化学沉淀法.pptx

化学沉淀法定义化学沉淀法定义 化化学学沉沉淀淀法法是是向向污污水水中中投投加加某某种种化化学学物物质质，使使它它与与污污水水中中的的溶溶解解物物质质发发生生化化学学反反应应，生生成成难难溶溶于水的沉淀物于水的沉淀物，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1页/共48页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2页/共48页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）泥渣的处理和回收泥渣的处理和回收利用。利用。第3页/共48页 原原理理根根据据化化学学沉沉淀淀的的必必要要条条件件，一一定定温温度度下下，难难溶溶盐盐MmNn在饱和溶液下，沉淀和溶解反应如下。在饱和溶液下，沉淀和溶解反应如下。m、n分别表示离子分别表示离子Mn+、Nm-的系数。的系数。根据质量作用原理，溶度积常数可表示为根据质量作用原理，溶度积常数可表示为LMmNn 一、基本原理一、基本原理第4页/共48页溶度积常数溶度积常数 LMmNn=Mn+mNm-n=kMmNn=常数 其中其中 MMn+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）NNm-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。第5页/共48页 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用用的的化化学物质为学物质为沉淀剂。沉淀剂。第6页/共48页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溶盐在溶液中的盐在溶液中的溶解度溶解度S SMmNnMmNn 由于由于 MMn+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48页分级沉淀：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-,何何种种离离子首先发生沉淀析出？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（或或溶溶解解度度）的的大大小小来来判判定定，要要以以离离子子浓浓度度乘乘积积与与溶溶度度积积L L的的关关系系为为指指标标，看看是是否否满满足沉淀的条件。足沉淀的条件。第8页/共48页 溶度积常数度积常数LMmNn的影响因素：的影响因素：1）同同名名离离子子效效应应当当沉沉淀淀溶溶解解平平衡衡后后，如如果果向向溶溶液液中中加加入入含含有某一离子的试剂，则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动有某一离子的试剂，则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动 2）盐盐效效应应在在有有强强电电解解质质存存在在状状况况下下，溶溶解解度度随随强强电电解解质质浓浓度度的增大而增加，反应向溶解方向转移的增大而增加，反应向溶解方向转移。3）酸效应酸效应溶液的溶液的PH值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。4）络络合合效效应应若若溶溶液液中中存存在在可可能能与与离离子子生生成成可可溶溶性性络络合合物物的的络络合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。应应用用：如如果果污污水水中中含含有有大大量量的的Mn+离离子子，要要降降低低浓浓度度，可可向向污污水水中中投投入入化化学学物物质质，提提高高污污水水中中Nm-浓浓度度，使使离离子子积积大大于于溶溶度度积积L，结果结果MmNn从污水中沉淀折出，降低从污水中沉淀折出，降低 Mm+浓度。浓度。第9页/共48页二、氢氧化物沉淀法二、氢氧化物沉淀法 金属氢氧化物的溶解与污水的金属氢氧化物的溶解与污水的PH值关系很大。值关系很大。M(OH)n表示金属的氢氧化物，表示金属的氢氧化物，Mm+表示金属离子。表示金属离子。则电离方程式则电离方程式其溶度积为其溶度积为同时水发生电离同时水发生电离 水的离子积为水的离子积为第10页/共48页 代入上式代入上式 将上式取对数将上式取对数 将将重重金金属属离离子子的的溶溶解解度度与与PH值值关关系系绘绘成成曲曲线线，从从曲曲线线中可以得到，重金属离子的浓度值。中可以得到，重金属离子的浓度值。应应用用采采用用氢氢氧氧化化法法处处理理污污水水，PH值值是是一一个个重重要要因因素素，处处理理污污水水中中的的 Fe2+离离子子时时，PH值值大大于于9则则可可完完全全沉沉淀淀，而而处处理理污污水水中中AL3离离子子时时，PH值值严严格格为为 5.5，否否则则AL(OH)3沉淀物又会溶解。沉淀物又会溶解。第11页/共48页图图8-1 金属氢氧化物的溶解度与金属氢氧化物的溶解度与pH值的关系值的关系第12页/共48页溶解平衡：溶解平衡：Zn（OH）2（s）Zn2+2OH-Zn（OH）2（s）ZnOH+OH-Zn（OH）2（s）Zn（OH）2（aq）Zn（OH）2（s）+OH-Zn（OH）3-Zn（OH）2（s）+2OH-Zn（OH）42-络合平衡：络合平衡：Zn2+OH-ZnOH+ZnOH+OH-Zn（OH）2（aq）Zn（OH）2（aq）+OH-Zn（OH）3-Zn（OH）3-+OH-Zn（OH）42-金属羟基络合物的溶解平衡金属羟基络合物的溶解平衡第13页/共48页n水电离平衡：水电离平衡：n上述反应的平衡关系为：上述反应的平衡关系为：溶解平衡溶解平衡 Ksp=Zn2+OH-2=7.110-18 logKsp=-17.15 Ks1=ZnOH+OH-=3.5510-12 logKs1=-11.45 Ks2=Zn（OH）2（aq）=9.810-8 logKs2=-7.02 Ks3=Zn（OH）3-/OH-=1.210-3 logKs3=-2.92 Ks4=Zn（OH）42-/OH-2=2.1910-2 logKs4=-1.66H2O H+OH-第14页/共48页络合平衡：络合平衡：K1=ZnOH+/Zn2+OH-=5105 logK1=5.70 K2=Zn（OH）2（aq）/ZnOH+OH-=2.7104 logK2=4.43 K3=Zn（OH）3-/Zn（OH）2（aq）OH-=1.26104 logK3=4.10 K4=Zn（OH）42-/Zn（OH）3-OH-=1.8210 logK4=1.26 Kw=H+OH-=110-14 logKw=-14.00 实际上，实际上，Ks1、Ks2、Ks3、Ks4的数值分别由以下公式算得：的数值分别由以下公式算得：Ks1=KspK1，Ks2=Ks1K2，Ks3=Ks2K3，Ks4=Ks3K4。第15页/共48页n显然，锌的各种羟基络合物在溶液中存在的数量和比例都直接与溶液显然，锌的各种羟基络合物在溶液中存在的数量和比例都直接与溶液pH值有关。根据以上各平衡关系可以进行综合计算如下：值有关。根据以上各平衡关系可以进行综合计算如下：-logZn2+=2pH+pKsp-2pKw=2pH-10.85-logZnOH+=pH+PKs1-PKw=pH-2.55-logZn（OH）2（aq）=pKs2=7.02-logZn（OH）3-=-pH+pKs3+pKw=-pH+16.92-logZn（OH）42-=-2pH+pKs4+2pKw=-2pH+29.66第16页/共48页 根据以上五式，可以标绘出如图根据以上五式，可以标绘出如图8-2所示的五条直线。这些直线分所示的五条直线。这些直线分别表示出别表示出饱和溶液中各种溶解性化合态的浓度饱和溶液中各种溶解性化合态的浓度，超过这些浓度时就会，超过这些浓度时就会发生沉淀，因此，它们也就是各种溶解化合态转入沉淀状态的分界线。发生沉淀，因此，它们也就是各种溶解化合态转入沉淀状态的分界线。综合这些直线可以得到如图包围着阴影区域的一条折线，它近似综合这些直线可以得到如图包围着阴影区域的一条折线，它近似地代表饱和溶液中各种溶解化合态浓度的总和，也就是金属溶解物的地代表饱和溶液中各种溶解化合态浓度的总和，也就是金属溶解物的饱和浓度饱和浓度c0，因此，因此这条综合线也就是金属溶解和沉淀两种状态的分界这条综合线也就是金属溶解和沉淀两种状态的分界线线，它所包围的阴影区域就是发生固体沉淀物的区域。这种图可称为，它所包围的阴影区域就是发生固体沉淀物的区域。这种图可称为溶解区域图溶解区域图，纵坐标同时也表示溶解物总量。在某一，纵坐标同时也表示溶解物总量。在某一pH值，值，总量超过总量超过分界线时就会发生氢氧化物沉淀分界线时就会发生氢氧化物沉淀。第17页/共48页图图8-2饱和溶液中锌各种溶解性化合态的浓度饱和溶液中锌各种溶解性化合态的浓度第18页/共48页氢氧化物沉淀法的影响因素opHo沉淀剂种类o沉淀方式第19页/共48页氢氧化物沉淀法 应用实例o o （1）如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，一般）如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，一般pH值值应为应为9.512.5。当。当pH=8时，残留浓度为时，残留浓度为1mg/L；当当pH值升至值升至10或或11时，残留浓度分别降至时，残留浓度分别降至0.1和和0.00075mg/L；如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉；如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉降，则可改进出水水质。降，则可改进出水水质。o （2）对于含铜废水（）对于含铜废水（11000mg/L）的处理，）的处理，pH值为值为9.010.3最好。若采用铁盐共沉淀，效果尤最好。若采用铁盐共沉淀，效果尤佳，残留浓度为佳，残留浓度为0.150.17mg/L。o （3）不宜采用石灰处理焦磷酸铜废水，主要原因是）不宜采用石灰处理焦磷酸铜废水，主要原因是pH值要求高（达值要求高（达12），形成大量焦磷钙沉渣，使沉淀），形成大量焦磷钙沉渣，使沉淀中铜含量低，回收价值小。中铜含量低，回收价值小。o （4）对于某含镍）对于某含镍100mg/L的废水，投加石灰的废水，投加石灰250mg/L，pH达达9.9，出水含镍可降至，出水含镍可降至1.5 omg/L。第20页/共48页第21页/共48页三、三、铁氧体沉淀法铁氧体沉淀法1 1铁氧体（铁氧体（FerriteFerrite）概述）概述 o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22页/共48页铁氧体沉淀法铁氧体沉淀法o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BOBOA A2 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、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FeOFeOFeFe2 2O O3 3）就是一种天然的尖）就是一种天然的尖晶石型铁氧体。晶石型铁氧体。第23页/共48页2.2.铁氧体沉淀法定义铁氧体沉淀法定义 废水中各种废水中各种金属离子金属离子形成不溶性的形成不溶性的铁氧体晶粒铁氧体晶粒而沉淀析而沉淀析出的方法叫做铁氧体沉淀法。出的方法叫做铁氧体沉淀法。3 3 铁氧体沉淀法的工艺流程铁氧体沉淀法的工艺流程(1)配料反应配料反应(2)加碱共沉淀加碱共沉淀(3)充氧加热充氧加热,转化沉淀转化沉淀(4)固液分离固液分离(5)沉渣处理沉渣处理第24页/共48页(1)(1)配料反应配料反应 为了形成铁氧体，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。通常要额外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。o投加二价铁离子的作用有三：投加二价铁离子的作用有三：o1)1)补充补充FeFe2+2+；o2)2)通过氧化，补充通过氧化，补充FeFe3+3+；o3)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，作为形成铁氧体的原料之一；同时，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，可作为三价金属离子的一部分加以利用。价金属离子的一部分加以利用。(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。在常温及缺氧条件下，金属离子以温及缺氧条件下，金属离子以M(OH)M(OH)2 2及及M M(OH)(OH)3 3的胶体形式的胶体形式同时沉淀出来，如同时沉淀出来，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。o沉淀呈墨绿色沉淀呈墨绿色,金属离子已基本沉淀完全。金属离子已基本沉淀完全。o调整调整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25页/共48页(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，使部分空气，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 。o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：o Fe(OH)Fe(OH)3 3FeOOHFeOOH十十H H2 2O O o FeOOH+Fe(OH)FeOOH+Fe(OH)2 2FeOOHFeOOHFe(OH)Fe(OH)2 2 o FeOOHFeOOHFe(OH)Fe(OH)2 2+FeOOH+FeOOHFeOFeOFeFe2 2O O3 3+2H+2H2 2O O o废水中其它金属氢氧化物的反应大致相同，二价金属离子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Fe()Fe()的位置，的位置，从而使其它金属离子均匀地混杂到铁氧体晶格中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。去，形成特性各异的铁氧体。o例如，例如，CrCr2+2+离子存在时形成铬铁氧体离子存在时形成铬铁氧体FeO(FeFeO(Fex x+xCr+xCr1 1x x)O)O3 3。第26页/共48页o注意注意:加热温度要注意控制，加热温度要注意控制，温度过高，氧化反应过快，温度过高，氧化反应过快，会使会使Fe()Fe()不足而不足而Fe()Fe()过量。过量。反应温度6080C,时间20min,比较合适。o加热充氧的方式有二：加热充氧的方式有二：(1)(1)一种是对全部废水加热充氧一种是对全部废水加热充氧;(2)(2)另一种是先充氧，然后将组成调整好了的氢氧化物沉另一种是先充氧，然后将组成调整好了的氢氧化物沉淀分离出来，再对沉淀物加热。淀分离出来，再对沉淀物加热。第27页/共48页(4)(4)固液分离固液分离 o沉降过滤、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。o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体的若废水的成分单纯、浓度稳定，则其沉渣可作铁诊氧磁体的原料原料，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂质；，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂质；2)2)供制供制耐蚀瓷器耐蚀瓷器；3)3)暂时暂时堆置贮存堆置贮存。第28页/共48页o4.氧体沉淀法处理废水应用举例氧体沉淀法处理废水应用举例1）含铬电镀废水）含铬电镀废水 o含铬含铬()废水由调节池进入反应槽。根据含铬废水由调节池进入反应槽。根据含铬()量投加一定量量投加一定量硫酸亚铁进行氧化还原反应，然后投加氢氧化钠调硫酸亚铁进行氧化还原反应，然后投加氢氧化钠调pH值至值至79，产生氢氧化物沉淀，呈墨绿色。通蒸气加热至，产生氢氧化物沉淀，呈墨绿色。通蒸气加热至6080，通，通空气曝气空气曝气20min，当沉淀呈黑褐色时，停止通气。静置沉淀后，当沉淀呈黑褐色时，停止通气。静置沉淀后上清液排放或回用，沉淀经离心分离洗去钠盐后烘干，以便利用。上清液排放或回用，沉淀经离心分离洗去钠盐后烘干，以便利用。当进水当进水CrO3-含量为含量为1902800mgL时，经处理后的出水时，经处理后的出水含含Cr()低于低于0.lmg/L。每克铬酐约可得到。每克铬酐约可得到6g铁氧体干渣。铁氧体干渣。第29页/共48页2）重金属离子混合废水）重金属离子混合废水 o废水中含Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr2O72等重金属离子的废水，硫酸亚铁投量大体上为单种金属离子时投药量之和。在反应池中投加NaOH调pH值至89生成金属氢氧化物沉淀，再进气浮槽中浮上分离。浮渣流入转化槽，补加一定量硫酸亚铁，加热至7080，通压缩空气曝气约0.2h，金属氢氧化物即可转化为铁氧体。处理后的水中各金属离子含量均达排放标准，如经炭吸附处理还可回用。第30页/共48页5 5 铁氧体沉淀法特点铁氧体沉淀法特点优点优点：(1)(1)一次一次脱除多种金属离子脱除多种金属离子，出水水质好，能达到排放标准；，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，对水质的硫酸亚铁的投量范围大，对水质的适应性强适应性强；(4)(4)沉淀沉淀易分离、易处置易分离、易处置。缺点：缺点：(1)(1)不能单独回收不能单独回收有用金属；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，使处理成本较高成本较高；(3)(3)出水中的出水中的硫酸盐含量高硫酸盐含量高。第31页/共48页四、难溶盐沉淀法四、难溶盐沉淀法o硫化物沉淀法硫化物沉淀法o碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法o钡盐沉淀法钡盐沉淀法o卤化物沉淀法卤化物沉淀法第32页/共48页硫化物沉淀法 金金属属的的硫硫化化物物溶溶解解度度一一般般比比氢氢氧氧化化物物的的溶溶解解度度小小得得多多，可以采用硫化物沉淀法。可以采用硫化物沉淀法。电离方程式。电离方程式。采采用用硫硫化化物物沉沉淀淀法法常常用用的的药药剂剂为为硫硫化化氢氢，硫硫化化钠钠，硫硫化化钾等。钾等。硫化氢在水中分两步电离。硫化氢在水中分两步电离。电离常数电离常数第33页/共48页由上二式可得总电离常数由上二式可得总电离常数代入代入 得得 在在1大大气气压压，25条条件件下下，硫硫化化氢氢在在水水中中的的饱饱和和浓浓度度为为0.1M，则，则上式上式由上式可知，金属离子在水中溶解度与由上式可知，金属离子在水中溶解度与 LMS和和 PH值有关值有关第34页/共48页硫化物沉淀法应用实例硫化物沉淀法应用实例 1、硫化物除汞、硫化物除汞 （1）提高沉淀剂（）提高沉淀剂（S2-离子）浓度有利于硫化汞的沉淀析离子）浓度有利于硫化汞的沉淀析出；但是，过量硫离子不仅会造成水体贫氧。增加水体的出；但是，过量硫离子不仅会造成水体贫氧。增加水体的COD，还能与硫化汞沉淀生成可溶性络阴离子，还能与硫化汞沉淀生成可溶性络阴离子HgS22-，除低汞的去除率。，除低汞的去除率。（2）在反应过程中，要补投）在反应过程中，要补投FeSO4溶液，以除去过量硫溶液，以除去过量硫离子（离子（Fe2+S2-=FeS）这样，不仅有利于汞的去除，）这样，不仅有利于汞的去除，而且有利于沉淀的分离。因为浓度较小的含汞废水进行沉而且有利于沉淀的分离。因为浓度较小的含汞废水进行沉淀时，往往形成淀时，往往形成HgS的微细颗粒，很难沉淀，的微细颗粒，很难沉淀，FeS和和Fe(OH)2等悬浮微粒起凝聚共沉淀作用。等悬浮微粒起凝聚共沉淀作用。o 为了加快硫化汞悬浮微粒的沉降，有时还加入焦炭末或为了加快硫化汞悬浮微粒的沉降，有时还加入焦炭末或粉状活性碳，吸附硫化汞微粒，促使其沉降。粉状活性碳，吸附硫化汞微粒，促使其沉降。o 第35页/共48页o （3）沉淀反应在）沉淀反应在pH值为值为89左右的碱性条件下进左右的碱性条件下进行。行。pH值小于值小于7时，不利于时，不利于FeS沉淀的生成；碱度过大沉淀的生成；碱度过大则可能生成氢氧化铁凝胶，难以过滤。则可能生成氢氧化铁凝胶，难以过滤。o（4）废水中若存在）废水中若存在X-（卤离子）、（卤离子）、CN-、SCN-等离子，等离子，可与可与Hg2+离子形成一系列络离子，如离子形成一系列络离子，如HgCl42-、HgI4 2-、Hg(CN)42-、Hg(SCN)42-等，对汞等，对汞的沉淀析出不利，应预先除去。的沉淀析出不利，应预先除去。o （5）由于）由于HgS的溶度积非常小，从理论上说，硫化物的溶度积非常小，从理论上说，硫化物沉淀法可使沉淀中汞离子降至极微量。但硫化汞悬浮微沉淀法可使沉淀中汞离子降至极微量。但硫化汞悬浮微粒很难沉降，而且各种固液分离技术有其自身的局限性，粒很难沉降，而且各种固液分离技术有其自身的局限性，致使残余汞浓度只能降至致使残余汞浓度只能降至0.05mg/L左右。左右。第36页/共48页2、硫化物除其他金属离子o 用硫化物沉淀法处理含用硫化物沉淀法处理含Cu2+、Cd2+、Zn2Pb2+、AsO 2 等废水在生产上已得到应用。如某酸性矿山等废水在生产上已得到应用。如某酸性矿山废水含废水含Cu2+50mg/L、Fe2+340mg/L、Fe3+38mg/L，pH=2，处理时先投加，处理时先投加CaCO3，在，在pH=4时使时使Fe3+先沉淀，然后通过先沉淀，然后通过H2S，生成，生成CuS沉淀，沉淀，最后投加石灰乳至最后投加石灰乳至pH=810,使使Fe2+沉淀。此法可回沉淀。此法可回收品位为收品位为50%的硫化铜渣，回收率达的硫化铜渣，回收率达85%。又如，某。又如，某镀镉废水，含镉镀镉废水，含镉510mg/L，并含有氨三乙酸等络合，并含有氨三乙酸等络合剂，用硫化钠进行沉淀，然后投加硫酸铝和聚丙烯酰胺，剂，用硫化钠进行沉淀，然后投加硫酸铝和聚丙烯酰胺，沉淀池出水中沉淀池出水中Cd2+含量低于含量低于0.1mg/L。第37页/共48页投加难溶碳酸盐（如碳酸钙），利用沉淀转化原理，使水中投加难溶碳酸盐（如碳酸钙），利用沉淀转化原理，使水中金属离子（如金属离子（如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+等）生成溶解度更等）生成溶解度更小的碳酸盐而沉淀析出；小的碳酸盐而沉淀析出；投加可溶性碳酸盐（如碳酸钠），使水中金属离子生成难溶投加可溶性碳酸盐（如碳酸钠），使水中金属离子生成难溶碳酸盐而沉淀析出。这种方式可去除水中的重金属离子和碳酸盐而沉淀析出。这种方式可去除水中的重金属离子和非碳酸盐硬度；非碳酸盐硬度；投加石灰，与水中碳酸盐硬度生成难溶的碳酸钙和氢氧化镁投加石灰，与水中碳酸盐硬度生成难溶的碳酸钙和氢氧化镁而沉淀出。这种方式可去除水中的碳酸盐硬度。而沉淀出。这种方式可去除水中的碳酸盐硬度。碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法第38页/共48页水的化学软化水的化学软化 o水的化学软化就是应用碳酸盐沉淀法来降低水的硬度。水的化学软化就是应用碳酸盐沉淀法来降低水的硬度。当原水的非碳酸盐硬度较小时，可采用石灰软化方法，当原水的非碳酸盐硬度较小时，可采用石灰软化方法，软化反应如下：软化反应如下：oCa(OH)2CO2CaCO3H2OoCa(OH)2Ca(HCO3)22CaCO32H2OoCa(OH)2Mg(HCO3)2CaCO3MgCO32H2OoCa(OH)2MgCO3CaCO3Mg(OH)2第39页/共48页 对于非碳酸盐硬度较高的水，可采用石灰对于非碳酸盐硬度较高的水，可采用石灰-纯碱纯碱软化法，即同时投加石灰和纯碱。石灰软化法，即同时投加石灰和纯碱。石灰-纯碱软化反纯碱软化反应如下：应如下：oCaSO4Na2CO3CaCO3Na2SO4oCaCl2Na2CO3CaCO32NaCloMgSO4Na2CO3MgCO3Na2SO4oMgCl2Na2CO3MgCO32NaCloMgCO3Ca(OH)2CaCO3Mg(OH)2oCa(OH)2Na2CO3CaCO32NaOH第40页/共48页o 如蓄电池生产过程中产生的含铅（如蓄电池生产过程中产生的含铅（II）废水，投加碳）废水，投加碳酸钠，然后再经过砂滤，在酸钠，然后再经过砂滤，在pH=6.48.7时，出水总时，出水总铅为铅为0.23.8mg/L，可溶性铅为，可溶性铅为0.1mg/L。又如某。又如某含锌废水含锌废水(68%),投加碳酸钠，可生成碳酸锌沉淀，投加碳酸钠，可生成碳酸锌沉淀，沉渣经漂洗，真空抽滤，可回收利用。沉渣经漂洗，真空抽滤，可回收利用。碳酸盐沉淀法应用实例碳酸盐沉淀法应用实例第41页/共48页钡盐沉淀法钡盐沉淀法 在在处处理理含含铬铬污污水水时时，可可用用钡钡盐盐为为沉沉淀淀剂剂，以以碳碳酸酸钡为例，它与污水中铬酸进行反应，生成难溶的铬酸钡。钡为例，它与污水中铬酸进行反应，生成难溶的铬酸钡。碳碳酸酸钡钡是是难难溶溶的的物物质质，但但铬铬酸酸钡钡的的溶溶度度积积更更小小一一些些，更更难难溶溶于于水水，象象这这样样一一种种沉沉淀淀转转化化为为另另一一种种沉沉淀淀的的过过程程为沉淀的转移。为沉淀的转移。第42页/共48页卤化物沉淀法卤化物沉淀法 o （1）氯化物沉淀法除银）氯化物沉淀法除银 1）、氰化银镀槽中的含银浓度高达、氰化银镀槽中的含银浓度高达1300045000mg/L。处理时，一般先用电解法回收废水中的。处理时，一般先用电解法回收废水中的银，将银浓度降至银，将银浓度降至100500mg/L，然后再用氯化物，然后再用氯化物沉淀法，将银浓度降至沉淀法，将银浓度降至1mg/L左右。当废水中含有多种左右。当废水中含有多种金属离子时，调金属离子时，调pH值至碱性，同时投加氯化物，则其它值至碱性，同时投加氯化物，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，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。用酸洗沉渣，将金属氢氧化物沉淀溶出，二者共沉淀。用酸洗沉渣，将金属氢氧化物沉淀溶出，仅剩下氯化银沉淀。这样可以分离和回收银，而废水中仅剩下氯化银沉淀。这样可以分离和回收银，而废水中的银离子浓度可降至的银离子浓度可降至0.1mg/L。第43页/共48页 2）镀银废水中含有氰，它和银离子形成镀银废水中含有氰，它和银离子形成Ag(CN)2-络络离子，对处理不利，一般先采用氯氧化法氧化氰，放出离子，对处理不利，一般先采用氯氧化法氧化氰，放出的氯离子又可以与银离子生成沉淀。根据试验资料，银的氯离子又可以与银离子生成沉淀。根据试验资料，银和氰重量相等时，投氯量为和氰重量相等时，投氯量为3.5mg/mg（氰）。氧化（氰）。氧化10min以后，调以后，调pH值至值至6.5，使氰完全氧化。继续投氯，使氰完全氧化。继续投氯化铁，以石灰调化铁，以石灰调pH值至值至8，沉降分离后倾出上清液，可，沉降分离后倾出上清液，可使银离子由最初使银离子由最初0.740mg/L几乎降至零。根据上述几乎降至零。根据上述试验结果设计的生产回收系统，其运转数据为：银由试验结果设计的生产回收系统，其运转数据为：银由130564mg/L降至降至08.2mg/L；氰由；氰由159642mg/L降至降至1517mg/L。第44页/共48页 （2）氟化物沉淀法）氟化物沉淀法 o 当废水中含有比较单纯的氟离子时，投加石灰，调当废水中含有比较单纯的氟离子时，投加石灰，调pH值至值至1012，生成，生成CaF2沉淀，可使含氟浓度降至沉淀，可使含氟浓度降至1020mg/L。o 若废水中还含有其它金属离子（如若废水中还含有其它金属离子（如Mg2+、Fe3+、Al3+等），加石灰后，除形成等），加石灰后，除形成CaF2沉淀外，还形成金属沉淀外，还形成金属氢氧化物沉淀。由于后者的吸附共沉作用，可使含氟浓氢氧化物沉淀。由于后者的吸附共沉作用，可使含氟浓度至度至8mg/L以下。若加石灰至以下。若加石灰至pH=1112，再加硫，再加硫酸铝，使酸铝，使pH=68，则形成氢氧化铝可使含氟浓度降至，则形成氢氧化铝可使含氟浓度降至5mg/L以下。如果加石灰的同时，加入磷酸盐（如过磷以下。如果加石灰的同时，加入磷酸盐（如过磷酸钙，磷酸氢二钠），则与水中氟形成难溶的磷灰石沉酸钙，磷酸氢二钠），则与水中氟形成难溶的磷灰石沉淀：淀：第45页/共48页o 3H2PO4+5Ca2+6OH-+F-=o Ca5(PO4)3F+6H2O o 当石灰投量为理论投量的当石灰投量为理论投量的1.3倍，过磷酸钙投量为理论倍，过磷酸钙投量为理论量的量的22.5倍时，可使废水氟浓度降至倍时，可使废水氟浓度降至2mg/L左右。左右。o 第46页/共48页分析分析1沉淀和溶解是暂时的，有条件的。沉淀和溶解是暂时的，有条件的。2只要条件改变，沉淀和溶解就能相互转移。只要条件改变，沉淀和溶解就能相互转移。3如果离子积大于溶度积就会发生沉淀。如果离子积大于溶度积就会发生沉淀。4反之离子积小于溶度积就会溶解。反之离子积小于溶度积就会溶解。第47页/共48页小结o化学沉淀法的原理化学沉淀法的原理o化学沉淀法的工艺流程化学沉淀法的工艺流程o氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法o铁氧体沉淀法铁氧体沉淀法o硫化物沉淀法硫化物沉淀法o碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法o钡盐沉淀法钡盐沉淀法o卤化物沉淀法卤化物沉淀法第48页/共48页