第六章化学沉淀PPT讲稿.ppt

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1、第六章化学沉淀第1页，共42页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 化学沉淀基本知识化学沉淀基本知识 1 1、化学沉淀法定义、化学沉淀法定义 (P301)(P301)化学沉淀法化学沉淀法是向污水中投加某种化学物质，使它是向污水中投加某种化学物质，使它与污水中的溶解物质发生化学反应，生成与污水中的溶解物质发生化学反应，生成难溶于水的难溶于水的沉淀物沉淀物，以降低污水中溶解物质的方法。，以降低污水中溶解物质的方法。主要针对废水中的阴、阳离子。第2页，共42页，编辑于2022年，星期三2 2、化学沉淀法的处理对象、化学沉淀法的处理对象 (主要针对废水中的阴、阳离子。)（1 1）废废水水中中的的重重

2、金金属属离离子子及及放放射射性性元元素素：如如CrCr3+3+、CdCd3+3+、HgHg2+2+、ZnZn2+2+、NiNi2+2+、CuCu2+2+、PbPb2+2+、FeFe3+3+等。等。（2 2）给水处理中去除钙，镁硬度。）给水处理中去除钙，镁硬度。（3 3）某些非金属元素：如）某些非金属元素：如S S2-2-、F F-、磷等。、磷等。（4）某些有机污染物某些有机污染物第3页，共42页，编辑于2022年，星期三3 3、沉淀的条件、沉淀的条件 水水中中难难溶溶盐盐服服从从溶溶度度积积原原则则，即即在在一一定定条条件件下下，在在含含有有难难溶溶盐盐M Mn nN Nn n（固固体体）的的

3、饱饱和和溶溶液液中中，各各种种离离子子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为L LMnNnMnNn：M Mm mN Nn n=mM mM n+n+nN+nNm-m-溶度积常数溶度积常数 L LMmNnMmNn=M=Mn+n+m mNNm-m-n n 第4页，共42页，编辑于2022年，星期三溶度积常数溶度积常数 LMmNn=Mn+mNm-n=kMmNn=常数 其中其中 M Mn+n+表示金属阳离子摩尔浓度（表示金属阳离子摩尔浓度（mol/Lmol/L）N Nm-m-表示阴离子摩尔浓度（表示阴离子摩尔浓度（mol/Lmol/L）难溶盐的溶度积常数均可在难

4、溶盐的溶度积常数均可在化学手册化学手册中查到中查到。见书见书P302P302表表16-116-1，给出的，给出的溶度积简表。溶度积简表。第5页，共42页，编辑于2022年，星期三 L LMmNnMmNn=M=Mn+n+m mNNm-m-n n=k=kMMm mN Nn n=常数常数 根据溶度积原理，可以判断溶液中是否有沉淀产生：根据溶度积原理，可以判断溶液中是否有沉淀产生：A A、离子积离子积MMn+n+m mNNm-m-n n L L LMmNnMmNn时，时，形成形成MmNnMmNn沉淀。沉淀。可可见见，要要降降低低MMn+n+可可考考虑虑增增大大NNm-m-的的值值，具具有有这这种种作作

5、用用的的化学物质为化学物质为沉淀剂。沉淀剂。第6页，共42页，编辑于2022年，星期三 在在饱饱和和溶溶液液中中，可可根根据据溶溶度度积积常常数数计计算算难难溶盐在溶液中的溶盐在溶液中的溶解度溶解度S SMmNnMmNn 由于由于 M Mn+n+=m S=m SMmNn MmNn N Nm-m-=nS=nSMmNnMmNn 有有 L LMmNnMmNn=mS=mSMmNnMmNn m mnnMmNnMmNn n n 得得 第7页，共42页，编辑于2022年，星期三分级沉淀：分级沉淀：当当溶溶液液中中有有多多种种离离子子都都能能与与同同一一种种离离子子生生成成沉沉淀淀时时，可可通通过过溶溶度度积

6、积原原理理来来判判断断生生成成沉沉淀淀的的顺顺序序称称为为分级沉淀分级沉淀。如如：溶溶液液中中同同时时存存在在BaBa2+2+、CrOCrO4 42-2-、SOSO4 42-2-,何何种种离子首先发生沉淀析出？离子首先发生沉淀析出？BaBa2+2+SO+SO4 42-2-=BaSO=BaSO4 4 L LBaSO4BaSO4=1.110=1.110-10-10BaBa2+2+CrO+CrO4 42-2-=BaCrO=BaCrO4 4 L LBaCrO4BaCrO4=2.310=2.310-10-10 判判断断分分级级沉沉淀淀的的先先后后，不不要要单单纯纯的的通通过过溶溶度度积积常常数数（或或溶

7、溶解解度度）的的大大小小来来判判定定，要以，要以离子浓度乘积与溶度积离子浓度乘积与溶度积L L的关系的关系为指标，看是否满足沉淀的条件。为指标，看是否满足沉淀的条件。第8页，共42页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 常用的化学沉淀方法常用的化学沉淀方法1 1、化学沉淀法、化学沉淀法工艺过程工艺过程 （1 1）投投加加化化学学沉沉淀淀剂剂，生生成成难难溶溶的的化化学学物物质质，使使污染物沉淀析出。污染物沉淀析出。投药，反应，沉淀析出投药，反应，沉淀析出 （2 2）通通过过凝凝聚聚、沉沉降降、浮浮选选、过过滤滤、离离心心、吸吸附等方法，进行附等方法，进行固液分离固液分离。（3 3）泥渣的处理

8、和回收泥渣的处理和回收利用。利用。第9页，共42页，编辑于2022年，星期三2 2、常用的化学沉淀方法、常用的化学沉淀方法 氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法 硫化物沉淀法硫化物沉淀法 碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法 卤化物沉淀法卤化物沉淀法 还原沉淀法还原沉淀法第10页，共42页，编辑于2022年，星期三3 3 氢氧化物沉淀法：氢氧化物沉淀法：氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀法法是是基基于于重重金金属属离离子子在在一一定定的的pHpH条条件件下下，生生成成难难溶溶于于水水的的氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀而而得得到到分分离离。工工业业废废水水中中的的许许多多金金属属离离子子可可以以生生成成氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀而而

9、得得以以去除。去除。（1 1）设单纯生成氢氧化物）设单纯生成氢氧化物M(OH)nM(OH)n，M(OH)n M(OH)n=M Mn+n+n OH+n OH-有：有：L LM(OH)nM(OH)n=M=Mn+n+OHOHn n 沉淀与否主要取决因素为沉淀与否主要取决因素为pHpH 。第11页，共42页，编辑于2022年，星期三由上式可知：由上式可知：a a 金金属属离离子子浓浓度度相相同同时时，溶溶度度积积小小的的开开始始沉沉淀淀析析出出的的pHpH越低。越低。b b 同一金属离子，浓度越大，开始沉淀析出的同一金属离子，浓度越大，开始沉淀析出的pHpH越低。越低。可可供供选选用用沉沉淀淀剂剂：N

10、aOHNaOH、石石灰灰、NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3等等。最最经经济济的的化化学学药药剂剂是是石石灰灰，适适用用于于不不准准备备回回收收重重金金属属的的低低浓浓度度废废水处理。水处理。对金属离子对金属离子Mn+Mn+来说，是否来说，是否生成难溶的氢氧化物沉淀，生成难溶的氢氧化物沉淀，取决于溶液中取决于溶液中OHOH离子浓离子浓度，即度，即pHpH值。值。第12页，共42页，编辑于2022年，星期三例例题题：已已知知FeFe3+3+=0.01mol/L0.01mol/L，要要使使有有Fe(OH)Fe(OH)3 3沉沉淀淀析出，析出，pHpH应多大？应多大？（Fe(O

11、H)Fe(OH)3 3的的L LFe(OH)3Fe(OH)3=3.810=3.810-38-38。）。）解解：据据溶溶度度积积原原理理，要要是是某某一一金金属属离离子子（M Mn+n+）生生成成氢氢氧氧化化物物沉淀，则需要满足：沉淀，则需要满足：M Mn+n+OHOH-n n L LM(OH)nM(OH)n 即即 Fe Fe3+3+OHOH-3 3 3.810 3.810-38 -38 注意单位换算注意单位换算 有有 pOH 11.8 pOH 2.2 pH 2.2，即即：要要使使0.01mol/L0.01mol/L的的FeFe3+3+析析出出Fe(OH)Fe(OH)3 3沉沉淀淀，溶溶液液pH

12、pH应应大大于于2.22.2。当溶液中离子浓度molL-1，可认为该离子已被定量沉淀完全。，可认为该离子已被定量沉淀完全。第13页，共42页，编辑于2022年，星期三（）不仅生成氢氧化物沉淀，还生成各种可溶性的羟基（）不仅生成氢氧化物沉淀，还生成各种可溶性的羟基络合物络合物？如何确定？如何确定p p值？值？根据络合物的逐级稳定常数和沉淀物的根据络合物的逐级稳定常数和沉淀物的spsp，确定与沉淀平衡，确定与沉淀平衡共存的各种可溶络合物浓度与共存的各种可溶络合物浓度与p p的关系的关系游离态可溶性羟基络合物游离态可溶性羟基络合物第14页，共42页，编辑于2022年，星期三思考：生成可溶性络合物对于

13、沉淀来说是好思考：生成可溶性络合物对于沉淀来说是好还是不好？还是不好？当废水中存在当废水中存在，等配位体时，等配位体时，能与重金属离子形成可溶性络合物，增大金属氢氧化物的能与重金属离子形成可溶性络合物，增大金属氢氧化物的溶解度，对沉淀法不利，要预处理除去溶解度，对沉淀法不利，要预处理除去第15页，共42页，编辑于2022年，星期三（3）氢氧化物沉淀法的应用常用沉淀剂为石灰常用沉淀剂为石灰(优点优点,缺点缺点)应用应用:处理含锌废水处理含锌废水含镉废水含镉废水含铜废水含铜废水含镍废水含镍废水第16页，共42页，编辑于2022年，星期三4 4 硫化物沉淀法硫化物沉淀法 向向废废液液中中加加入入硫硫

14、化化氢氢、硫硫酸酸铵铵或或碱碱金金属属的的硫硫化化物物，与与处处理理物物质质反反应应生生成成难难溶溶硫硫化化物物沉沉淀淀，已已达达到到分离净化的目的。分离净化的目的。硫硫化化物物沉沉淀淀法法能能用用于于处处理理大大多多数数含含重重金金属属的的废废水水。（溶度积均很小）（溶度积均很小）L LHgSHgS=410=4105353 L LCuSCuS=810=8103737 L LPbSPbS=3.210=3.2102828 L LCdSCdS=1.610=1.6102828 采用硫化物作沉淀采用硫化物作沉淀剂可使废水中的金剂可使废水中的金属得到更完全地去属得到更完全地去除。除。第17页，共42页，

15、编辑于2022年，星期三特点：特点：（1 1）分步沉淀）分步沉淀:各种金属硫化物的溶度积相差悬殊，各种金属硫化物的溶度积相差悬殊，溶液中溶液中S S2-2-离子浓度受离子浓度受H H+浓度的制约，浓度的制约，可以通过控制酸度，用硫化物沉淀法把溶液中不同金属可以通过控制酸度，用硫化物沉淀法把溶液中不同金属离子分步沉淀而分离回收。离子分步沉淀而分离回收。对于同一类型的难溶电解质，当离子浓度相同时，可直接由对于同一类型的难溶电解质，当离子浓度相同时，可直接由K Kspsp 的大小判断沉淀次序，的大小判断沉淀次序，K Kspsp小的先沉淀；若溶液中离子浓度不同，小的先沉淀；若溶液中离子浓度不同，或沉淀

16、类型不同时，不能直接由或沉淀类型不同时，不能直接由K Kspsp的大小判断，需根据溶度积的大小判断，需根据溶度积规则由计算判断。规则由计算判断。第18页，共42页，编辑于2022年，星期三处理对象处理对象:重金属离子。重金属离子。根据溶度积大小，硫化物沉淀析出的顺序是：根据溶度积大小，硫化物沉淀析出的顺序是：As As5+5+Hg Hg2+2+Ag Ag+As As3+3+Bi Bi3+3+Cu Cu2+2+Pb Pb2+2+Cd Cd2+2+Sn Sn2+2+Co Co2+2+Zn Zn2+2+Ni Ni2+2+Fe Fe2+2+Mn Mn2+2+常用的沉淀剂常用的沉淀剂：NaNa2 2S

17、S、NaHSNaHS、K K2 2S S、H H2 2S S 等。等。根据沉淀转化原理，难镕硫化物根据沉淀转化原理，难镕硫化物MnSMnS、FeSFeS等亦可作为处等亦可作为处理药剂。理药剂。第19页，共42页，编辑于2022年，星期三例：例：（1 1）对于）对于无机汞无机汞 2Hg2Hg+S+S2-2-HgHg2 2S S HgS+Hg HgS+Hg 适宜适宜pH 8-10pH 8-10 Hg Hg2+2+S+S2-2-HgSHgS （2 2）对对于于有有机机汞汞化化合合物物，经经氯氯化化处处理理后后，也也可可用用硫化钠除汞。硫化钠除汞。注注意意：用用硫硫化化物物沉沉淀淀法法处处理理含含汞汞

18、废废水水时时，S S2-2-量量不不能能过过量量太太多多，因因过过量量S S2-2-与与HgSHgS生生成成HgSHgS2 22-2-络络离离子子而而溶溶解解，影响汞的去除。影响汞的去除。第20页，共42页，编辑于2022年，星期三注意事项注意事项 (1)1)S S 2 2离子能与金属离子形成离子能与金属离子形成络阴离子络阴离子，从而使金属硫化物的溶解度增大，不利于重从而使金属硫化物的溶解度增大，不利于重金属的沉淀去除，因此必须金属的沉淀去除，因此必须控制沉淀剂控制沉淀剂S S2 2离子的浓度不要过量太多离子的浓度不要过量太多.(2)(2)其它其它配位体配位体如如X-(X-(卤离子卤离子)；C

19、NCN-、SCNSCN-，应通过应通过预处理预处理除去。除去。第21页，共42页，编辑于2022年，星期三应用 (一一)硫化物沉淀法除汞硫化物沉淀法除汞()()1.1.原理原理-硫化汞硫化汞KspKsp很小，所以硫化物沉淀法的除很小，所以硫化物沉淀法的除汞率高汞率高.2.2.处理对象处理对象-无机汞。对于有机汞，必须先用氧化无机汞。对于有机汞，必须先用氧化剂剂(如氯如氯)将其氧化成无机汞，再去除。将其氧化成无机汞，再去除。3.3.影响因素影响因素:硫的浓度硫的浓度;(;(加加FeSOFeSO4 4作用作用)pH;pH;其他配位离子其他配位离子第22页，共42页，编辑于2022年，星期三(二二)

20、其他应用其他应用处理含铜废水处理含铜废水;含镉废水含镉废水.硫化物沉淀法的特点硫化物沉淀法的特点优点优点:去除率高、可分步沉淀、泥渣中金属品位高、适应去除率高、可分步沉淀、泥渣中金属品位高、适应pHpH值范围值范围大等大等.缺点缺点:沉淀剂来源受限，硫化物沉淀法处理费用较高。沉淀剂来源受限，硫化物沉淀法处理费用较高。生成的难溶盐的颗粒粒径很小，固液分离困难，常需投加混生成的难溶盐的颗粒粒径很小，固液分离困难，常需投加混凝剂。凝剂。此法的应用不太广泛，有时作为氢氧化物沉淀法的补充法。此法的应用不太广泛，有时作为氢氧化物沉淀法的补充法。使水体中使水体中CODCOD增加增加;当水体酸性增加时，可产生

21、硫化氢气体污染大气。当水体酸性增加时，可产生硫化氢气体污染大气。第23页，共42页，编辑于2022年，星期三4 4、碳酸盐沉淀法、碳酸盐沉淀法 金金属属离离子子碳碳酸酸盐盐的的溶溶度度积积很很小小，对对于于高高浓浓度度的的重重金属废水，可投加碳酸盐进行回收。金属废水，可投加碳酸盐进行回收。此法可此法可去除或回收去除或回收MnMn2+2+、ZnZn2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+Ca Ca2+2+、MgMg2+2+(水软化水软化)，沉淀剂沉淀剂：NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3、NHNH4 4HCOHCO3 3、CaCOCaCO3 3等。等。第24页，共42页

22、，编辑于2022年，星期三应用方式应用方式 不同的处理对象，碳酸盐沉淀法有三种不同的应用方式：不同的处理对象，碳酸盐沉淀法有三种不同的应用方式：(1)(1)投加投加难溶碳酸盐难溶碳酸盐(如碳酸钙如碳酸钙)，利用，利用沉淀转化沉淀转化原理，原理，使废水中重金属离子使废水中重金属离子(如如PbPb2+2+、CdCd2+2+、ZnZn2+2+、NiNi2+2+等离子等离子)生生成溶解度更小的碳酸盐而沉淀析出；成溶解度更小的碳酸盐而沉淀析出；(2)(2)投加投加可溶性碳酸盐可溶性碳酸盐(如碳酸钠如碳酸钠)，使水中金属离子生，使水中金属离子生成难溶碳酸盐而沉淀析出；成难溶碳酸盐而沉淀析出；(3)(3)投

23、加石灰投加石灰，与造成水中碳酸盐硬度的，与造成水中碳酸盐硬度的Ca(HC0Ca(HC03 3)2 2和和Mg(HCOMg(HCO3 3)2 2，生成难溶的碳酸钙和氢氧化镁而沉淀析出。，生成难溶的碳酸钙和氢氧化镁而沉淀析出。第25页，共42页，编辑于2022年，星期三5 5 卤化物沉淀法卤化物沉淀法 如利用如利用AgClAgCl沉淀沉淀回收银回收银：Ag Ag+Cl+Cl-=AgCl(Ksp=1.5610=AgCl(Ksp=1.5610-10-10)利用利用CaFCaF2 2沉淀沉淀去除去除F F-：Ca Ca2+2+2F+2F-=CaF=CaF2 2 (Ksp=410 (Ksp=410-11-

24、11)第26页，共42页，编辑于2022年，星期三（1 1）氯化物沉淀法除银氯化物沉淀法除银原理原理:氯化银氯化银KspKsp1.810-10,1.810-10,故可处理和故可处理和回收废水中的银。回收废水中的银。处理方法处理方法:含银废水主要来源于镀银和照相含银废水主要来源于镀银和照相工艺。工艺。单纯含银时单纯含银时:先电解法回收银，将银浓度降先电解法回收银，将银浓度降低低;再用氯化物沉淀法，将银浓度降至再用氯化物沉淀法，将银浓度降至lmglmgL L左右。左右。第27页，共42页，编辑于2022年，星期三l多种金属离子共存多种金属离子共存:调调pHpH值至碱性，同时投加值至碱性，同时投加氯

25、化物，则其它金属形成氢氧化物沉淀，唯独氯化物，则其它金属形成氢氧化物沉淀，唯独银离子形成氯化银沉淀，二者共沉淀。用酸洗银离子形成氯化银沉淀，二者共沉淀。用酸洗沉渣，将金属氢氧化物沉淀溶出，仪剩下氯化沉渣，将金属氢氧化物沉淀溶出，仪剩下氯化银沉淀。银沉淀。l废水中含有氰，它和银离子形成废水中含有氰，它和银离子形成Ag(CN)Ag(CN)2 2-络络离子离子:一般先氯化法氧化氰，放出的氯离子又一般先氯化法氧化氰，放出的氯离子又可以与银离于生成沉淀。可以与银离于生成沉淀。第28页，共42页，编辑于2022年，星期三（2 2）氟化物沉淀法氟化物沉淀法1.1.处理对象处理对象:氟离子氟离子-氟化钙沉淀氟

26、化钙沉淀2.2.处理方法处理方法:单纯氟离子单纯氟离子:投加石灰，调投加石灰，调pHpH值至值至10101212，生，生成成CaFCaF2 2沉淀沉淀.其它金属离子其它金属离子(如如MgMg2+2+、FeFe3+3+、A1A13+3+等等)共存共存:加加石灰后，除形成石灰后，除形成CaFCaF2 2沉淀外，还形成金属氢氧沉淀外，还形成金属氢氧化物沉淀。由于后者的吸附共沉作用，可使含化物沉淀。由于后者的吸附共沉作用，可使含氟浓度降至氟浓度降至8mg8mgL L以下。以下。第29页，共42页，编辑于2022年，星期三6 6 还原沉淀法还原沉淀法 例例如如：制制革革行行业业含含铬铬废废水水的的处处理

27、理，六六价价铬铬必必须须先先还还原原成成三三价价铬铬，然然后后再再用用石石灰灰沉沉淀淀。这这种种方法称为还原沉淀法。方法称为还原沉淀法。此此法法已已广广泛泛应应用用于于含含铬铬废废水水的的处处理理，经经济济上上合合算算，去去除除效效率率高高(98-99%)(98-99%)，同同时时处处理理水可以回用。水可以回用。第30页，共42页，编辑于2022年，星期三操作步骤：操作步骤：pH pH调整：调整：将将含含铬铬废废水水用用硫硫酸酸将将pHpH调调至至2-32-3，在在此此pHpH值值下下CrCr6+6+可可以以有有效效地地被被还还原原为为CrCr3+3+；也也可可以以应应用用从从其其它它厂厂排排

28、放放出出的的酸酸性性废废水水混混合合，以以减减少少处处理理费用。费用。还原处理还原处理 第31页，共42页，编辑于2022年，星期三 还原处理还原处理 含含铬铬废废水水处处理理常常用用的的还还原原剂剂有有：硫硫酸酸亚亚铁铁、焦焦亚亚硫硫酸酸钠钠、硫硫化化钠钠，也也可可用用工工业业废废气气中中的的SOSO2 2作作还原剂。还原剂。还还原原效效率率与与pHpH、反反应应时时间间及及还还原原剂剂的的性性质质有有关关。由由于于铬铬的的还还原原在在pHpH偏偏酸酸性性条条件件下下最最有有效效，所所以以具具有有酸性的还原剂最理想。酸性的还原剂最理想。Cr Cr6+6+Fe+Fe2+2+H+H+Cr Cr3

29、+3+Fe+Fe3+3+Cr Cr6+6+SO+SO2 2+H+H+Cr Cr3+3+SO+SO4 42-2-第32页，共42页，编辑于2022年，星期三沉淀分离沉淀分离 可加入石灰或其它碱。可加入石灰或其它碱。CrCr3+3+OH+OH-Cr(OH)Cr(OH)3 3 其它除六价铬方法：其它除六价铬方法：根据根据BaCrOBaCrO4 4和和BaCOBaCO3 3溶度积大小的不同，也可溶度积大小的不同，也可采用采用BaCOBaCO3 3法除六价铬：法除六价铬：BaCOBaCO3 3+K+K2 2CrCr2 2O O7 7=2BaCrO=2BaCrO4 4+K+K2 2COCO3 3+CO+C

30、O2 2第33页，共42页，编辑于2022年，星期三习题：习题：用用氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀法法处处理理含含镉镉废废水水，若若使使镉镉达达到到排排放放标标准准0.1mg/L0.1mg/L，出出水水pHpH值值最最低低应应为为多多少？此时少？此时 Ca2 Ca2浓度为多少？浓度为多少？（2525时，时，Cd(OH)Cd(OH)3 3的溶度积为的溶度积为2.2102.210-14-14）注意单位换算第34页，共42页，编辑于2022年，星期三铁氧体沉淀法1 1铁氧体（铁氧体（FerriteFerrite）概述）概述 物理性质物理性质-是指一类具有一定晶体结构的复合氧化物，是指一类具有一定晶体结构的

31、复合氧化物，它具有高的导磁率和高的电阻率（其电阻率比铜大它具有高的导磁率和高的电阻率（其电阻率比铜大1010131310101414倍），是一种重要的磁性介质。铁氧体不溶于酸、碱、倍），是一种重要的磁性介质。铁氧体不溶于酸、碱、盐溶液，也不溶于水。盐溶液，也不溶于水。第35页，共42页，编辑于2022年，星期三铁氧体沉淀法铁氧体的组成铁氧体的组成-尖晶石型铁氧体化学组成尖晶石型铁氧体化学组成BOABOA2 2O O3 3。B-B-二价金属，如二价金属，如FeFe、MgMg、ZnZn、MnMn、CoCo、NiNi、CaCa等；等；-三价金属，如三价金属，如FeFe、AlAl、CrCr、MnMn、

32、V V、CoCo等。等。磁铁矿（其主要成分为磁铁矿（其主要成分为FeFe3 3O O4 4或或FeOFeFeOFe2 2O O3 3）就是一种天然的）就是一种天然的尖晶石型铁氧体。尖晶石型铁氧体。第36页，共42页，编辑于2022年，星期三2.铁氧体沉淀法定义 废水中各种金属离子形成不溶性的铁氧体晶粒而沉淀析出的方法叫做铁氧体沉淀法。3 铁氧体沉淀法的工艺流程工艺过程包括工艺过程包括投加亚铁盐、调整投加亚铁盐、调整pHpH值、充氧加热、固液分离、沉渣值、充氧加热、固液分离、沉渣处理处理等五个环节。等五个环节。第37页，共42页，编辑于2022年，星期三(1)(1)配料反应配料反应为了形成铁氧体

33、，通常要有足量的为了形成铁氧体，通常要有足量的FeFe2+2+和和FeFe+。通常要额外补加硫酸。通常要额外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。亚铁和氯花亚铁等。投加二价铁离子的作用有三：投加二价铁离子的作用有三：1)1)补充补充FeFe2+2+；2)2)通过氧化，补充通过氧化，补充FeFe3+3+；3)3)如废水中有六价铬，则如废水中有六价铬，则FeFe2+2+能将其还原为能将其还原为CrCr3+3+，作为形成铁氧体的原料之一；同时，作为形成铁氧体的原料之一；同时，FeFe2+2+被六价铬氧化成被六价铬氧化成FeFe3+3+，可作为三价金属离子的一部分加以利用。，可作为三价金属离子的一部分加以利用。(

34、2)(2)加碱共沉淀加碱共沉淀根据金属离子不同，用氢氧化钠调整根据金属离子不同，用氢氧化钠调整pHpH值至值至8 89 9。在常温及缺氧条件下，。在常温及缺氧条件下，金属离子以金属离子以M(OH)M(OH)2 2及及M(OH)M(OH)3 3的胶体形式同时沉淀出来，如的胶体形式同时沉淀出来，如Cr(OH)Cr(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)2 2和和Zn(OH)Zn(OH)2 2等。等。必须注意，调整必须注意，调整pHpH值时不可采用石灰，原因是它的溶解度小和杂质多，值时不可采用石灰，原因是它的溶解度小和杂质多，未溶解的颗粒及杂志混入沉淀中，会影响铁氧体

35、的质量。未溶解的颗粒及杂志混入沉淀中，会影响铁氧体的质量。第38页，共42页，编辑于2022年，星期三(3)(3)充氧加热充氧加热,转化沉淀转化沉淀调整二价和三价金属离子的比例，通常向废水中通入空调整二价和三价金属离子的比例，通常向废水中通入空气，使部分气，使部分Fe(Fe()转化为转化为Fe(Fe()。此外，加热可促使反。此外，加热可促使反应进行、氢氧化物应进行、氢氧化物 。胶体破坏和脱水分解，使之逐渐转化为铁氧体：胶体破坏和脱水分解，使之逐渐转化为铁氧体：Fe(OH)Fe(OH)3 3FeOOHFeOOH十十H H2 2O O FeOOH+Fe(OH)FeOOH+Fe(OH)2 2FeOO

36、HFe(OH)FeOOHFe(OH)2 2 FeOOHFe(OH)FeOOHFe(OH)2 2+FeOOH+FeOOHFeOFeFeOFe2 2O O3 3+2H+2H2 2O O 废水中其它金属氢氧化物的反应大致相同，二价金属废水中其它金属氢氧化物的反应大致相同，二价金属离子占据部分离子占据部分Fe(Fe()的位置，三价金属离子占据部分的位置，三价金属离子占据部分FeFe()的位置，的位置，从而使其它金属离子均匀地混杂到铁从而使其它金属离子均匀地混杂到铁氧体晶格中去，形成特性各异的铁氧体。例如，氧体晶格中去，形成特性各异的铁氧体。例如，CrCr2+2+离子存在时形成铬铁氧体离子存在时形成铬铁

37、氧体FeO(Fel+xCr1x)OFeO(Fel+xCr1x)O3 3。第39页，共42页，编辑于2022年，星期三注意注意:加热温度要注意控制，温度过高，氧化加热温度要注意控制，温度过高，氧化反应过快，会使反应过快，会使Fe(Fe()不足而不足而Fe(Fe()过量。过量。加热充氧的方式有二：一种是对全部废水加加热充氧的方式有二：一种是对全部废水加热充氧，另一种是先充氧，然后将组成调整热充氧，另一种是先充氧，然后将组成调整好了的氢氧化物沉淀分离出来，再对沉淀物好了的氢氧化物沉淀分离出来，再对沉淀物加热。加热。第40页，共42页，编辑于2022年，星期三(4)(4)固液分离固液分离 方法方法:沉

38、降过滤、浮上分离、离心分离和磁力分离。沉降过滤、浮上分离、离心分离和磁力分离。由于铁氧体的比重较大由于铁氧体的比重较大(4.4(4.45.3)5.3)，采用沉降过滤和，采用沉降过滤和离心分离都能获得较好的分离效果。离心分离都能获得较好的分离效果。(5)(5)沉渣处理沉渣处理 1)1)若废水的成分单纯、浓度稳定，则其沉渣可作铁诊氧磁若废水的成分单纯、浓度稳定，则其沉渣可作铁诊氧磁体的原料，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂体的原料，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂质；质；2)2)供制耐蚀瓷器；供制耐蚀瓷器；3)3)暂时堆置贮存。暂时堆置贮存。第41页，共42页，编辑于2022年，星期三4

39、4 铁氧体沉淀法处理废水举例铁氧体沉淀法处理废水举例 (一一)含铬电镀废水含铬电镀废水 (二二)重金属离子混合废水重金属离子混合废水 5 5 铁氧体沉淀法特点铁氧体沉淀法特点优点：优点：(1)(1)一次脱除多种金属离子，出水水质好，能达到排放标准；一次脱除多种金属离子，出水水质好，能达到排放标准；(2)(2)设备简单、操作方便；设备简单、操作方便；(3)(3)硫酸亚铁的投量范围大，对水质的适应性强；硫酸亚铁的投量范围大，对水质的适应性强；(4)(4)沉淀易分离、易处置。沉淀易分离、易处置。缺点：缺点：(1)(1)不能单独回收有用金属；不能单独回收有用金属；(2)(2)需消耗相当多的药剂及热能，处理时间较长，使处理成本较需消耗相当多的药剂及热能，处理时间较长，使处理成本较高；高；(3)(3)出水中的硫酸盐含量高。出水中的硫酸盐含量高。第42页，共42页，编辑于2022年，星期三