 0.005 mg/L7。
技术优势:工艺简单、成本低,适合高浓度铊废水预处理。
局限性:需严格控制药剂用量;污泥量属于含铊危废需安全处置。
吸附法
1. 活性炭吸附
利用活性炭的高比表面积吸附铊离子,对低浓度废水效果较好,但再生困难且易饱和。
2. 纳米材料吸附
• 纳米铁材料:在强碱体系中对铊的吸附率超 99%,锂损失仅 3%,已应用于电池级氢氧化锂生产7。
• 磁性复合材料:如 rGO-Fe₃O₄@TiO₂复合材料,在过盐协同下对 Tl (I) 的吸附容量达 440 mg-Tl/g-Ti,且易于磁分离回收7。
3. 改性矿物吸附
改性超细硅藻土在锌生产废水中的铊去除率超 99%,处理成本低至 0.2-0.7 元 / 吨7。
离子交换法
技术特点:选择性树脂(如 RCX-5143)通过络合吸附 TlCl₄⁻,在铅锌冶炼废水中实现铊的深度去除(出水 < 0.01 mg/L),且再生废液可回收高浓度铊7。某铅冶炼厂采用 “氧化 + 离子交换” 工艺,药剂成本降低 30%,污泥量减少 50%7。
经济性:树脂成本较高(每吨约 8-10 万元),但运行中药剂消耗低,适合低浓度废水深度处理7。
氧化法与联合工艺
1. 催化氧化
• 二氧化锰催化:结合漂白粉氧化 Tl⁺为 Tl³⁺,再通过聚合氯化铁与改性海藻酸钠混凝,处理后铊浓度可降至 0.1 μg/L 以下1。
• 铁铊共催化:利用 Fe²⁺与 Tl³⁺的协同氧化作用,结合硫碱破络共沉技术,适用于高浓度铊废水(>100 μg/L 到几个 mg/L)6。
2. 臭氧氧化
在锂电行业烟气处理中,臭氧与一氧化氮反应生成硝酸,促使铊转化为易溶的硝酸铊,再通过湿法洗涤塔去除5。
电化学法
电容去离子技术:采用锰基电极(如钾离子预插入二氧化锰),在 0.2-1.2V 电压下实现铊离子的高效吸附,锰溶出量减少近 6 倍,适用于铊浓度 100-1500 μg/L 的废水3。
膜分离法
1. 反渗透
在压力驱动下,半透膜截留铊离子,处理效率高但设备投资大,适用于对水质要求极高的场景4。
2. 电渗析
利用离子交换膜在电场作用下分离铊离子,能耗低且环境友好,尤其适合含铊酸洗废水处理4。
生物处理技术
纳米制剂协同脱铊:通过纳米剂与微生物代谢产物配合,在中低浓度废水中实现铊的稳定达标,如甘肃某铅锌冶炼厂年节省费用 520 万元。
新兴技术与政策驱动
1. 资源化回收:通过离子交换树脂再生或纳米材料吸附回收铊,如 RCX-5143 树脂再生液可提取高纯度铊7。
2. 智能化工艺:结合物联网实现药剂投加与 pH 的精准调控,降低能耗与人工成本7。
3. 政策导向:生态环境部《涉铊污染源污染隐患排查治理技术指南》要求重点行业(如铅锌冶炼、钢铁烧结)采用氧化 - 吸附 - 离子交换联合工艺,推动技术升级8。
技术选择建议
• 高浓度废水:优先采用 “氧化 + 化学沉淀” 预处理,再结合离子交换或吸附深度处理。
• 低浓度废水:直接选用选择性树脂或纳米材料吸附,实现经济高效去除。
• 复杂水质:采用联合工艺(如催化氧化 + 混凝沉淀),提升对 Ca²⁺、Mg²⁺等干扰离子的适应性7。
工业废水除铊技术正从单一工艺向多元化、精细化发展,未来需重点突破深度处理材料研发与智能化管理,实现污染治理与资源回收的双重目标。