污水的化学处理 3.3 化学沉淀法PPT课件.ppt

化学沉淀法1. 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2.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 （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 （4）某些有机污染物某些有机污染物3.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 4. 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 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5.溶度积常数溶度积常数 KspMmNn=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 6. KspMmNnMmNn=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 KspMmNnMmNn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7.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 KspMmNnMmNn=mS=mSMmNnMmNn m mnnMmNnMmNn n n 得得 8.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 KspBaSO4BaSO4 = 1.110 = 1.110-10-10BaBa2+ 2+ + CrO+ CrO4 42-2- = BaCrO = BaCrO4 4 KspBaCrO4BaCrO4= 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KspKsp的的关关系系为为指指标标，看看是是否否满足沉淀的条件。

满足沉淀的条件9.溶度积常数 易溶难溶是相对的易溶难溶是相对的易溶难溶是相对的易溶难溶是相对的, ,我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一离子离子离子离子；例如，难溶解的CaSO4的Ks=9.110-6，但是BaSO4的Ks=1.110-10，更低，可以用CaSO4作为沉淀剂，沉淀Ba 2+10. 溶度积常数度积常数KspMmNn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 11.二、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12. 代入上式代入上式 将上式取对数将上式取对数 图图 金属氢氧化物的溶解度与金属氢氧化物的溶解度与pH值的关系值的关系将重金属离子的溶解度与将重金属离子的溶解度与PH值值关系绘成曲线，从曲线中可以关系绘成曲线，从曲线中可以得到，重金属离子的浓度值得到，重金属离子的浓度值13. 注意：注意： 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14.氢氧化物沉淀法的影响因素opHo沉淀剂种类o沉淀方式15.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。

16.17.三、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18.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BOABOA2 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等磁铁矿（其主要成分为磁铁矿（其主要成分为FeFe3 3O O4 4或或FeOFeFeOFe2 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 19.2. 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20.(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(OH)M(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 21.(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。