高濃度酸性銅鋅廢水分步硫化處理研究.pdf

1、有色重金屬濕法冶金、采選、電鍍等行業(yè)每年都會產(chǎn)生大量含多種重金屬的復雜廢水。這些廢水排入自然水體后，將嚴重污染生態(tài)環(huán)境、造成資源浪費。目前石灰法處理難以實現(xiàn)排放達標，出水含鈣高回用難度大。傳統(tǒng)的硫化法渣量大，重金屬難以回收。為此，提出了高濃度酸性銅鋅多金屬廢水分步硫化處理新方法，目的在于逐級回收重金屬硫化物，通過研究取得了如下結果:
　　研究繪制了298.15 K下S(Ⅱ)-H2O體系各含硫物種(S2-、HS、H2S)的離子分率α

2、n-pH圖、E-pH圖，(Cu、Zn)-S-H2O體系溶解平衡pM-pH圖、E-pH圖。S(Ⅱ)-H2O體系αn-pH圖表明，pH達到12.5時，溶液中逐漸出現(xiàn)S2-，pH達到16時，S2-離子基本飽和。E-pH圖表明，pH＞12.8時，溶液中有S2-的產(chǎn)生。(Cu、Zn)-S-H2O體系pM-pH圖表明，pH分別為7.75和8.36時，CuS、ZnS的溶解度達到最低。E-pH圖表明，pH分別在0～12.5及-2～16.5范圍內(nèi)，溶液中

3、有CuS、ZnS沉淀的形成。
　　研究獲得了高濃度酸性含銅廢水H2S處理優(yōu)化工藝條件。銅初始濃度為500 mg·L-1，溶液pH值為1.0，溫度為25℃，S/Cu摩爾比為1.1∶1，反應時間為50 min，銅的脫除率可達99.18％。H2S處理銅離子氣液接觸反應為準一級動力學反應，當銅初始濃度為1 g·L-1時，反應速率常數(shù)k為0.09685 S-1。利用Material Studio6.0軟件對CuS晶體進行了理論計算，CuS晶

4、體中Cu原子失電子，S原子得電子。原子間存在Cu-S鍵和S-S共價鍵，Cu-S鍵穩(wěn)定性比S-S鍵要高。理論計算表明了銅沉渣中主要以穩(wěn)定的CuS晶體存在，沉降性能好，易于固液分離。
　　針對高濃度酸性含鋅廢水，優(yōu)化研究了H2S處理的工藝參數(shù)。鋅初始濃度為100 mg·L-1，溶液pH值為3，反應時間為80 min，溫度為35℃，H2S氣體的體積分數(shù)為30％，Zn2+離子脫除率為99.54％。動力學分析表明，氣液接觸反應為準一級動力學

5、反應，當鋅初始濃度為500 mg·L-1時，反應速率常數(shù)k為0.11931 S-1。利用Material Studio6.0軟件對ZnS晶體進行了理論計算，ZnS晶體中Zn原子失電子，S原子得電子，Zn、S原子間形成了共價成分較高的共價鍵。理論計算表明了鋅沉渣結晶度高，有利于改善沉降性能、實現(xiàn)固液分離。
　　提出并研究了高濃度酸性重金屬廢水中銅鋅分步硫化處理與分離新方法。對模擬的高濃度酸性銅鋅混合廢水采用H2S氣體進行了分步硫化，