铁氧体法处理含铬废水的原理、工艺流程及技术参数

铁氧体法处理含铬废水的原理、工艺流程及技术参数

铁酸盐处理含铬废水 铁酸盐处理含铬废水

广东工业大学研究生课程试卷封面

院系：环境科学与工程学院

专业：环境工程 姓名：胡建 学号： 考试科目：污染控制化学 学生类别：硕士

考试日期：第19周周三

（2010 年 1 月 13 日）

课程提供方：环境学院

课程于 2009 年秋季开课

老师：刘国光

概括：

铁酸盐法是化学处理重金属废水特别是含铬电镀废水的一种非常实用的方法。本文将介绍利用铁酸盐法处理含+(Cr6+)和Cr3+的混合废水的基本原理、一般工艺流程，以及主要的技术参数，包括硫酸亚铁的投加量及投加方法、氧化还原反应时间、废水pH值在不同阶段的控制、加热温度和通气量的控制等。本研究旨在对铁酸盐法处理含铬废水的影响因素，如Fe2+投加量、溶液pH值、温度等进行研究和探讨，确定铁酸盐法处理含重金属废水的各种工艺条件和主要技术参数。

关键词：

电镀废水；含铬废水；铁酸盐；硫酸亚铁

前言：

随着国民经济的发展，冶炼、电镀、金属加工、制革、印染等许多行业的工业废水中都含有大量的铬，长期饮用含铬污染的水会致畸、致突变、致癌，因此对含铬废水进行处理十分必要。过去国内外主要采用化学沉淀、电解还原-混凝、活性炭吸附、反渗透等方法处理含铬废水，但处理成本较高，工艺技术有待改进。本文所讨论的铁酸盐法是近年来基于湿法生产铁酸盐原理发展起来的一种新型处理方法，是指在污水中加入铁盐，通过控制工艺条件，使污水中的各种重金属离子与铁盐生成稳定的铁酸盐沉淀，通过固液分离去除重金属离子。 该方法比较实用，可以同时去除多种离子，去除率高，铁氧体沉积物稳定，无二次污染，且铁氧体具有回收价值。

反应原理：

铁氧体法处理含铬废水是先用FeSO4作还原剂，在一定酸度下将废水中的+(Cr6+)还原为Cr3+，然后加入NaOH，调节反应pH，加热通气，使Fe2+、Fe3+和Cr3+发生反应，共沉淀，生成磁性铁氧体。

铁氧体是由铁离子、氧原子和其他金属离子组成的氧化物晶体，通常为立方结构，化学式为AB2O4、A2BO4或（A代表金属离子，B代表铬离子）。由于Cr3+与Fe3+具有相同的离子电荷和相近的离子半径（rFe3+=64pm，rCr3+=69pm），所以在铁氧体沉淀过程中，Cr3+取代了大部分Fe3+，使Cr3+成为铁氧体的组分而沉淀出来，从而除去废水中的+（Cr6+），达到净化废水的目的。

反应机理如下：

在酸性条件下，+(Cr6+)首先被Fe2+还原为Cr3+：

2 + + 6 Fe2+ + 14 H+ —— 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O

然后调节废水pH为碱性，使Cr3+、Fe3+和Fe2+共沉淀：

Fe2+ ​​+ 2 OH- —— Fe(OH)2

Fe3++3OH-——Fe(OH)3

Cr3+ + 3 OH- —— Cr(OH)3

6 Fe(OH)2 + O2——2 FeO·Fe2O3 + 6 H2O

3 FeO·Fe2O3 + Cr3+ —— Fe3+ [Fe2+·Fe3+(1-x)·C