硫化物沉淀法及其对金属硫化物去除率的探讨
金矿选矿废水处理工艺概述
金矿选矿废水处理工艺概述作者：常鸿智来源：《科学与财富》2020年第28期摘要：本文主要介绍了常用的几种金矿选矿废水处理工艺。
金矿选矿所产生的废水的处理是其工艺流程中重要的一环，常用的废水处理工艺可分为物理法、化学法和生物法。
金矿选矿废水经处理过后在经济、环境、社会三方面都实现了重大的效益突破。
关键词：金矿;选矿废水;废水处理工艺;效益分析1.前言金矿在选矿过程中耗水和废水量大、重金属种类多，若不加以处理而选择直接排放，这对环境的污染是非常严重的。
在处理选矿废水时，我们经常利用堤坝围筑成尾矿库来处理废水，让废水中的污染物自然沉淀和降解，接着部分回用或排出。
但是，从环境容量方面考虑，这种做法可能存在矿区密度过大、环境承载力弱等问题，在加上金矿选矿废水的回用率普遍较低，若是直接回用到工序中，会对生产过程中的许多技术指标带来不利影响，这样就很难达到国家相关排放标准。
因此，对选矿废水高效处理技术和工艺的研究，对提高废水回用率和稳定性，减轻选矿废水污染物排放，保护水环境质量具有重要的意义。
2.金矿选矿废水的处理工艺金矿选矿废水的处理工艺主要可分为三大类：物理法、化学法、生物法。
2.1物理处理法物理法主要包括吸附法和膜分离法。
吸附法的主要原理是利用吸附剂，对废水中的组分进行选择性分离的。
在处理选矿废水时，混凝沉淀法可以与吸附法结合，使处理后的废水便于循环利用。
市面上有很多水处理用的吸附剂，这其中，活性碳是一种传统吸附剂，吸附能强，可以同时吸附多种污染物，重金属去除率高。
但由于其造价贵，使用寿命短，所以应用受到了限制。
近年来，一些新型矿物材料吸附剂被研制了出来，其来源广、成本低的优点，对新型吸附剂材料的研究、有着重大意义。
膜分离法是主要是利用特殊薄膜，将溶液中污染物分离的方法。
膜分离法主要包括超滤、反渗透、电渗析等。
膜分离技术去除率高、选择性强、污染小，自动化程度高，不但能实现回用，而且能回收有价值的金属。
矿选过程中产生的废水硬度极高，其中的碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁等非常容易沉积在膜上，，导致堵塞。
金属硫化物沉淀的方式
金属硫化物沉淀的方式：
1、冷却沉淀：大多数金属硫化物或络合物的溶解反映是吸热的，因此，反过来，放热反应就促使金属元素和硫的溶解度下降，从而引起硫化物的沉淀。
2、稀释沉淀：在热液矿床中，因雨水的参与而发生的稀释沉淀作用是经常发生的，特别是在热液成矿作用的晚期阶段。
相对于自深部的热卤水，雨水较富。
它们的混合，促使部分还原硫发生氧化作用，由于溶液中Ph2s下降，将含fO
2
-溶解度下降而发生沉淀。
使Me(HS)
3
3、固液反应沉淀：这种作用可分为两类：一类，富含铜、铅、锌等金属的矿物或岩石，当与含硫的热液相互作用时，金属元素首先被解析出来，然后与硫化合，形成金属硫化物富集体；二类，富含金属的热卤水，与贫铜、铅、锌的硫化物（黄铁硫矿、磁黄铁矿等）相互作用，热卤水中的铜、铅、锌可以置换黄铁矿或磁黄铁矿中部分或全部的铁，最终形成含铜、锌、铅的硫化物富集体，。
什么是硫化物沉淀法
什么是硫化物沉淀法?其主要优缺点是什么?
许多金属能形成金属硫化物沉淀进而得以去除，这种方法称为硫化物沉淀法。
由于硫化物沉淀的溶度积比氢氧化物沉淀小，故其对重金属离子的去除更为彻底。
大多数金属硫化物的溶解度一般都较小，所以硫化物沉淀法能更完全地去除金属离子。
但是硫化物沉淀法处理费用高，硫化物沉淀困难，常需投加凝聚剂以加强去除效果。
该方法处理含重金属废水，去除率高，可分步沉淀，泥渣中金属品位高，便于回收利用，适应的pH值范围大，但过量的硫离子会使水的COD增加，当pH值降低时会产生有毒的硫化氢气体。
软锰矿浸出液硫化铵去除重金属试验研究_伍碧
（ＮＨ４）２Ｓ 加 入 量 为 １０ ｍＬ／Ｌ 时，重 金 属 去 除率 为 ９７．３３％。 加 入 适 量 ＰＡＣ 可 强 化 重 金 属 去除效果。ＰＡＣ 加入量为２０～５０ｍｇ／Ｌ 时，硫化 物残留量和锰损失率显著降低；ＰＡＣ 加入量为５０ ｍｇ／Ｌ 时，锰 损 失 率 最 低，为 １．８２％。 这 是 因 为， 当 ＰＡＣ 的量不足时，絮凝不充分；而且 ＰＡＣ 水解 生成 一 系 列 带 正 电 荷 的 物 质 及 Ａｌ（ＯＨ）４－ 和 Ｈ＋ ，其浓度较低时 水 解 产 物 主 要 带 正 电 荷，这 些 物质通过电中和作用可去除 Ｓ２－ ；Ａｌ（ＯＨ）４－ 的 生 成量随 ＰＡＣ 浓度增大而升 高，会 降 低 Ｓ２－ 的 去 除 效果［１３］，因此 硫 化 物 残 留 量 随 ＰＡＣ 加 入 量 的 增 加而升高。ＰＡＣ 水解 使 溶 液 ｐＨ 下 降，抑 制 锰 离 子与 Ｓ２－ 反应，因 此，锰 损 失 率 随 ＰＡＣ 加 入 量 增 加而下 降。ＰＡＣ 加 入 量 为 ５０～１００ ｍｇ／Ｌ 时，锰 损失率 随 ＰＡＣ 加 入 量 的 增 加 而 升 高，此 时，锰 损
硫化反应对金属腐蚀机理的影响研究
硫化反应对金属腐蚀机理的影响研究金属腐蚀是一种普遍存在的现象，它对金属材料的性能和使用寿命产生了很大的影响。
硫化反应是金属腐蚀的一个重要机理之一，它在不同条件下对金属腐蚀产生了不同的影响。
本文将从硫化反应的基本原理、影响因素和腐蚀机理三个方面来探讨硫化反应对金属腐蚀机理的影响。
首先，了解硫化反应的基本原理是理解硫化反应对金属腐蚀机理的影响的基础。
硫化反应是一种化学反应，其反应物为金属和硫化物，反应生成物为金属硫化物。
在反应中，硫化物中的硫离子与金属表面发生反应，形成金属硫化物覆盖层。
这个覆盖层起到了一定的保护作用，减缓了金属的进一步腐蚀。
但是，当金属表面的硫化物浓度过高时，硫化反应会加速金属的腐蚀过程。
其次，硫化反应对金属腐蚀机理的影响受到多种因素的制约。
首先，金属的种类会影响硫化反应的进行和产物的生成。
不同金属的硫化反应速率和生成物性质不同，导致其对金属腐蚀机理的影响也有所区别。
其次，硫化物的性质和浓度也会对硫化反应和金属腐蚀产生影响。
硫化物的浓度高会加速硫化反应的进行，形成较厚的金属硫化物覆盖层，从而减缓金属腐蚀的速度。
最后，反应环境的条件也会对硫化反应和金属腐蚀造成影响。
例如，温度、湿度和气氛中其他成分的存在都会影响硫化反应的速率和产物的生成，进而影响金属腐蚀的机理。
最后，硫化反应对金属腐蚀机理的影响是复杂的。
硫化反应可以在一定程度上防止金属的进一步腐蚀，形成一层保护膜。
这种保护膜可以减缓金属腐蚀的速率，延长金属材料的使用寿命。
但是，当硫化物的浓度超过一定限度时，硫化反应反而会加速金属的腐蚀过程，使金属材料迅速损失其性能和寿命。
另外，硫化反应还会导致金属材料的脆性增加，从而降低其强度和韧性。
综上所述，硫化反应对金属腐蚀机理有着重要的影响。
它能够在一定程度上减缓金属的腐蚀速率，延长金属材料的使用寿命。
但是，硫化反应的影响受到多种因素的制约，不同的金属、硫化物和环境条件都会对其产生不同的影响。
工业废水中金属离子的去除方法
1 化学沉淀化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
中和沉淀法在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。
中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。
实践证明在操作中需要注意以下几点：（1）中和沉淀后，废水中若pH 值高，需要中和处理后才可排放；（2）废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al 等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH 值，实行分段沉淀；（3）废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；（4）有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
硫化物沉淀法加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。
与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应时最佳pH 值在7—9 之间，处理后的废水不用中和。
硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。
为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子（该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高）。
由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。
2氧化还原处理化学还原法电镀废水中的Cr 主要以Cr6＋离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6＋还原成微毒的Cr3＋后，投加石灰或NaOH产生Cr（OH）3 沉淀分离去除。
化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。
硫化除重金属
目前，最常用的重金属净化法是硫化物沉淀法，硫化剂一般有有机硫化剂（如SDD等）。
SDD在中性介质中对Ni、Co等杂质的鳌合能力很强，而且沉淀过程中Mn不损失，它们形成的大颗粒鳌合物容易通过压滤除去。
有的矿石中Sb、Zn、Cu等金属离子需要加无机硫化剂（如BaS、Na2S、(NH4)2S等）。
另据文献报道，天然的锰氧化物及氢氧化物具有良好的表面吸附活性，在不同的介质中，能不同程度地吸附Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子。
但实际生产中，当上述两种硫化剂除杂后仍不能满足电解要求时，通常用活性炭吸附法强化除杂。
也有生产厂家用三段过滤来增加电解液纯度。
赵中伟等在溶液中加入氧化剂或通电氧化，使少量Mn2+离子氧化生成MnO2，并使溶液中杂质离子与二氧化锰以共沉淀方式除去。
采用的氧化剂有双氧水、过硫酸、硝酸、氧气等其中一种或几种组合，对重金属杂质去除率可达90%以上。
采用这种方法除重金属，由于在其除杂过程中要将Mn2+氧化成MnO2，因此需严格控制反应条件。
邹兴等采用金属锰置换除去溶液中大部分重金属，不会引入其它杂质元素。
但是置换法条件苛刻，溶液中O2、OH-和H+都会对置换过程产生影响，在置换过程中必须防止空气与溶液接触，以免造成锰损失。
因此使用置换法除重金属杂质还需要做更多的研究，以期达到理想的效果。
钙、镁净化锰矿浸出时，矿石中镁、钙基本上都是以CaCO3和MgCO3的形式存在，能优于锰进入浸出液中，在电解液的不断循环中，甚至能达到饱和，容易生成结晶体堵塞管道，堵塞过滤布并使漕面大量结晶，成为生产过程中一大难题。
Benrath V A，Helen E·Farrah等[10]研究了水介质中MgSO4和MnSO4、CaSO4和MnSO4对彼此溶解度的影响，结果表明随着一种物质溶解度升高，另一种物质溶解度会降低。
因此可以通过提高溶液中MnSO4浓度而抑制MgSO4、CaSO4溶液中溶解量以达到除镁、钙目的。
硫化物沉淀系统Cu2+诱导结晶过程研究
硫化物沉淀系统Cu2+诱导结晶过程研究陈坚;蔡思鑫;李川竹;王凯军【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2016(038)006【摘要】以模拟含铜废水为处理对象,在流化床反应装置中对比考察了回流系统以及沉淀剂pH条件改变对硫化物沉淀系统Cu2+诱导结晶过程的影响.结果表明:(1)在硫化物沉淀系统中,当进水Cu2+约为200mg/L、沉淀剂pH为8～12时,系统发生均相成核过程,系统出水中Cu2+去除率可达98％以上,微晶产率低于2％.随着沉淀剂pH提高至12.0,CuS过饱和指数提高至4.08×1011,微晶质量浓度变化不超过1个数量级,低于7 mg/L.(2)结晶产物以CuS及Cu(OH)2为主,并含有无定型非晶成分.【总页数】6页(P92-97)【作者】陈坚;蔡思鑫;李川竹;王凯军【作者单位】环境保护部环境规划院,北京100012;清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084;中国地质大学(北京)水资源与环境工程北京市重点实验室,北京100083;清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084;清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084【正文语种】中文【相关文献】1.碳酸盐体系中pH对Cu2+诱导结晶过程的影响 [J], 陈坚;袁鹏;蔡思鑫;陶涛;王凯军2.硫化物沉淀法及其对金属硫化物去除率的探讨 [J], 苏平3.硫化物沉淀法及其对金属硫化物分离的影响 [J], 张丽霞4.温度和盐度控制银金矿和硫化物沉淀——新西兰Waihi浅成低温热液金—银—贱金属硫化物石英脉系统 [J], 关康5.硫化物沉淀法及其对金属硫化物分离的影响 [J], 张丽霞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。