硫酸亚铁沉淀法处理含钒废水_关洪亮

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1、第３４卷第１２期武汉工程大学学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１２２０１２年１２月Ｊ．ＷｕｈａｎＩｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｄｅｃ．２０１２文章编号：１６７４－２８６９（２０１２）１２－００２５－０３硫酸亚铁沉淀法处理含钒废水关洪亮，操艳兰，顾逸雅，李彩霞，王杏林，何东升，余训民（武汉工程大学环境与城市建设学院湖北武汉４３００７４）摘要：针对湿法提钒工艺排放的含钒废水特点，采用硫酸亚铁作为还原剂，使废水中的高价钒还原，其氧化产物再作为沉淀剂与还原产物反应，使废水中各种形态的钒沉淀．在碱性条件下，生成的Ｆｅ（ＯＨ）２和Ｆｅ（ＯＨ

2、）３还可作为絮凝剂加速沉淀，从而达到去除钒的目的．考察了反应时间，搅拌速率，废水的ｐＨ和ＦｅＳＯ４的用量等对钒去除率的影响，同时也对去除机理进行了探讨．发现当含钒废水为５０ｍＬ时（含钒１６７．７ｍｇ／Ｌ），５０００ｍｇ／Ｌ的ＦｅＳＯ４用量为１９ｍＬ，搅拌速率为１００ｒ／ｍ，待反应３０ｍｉｎ后，再用ＮａＯＨ将废水的ｐＨ调至９．０，处理后的含钒废水中钒的去除率可达９６％以上．关键词：含钒废水；硫酸亚铁；沉淀法；氧化还原反应中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２８６９

3、．２０１２．１２．００７三种方法．物理法主要采用吸附和离子交换技０引言［７－１０］术．吸附法由于受吸附剂吸附容量和价格的钒是一种非常重要的合金元素，随着我国经限制，仅仅适用于低浓度含钒废水的处理；离子交济的快速发展，许多行业对钒的需求也越来越换法处理效果较好，但成本较高也导致其应用范［１］大．含钒钢具有强度高、韧性大、耐磨性好等优围不大．生物法是一种较为理想的处理方法，成本点，因而广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、桥梁低且无二次污染，但实际应用还有一定的难度．化等行业，各种钒的化合物也被用作化学反应的催学沉

4、淀法在处理含钒废水的应用中最为广泛，如硫［２］化剂、颜料、油漆、玻璃和陶瓷生产用添加剂等．酸亚铁沉淀法、铁屑沉淀法和铵盐沉淀法等．硫酸自然界中钒的含量甚至比锌、镍、铜、铅、锡、锑等亚铁沉淀法生成的沉淀絮体较小，沉降时间较长，金属还要高，但以高品位钒的独立矿物形式存在需要进行改进；铁屑沉淀法虽然处理效果较好，但的却很少，通常伴生在钛磁铁矿、含钒热液矿脉、处理此种强酸性废水，会耗费大量的铁屑，反应后风化堆积残留矿、含钒铁矿、含钒磷矿等矿床溶液的ｐＨ值会有很大变化，不利沉淀的产生；铵盐［３－４］中．因此钒矿进行冶

5、炼时，必须用到多种化学沉钒则要求钒溶液在９０℃以上．因此，针对此废水试剂，虽然采用了新型的石煤钒矿湿法提钒工艺，的特点，选择硫酸亚铁沉淀法来进行处理．［５－６］仍有大量的含钒废水产生．钒主要以五价存１试验材料和方法在于废水中，各种价态钒的离子中，五价钒离子的毒性最大，且溶于水．可通过饮水、食物等途径进１．１试验试剂和仪器入人体，对人体健康产生影响，导致急、慢性中毒，试剂：Ｈ２ＳＯ４、ＦｅＳＯ４、ＮａＯＨ，Ｃａ（ＯＨ）２及钽对呼吸道有明显的刺激作用；钒化物对肾脏、神经试剂（ＢＰＨＡ）为分析纯，购于天津市科密欧

6、化学系统、造血系统、心血管系统都有严重的损伤并导试剂有限公司；仪器：７２３Ｎ可见分光光度计（上海致明显的病理变化．因此，政府严格控制含钒废水现科分光仪器有限公司），ＰＨＳ－３Ｇ型ｐＨ计（上的排放，处理后的废水也必须尽量回用．同时，钒海精密科学仪器有限公司）．废水为湖北某钒矿提也被列入《污水综合排放标准》中第一类污染物．钒废水，废水中主要成分见表１．目前，对含钒废水的处理分物理、生物和化学收稿日期：２０１２－１０－２６基金项目：国家“十二五”科技支撑计划资助项目（２０１２ＢＡ０７Ｂ０３）；国家自然科学基金资助

7、项目（５１１４４００３）；第七届校长基金资助项目作者简介：关洪亮（１９７４－），男，湖北武汉人，讲师，博士．研究方向：水污染控制．２６武汉工程大学学报第３４卷表１含钒废水的主要成分去除率的影响，结果如图２所示．Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｍａｉｎｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｏｆｖａｎａｄｉｕｍｃｏｎｔａｉｎｅｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒ质量分数／（ｍｇ／Ｌ）ｐＨ值２－ＶＳＯ４ＣａＭｇＭｎＦｅＺｎＰｂ２１６７．７３２１２．３４８０．１３２３．４６５．４９６６．２７９．３０．０５１．２试验原理由于废水中钒主要以ＶＯ＋的形式存在，具有

8、２一定的氧化性，加入的Ｆｅ２＋部分被氧化为Ｆｅ３＋，＋则被还原为ＶＯ２＋及ＶＯ＋，生成的Ｆｅ３＋还ＶＯ２可以与废水中的ＶＯ２＋反应生成组成不定的钒酸铁水合物（ｘＦｅ２Ｏ３·ｙＶ２Ｏ５·ｚＨ２Ｏ）而沉淀下来；而Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋还可作为钒酸盐的沉淀剂生成钒图２反应时间对去除率的影响酸铁沉淀，将Ｖ２Ｏ５还原成ＶＯ２，再进一步生成Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｔｈｅｒｅｍｏｖｉｎｇｒａｔｅ