钨冶炼含砷废水处理氧化-铁盐混凝沉淀法

钨冶炼含砷废水处理氧化-铁盐混凝沉淀法
目前,钨冶炼工艺主要为碱浸萃取-离子交换工艺,即钨精矿经过碱煮后制得的粗钨酸钠溶液,用水稀释到WO3浓度15~25g/L,除杂并调节pH后,进行离子交换,交换后树脂还需洗涤,矿物中的杂质砷进入废水中。一般而言,APT生产废水中砷的浓度可超过《污水综合排放标准》(GB8978—1996)数倍。而砷及其大多数化合物都有致命的毒性,常被加在除草剂、杀鼠药等,砷能与人体中的某些酶起作用,以砷酸盐替代磷酸盐作为酶的激活剂,以亚砷酸盐的形式与巯基反应作为酶抑制剂,从而影响酶的活性,导致中枢神经紊乱、血管疾病等。因此,对钨冶炼离子交换工序中产生的含砷废水的处理迫在眉睫。对于含砷废水的处理,国内外研究人员进行了大量的研究,主要采用吸附法、离子交换法、化学沉淀法、生化法、膜分离法等处理方法。现有处理方法均存在不足之处,其中吸附法适合处理低浓度含砷废水;离子交换法对复杂含砷废水交换树脂易失效,成本过高;传统的石灰乳中和沉淀法产渣量大;生化法存在微生物耐受砷毒性不强,会产生二次污染;膜分离法预处理要求严格,运行成本高等问题。由此可见,开发高效、成本低廉的含砷废水处理技术刻不容缓。
1、试验部分
1.1 试验原理空调自动控制系统>学术批评
在钨冶炼离子交换后产生的废水中,砷是以砷酸根(AsO43-)或亚砷酸根(AsO33-)的状态存在。亚
砷酸根离子和砷酸根离子都可以被水合氢氧化铁吸附共沉淀,但由于亚砷酸根离子表面所带的负电荷
较砷酸根离子表面所带的负电荷少,因而亚砷酸根离子较砷酸根盐更难于被水合氢氧化铁所吸附,另三价砷的毒性远远高于五价砷,宜先将As3+氧化成As5+,再加入铁盐,铁盐水解生成氢氧化铁,与AsO33-或AsO43-作用,生成难溶的亚砷酸铁或砷酸铁沉淀,主要反应如下:
是真名士自风流
另外,通过铁盐的吸附、包裹、闭合等作用,达到深度除砷的目的。
1.2 试验方法
试验废水取自赣南某钨冶炼厂离子交换工序交后液,考察氧化剂种类、氧化剂投加量、铁盐种类、铁盐投加量、溶液pH值对除砷的影响。废水处理前相关污染因子与标准对比见表1。
1.3 试验仪器与试剂
试验的主要仪器有:电感耦合等离子体-原子发射光谱仪(ICP-AES,USA);pH计;程控混凝试验搅拌仪器等。
试验试剂:水合硫酸亚铁、水合硫酸铁、聚合硫酸铁、水合氯化
铁、硫酸均为分析纯,双氧水、次氯酸钠均为工业级,其他为常用试剂。
2、结果与讨论
2.1 氧化剂的比较与选择
将As3+氧化成As5+,常用的氧化方式为药剂氧化和空气氧化,其中空气氧化是向废水中鼓入空气,利用空气中的氧气来氧化废水。药剂氧化是向废水中加入氧化药剂来氧化废水,常用的氧化药剂有次氯酸钠、次氯酸钙、双氧水、臭氧等。在试验中分别采用次氯酸钠、双氧水和空气氧化这三种方式来氧化处理原水。在氧化-铁盐混凝沉淀试验中先固定铁盐混凝沉淀步骤的工艺条件:混凝剂选用水合硫酸亚铁,投加量为1.48g/L,控制混凝反应pH值9.5,现配的次氯酸钠为含有效氯  6.0%,次氯酸钠极不稳定,受热受光快速分解,具有强氧化性,要现配现用。
比较氧化剂用量、氧化反应时间、混凝反应pH值后,得出表2结果。
综合比较三种氧化剂,双氧水的优势明显优于其他两种氧化剂,
且双氧水易保存、运输,而次氯酸钠不易保存。
2.2 铁盐混凝剂的比较与选择
取1000mL废水,置于程控混凝试验搅拌仪,用20%硫酸调节一定的pH值,加入0.44mL双氧水氧化反应10min,加入一定量的铁盐混凝剂,反应时间为20min,静置过滤,考察pH值,混凝剂用量对砷去除效果的影响。
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2.2.1 水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)混凝沉淀试验
控制水合硫酸亚铁投入量为1.48g/L,用硫酸调节铁盐混凝反应pH值,不同pH值条件下的混凝沉淀试验结果如图1所示。
通过上述pH值条件试验的结果,用硫酸调节铁盐混凝反应pH值在9.5左右,加入不同量的水合硫酸亚铁进行混凝沉淀试验,结果如图2所示。
由图1、图2可知,当pH=9~10,水合硫酸亚铁加入量为1.48g/L 时,废水中砷的去除率达到最高为99.0%,反应后残留砷的浓度降至0.49g/L,低于《污水综合排放标准》(GB8978—1996)要求。
超临界状态
pH继续增大时,砷在水中主要以AsO43-阴离子形式存在,与4-所带电荷相同,反作用力较大,导致废水中残留砷的浓度增大。
当加入的硫酸亚铁量少时,生成的亚砷酸铁或砷酸铁沉淀不完全,砷去除率低,但随着加入量的增多,生成的亚砷酸铁或砷酸铁沉淀逐渐增多,砷的去除率也随着上升。
2.2.2 水合硫酸铁(Fe(2SO4)36H2O)混凝沉淀试验
控制水合硫酸铁投加量为0.72g/L,用硫酸调节混凝反应pH值,不同pH值条件下的混凝沉淀试验结果如图3所示。做一个善读者作文

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