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有色冶炼废水是水环境重金属污染物的主要来源,本文以自主研发的颗粒型13X分子筛复合材料装填成固定床,对废水中Cu2+实现了快速高效富集,并确定了固定床运行适宜参数,探究了复合材料富集Cu2+的性能及机理,考察了废水水质、共存重金属离子、常见阴/阳离子对复合材料固定床富集Cu2+的影响。此外,对富集饱和后复合材料中铜资源的回收进行了研究。研究结果如下:(1)填料粒径20-40目、填充高度50 cm、进水流速150 m L/min的运行条件下,复合材料固定床对Cu2+的富集效果较好,饱和富集量为1.69 mmol/g。进水Cu2+浓度增大,复合材料对Cu2+的富集速率加快。废水p H≥5.0时,复合材料富集Cu2+的性能较好。(2)对Cu2+富集饱和后复合材料的表征和解吸结果表明,复合材料富集Cu2+的主要机理有离子交换吸附、配位作用、表面沉淀、化学沉淀,其中离子交换吸附最先发生,之后转化为其它形态,通过配位作用被富集的Cu2+约占总富集量的49%,通过表面/化学沉淀被富集的Cu2+占总富集量的29%左右。(3)Cu2+与Pb2+、Cd2+、Zn2+共存的废水中,共存重金属离子种类和浓度均会影响Cu2+穿透时间和平衡吸附/富集量。共存Pb2+、Cd2+、Zn2+对Cu2+的平衡吸附/富集量影响顺序为Pb2+>Cd2+>Zn2+。共存重金属离子浓度越大,Cu2+穿透时间越短。(4)常见阴/阳离子会影响Cu2+穿透时间和平衡吸附/富集量,其中一价的Na+仅使Cu2+穿透时间变短,但对平衡吸附/富集量影响较小,而Ca2+与Cu2+共存时,由于Ca2+对复合材料中吸附点位的竞争,导致Cu2+的吸附/富集量减小。SO42-对Cu2+的平衡吸附/富集量有降低作用,SO42-浓度越高,降低程度越大。(5)从富集Cu2+饱和材料中回收铜资源,选择盐酸作为浸出酸,盐酸浓度为3.0 mol/L、浸出时间2 h时,铜浸出率达到99.8%。从浸出液中回收金属铜,选择还原铁粉作为还原剂,当还原铁粉用量为8 g/L(浸出液)时,浸出液中约96%的Cu2+被还原为海绵铜,高效实现了铜资源的回收。