铁氧体法处理含镍废水的工艺条件研究.doc
铁氧体法处理含镍废水的工艺条件研究 2005 年 34 卷第 4 期 应用化工 2005 年 34 卷第 4 期 铁氧体法处理含镍废水的工艺条件研究 魏先红，翟小军，邹光忠 (湖北师范学院化学与环境工程系，湖北黄石) 摘要： 实验研究了铁氧体~,LL墁曲硕坦小44-的工艺条件。在pH=8.0～9.0、Fe”:Ni(废水中两种离子浓度比)=14、温度为30～40℃条件下,镍离子可被去除,去除率可达99.0%以上,处理后废水中镍离子含量降至0.09mL,达到排放标准。关键词:铁氧体法;含镍废水;工艺条件。中图分类号:x703文献标识码:B文章编号:1671-3206(2005)04-0259——洪,-俊,—钟(,y,,中国):ingNi"。
=8.0～9.0,Fe":Ni":14,～40℃,Ni¨。 。 。 0%. 。 09mg/L,。 ::er;镍广泛应用于电镀、冶金、化工、有机合成等工业，但含镍工业废水会对环境造成严重的污染，损害人体健康，如皮肤过敏者长期接触镍盐，会引起瘙痒，甚至表皮溃烂、结痂；镍及其盐类可引起电镀工人镍皮炎。因此含镍废水的处理引起了人们的重视。目前，处理含镍废水常用的方法有：化学沉淀法、离子交换法、吸附法、电渗析法、蒸发浓缩法和反渗透法等，这些方法各有优缺点和适用范围。本着综合利用的目的，本文采用铁氧体法处理含镍废水。 l 实验部分1.1 试剂与仪器13.
85mg/L FeSO4?7H20溶液、14.74mg/L FeCl溶液、镍粉均为分析纯，20%NaOH溶液；含镍模拟废水，自制。pHS-3C酸度计；722光栅分光光度计；DKW.III型电子节能温控仪。1.2铁氧体法处理含镍废水的原理铁氧体法是日本电气公司开发的一种去除废水中重金属离子的技术。其工艺是向废水中加入铁盐或亚铁盐，在一定条件下，废水中的重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体，利用固液分离技术达到去除重金属离子的目的。铁氧体法处理含镍废水的原理为：Ni+Fe+Fe+OH-Ni?Ni(OH)2?Fe(OH)3+Fe(OH)2-复合铁氧体?在铁氧体形成过程中，重金属离子通过包裹、夹带等方式填充于铁氧体晶格之中，紧密结合，形成稳定的固溶体。1.3 工艺路线（见图1）图1 合成工艺路线清澈液体收稿日期：2004-12-04作者简介：魏先红(1966-)，女，湖北京山人，湖北师范学院高级讲师，主要从事应用化学教学与研究。电话(**l*)******5，E-mail:@163.corn应用化学工程第34卷1.4 实验方法根据文献研究结果，溶液中亚铁和三价铁离子的摩尔比控制为1:2。搅拌后加入适量的NaOH溶液调节废水的pH值。室温下反应20分钟，静置分层，取上层清液测定Ni2+浓度。
根据娱乐水质标准（-91）：出水中Ni浓度≤0.1mg/L。2 结果与讨论2.1 pH值的影响pH值对出水中Ni浓度影响最大。由上述反应原理可知，溶液中的OH-参与生成铁氧体的反应，因此溶液的pH值对出水中Ni浓度有直接的影响。根据文献[4]的研究结果，初步实验条件为：投料比=8，pH=8~10.5，温度为室温，结果见表1。表1 pH对处理效果的影响从表1可以看出，pH越高，出水中Ni2+浓度越低，为保证出水中Ni浓度达标，向废水中加入NaOH溶液后的pH值应大于8.52。但pH值过高不仅会增加原料的消耗而且会导致出水pH值过高，造成二次污染，综合考虑，当pH值在8.0～9.0范围内时，可以保证出水pH值在6～8之间。2.2投料比的影响投料比是指溶液中的Fe：Ni，在投料比为4～14时对处理效果进行试验，试验条件为：pH=8.5，温度20℃，测定不同投料比下出水Ni浓度与pH值，结果见表2。表2投料比变化对处理效果的影响（pH=8.55）从表2可以看出，随着投料比的增加，废水中镍的去除率逐渐提高。在进料比≥12的条件下，可以保证出水中Ni2+浓度满足用水标准，但为了降低消耗，降低处理成本，最佳进料比为14，这样既可以使出水中Ni浓度达标，又可以避免因进料过多造成浪费。
实验还发现：随着投料比的增加，铁氧体的颜色逐渐由棕褐色变为黑色，颗粒变细，并具有一定的磁性，说明其主要成分为铁氧体。2.3温度对处理效果的影响温度影响试验在室温～60℃进行，试验条件为pH=8.5，投料比=12，结果如图2所示。温度/～C图2温度对Ni去除率的影响由图2可知，温度对去除效果影响较小，虽然随着温度的升高，去除率有所提高，但变化不大，实验表明在30～40oC即可处理含镍废水。3结论(1)采用铁氧体沉淀法处理含镍废水处理效率高，去除率一般可达99%以上，应用范围十分广泛。 (2)试验表明，铁氧体沉淀法处理含镍废水的最佳工艺条件为：pH=8~9、投料比=14、温度30~40℃。各因素对处理效果的影响大小顺序为：pH最大、投料比次之、温度最小。 (3)铁氧体法设备简单，投资少，污泥可综合利用，因此采用此方法处理含镍废水是可行的。 参考文献： [1] 丁明. 铁氧体法处理重金属废水的研究现状与展望[J]. 环境科学，1991，13(2) ：67。 [2] 唐兵，张俊豪. 铁氧体法处理含锌废水的研究[J]. 环境科学，2002，109(28) ：12-15。 [3] 李军. 铁氧体沉淀法处理重金属废水[J].电镀与环保，1999，19（1）：30-31。[4]唐兵.铁氧体在重金属污染物解毒中的应用[J].环境导报，2001，（2）：26-29。[5]王大云，徐新华，宋爽.工业废水特殊污染物处理手册[M].北京：化学工业出版社，2000。