硫化亚铁还原六价铬的反应机理
硫酸亚铁还原六价铬反应方程式
硫酸亚铁还原六价铬反应方程式硫酸亚铁还原六价铬的反应方程式为：6 FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O解释如下：硫酸亚铁（FeSO4）是一种含有二价铁离子（Fe2+）的化合物，而六价铬（Cr6+）则是指铬离子的六价态。
在某些条件下，硫酸亚铁可以与六价铬发生还原反应，将六价铬还原为三价铬（Cr3+）。
在这个反应中，我们可以看到硫酸亚铁（FeSO4）和六价铬酸钾（K2Cr2O7）是反应的物质，而产物包括三价铁硫酸盐（Fe2(SO4)3）、三价铬硫酸盐（Cr2(SO4)3）和硫酸钾（K2SO4），同时还有水（H2O）。
这个反应是一种氧化还原反应，也可以看作是一种电子转移反应。
在这个反应中，硫酸亚铁发生氧化反应，失去了两个电子，同时六价铬发生还原反应，获得了两个电子。
硫酸亚铁的二价铁离子被氧化为三价铁离子，而六价铬则被还原为三价铬。
这个反应需要在酸性条件下进行，因此需要添加硫酸（H2SO4）作为催化剂。
硫酸的作用是提供酸性环境，促进反应的进行。
同时，硫酸还可以与硫酸亚铁和六价铬酸钾反应，生成相应的硫酸盐。
在反应中，硫酸亚铁是还原剂，它能够给予六价铬一部分电子，使其还原为三价铬。
硫酸亚铁的二价铁离子氧化为三价铁离子时，它自身被氧化为四价铁离子（Fe4+）。
六价铬酸钾则是氧化剂，它能够接受硫酸亚铁给予的电子，从而被还原为三价铬。
这个反应是一个可逆的反应，反应的方向取决于反应物的浓度和温度等因素。
在实际应用中，可以通过调节反应条件来控制反应的进行，以满足特定的需求。
总结起来，硫酸亚铁还原六价铬是一种氧化还原反应，通过在酸性条件下，硫酸亚铁给予六价铬电子，将其还原为三价铬。
这个反应的方程式为 6 FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O。
硫化亚铁还原
硫化亚铁还原
硫化亚铁还原是一种常见的化学反应，也是许多工业生产的重要步骤。
下面我们就来详细介绍一下硫化亚铁还原的原理、条件、应用等方面的内容。
一、硫化亚铁还原的原理
硫化亚铁还原是指硫化亚铁在还原剂的作用下被还原反应的过程。
具体来说，当硫化亚铁与还原剂反应时，硫化亚铁中的硫原子被还原为硫化氢，同时亚铁中的Fe2+被还原成Fe。
这样就实现了硫化亚铁还原的过程。
二、硫化亚铁还原的条件
硫化亚铁还原需要有一定的条件才能进行。
主要包括以下几个方面：
1. 还原剂的选择。
硫化亚铁还原需要使用还原剂，常见的还原剂有铁粉、锌粉等。
2. 反应温度。
硫化亚铁还原的反应温度一般较低，通常为室温至60℃左右。
3. 反应时间。
反应时间一般为10分钟至数小时不等，具体时间取决于反应条件和反应物的浓度等因素。
4. pH值。
碱性条件有利于硫化亚铁还原的进行，一般pH值为8-10之间。
三、硫化亚铁还原的应用
硫化亚铁还原是一种非常有用的化学反应，广泛应用于工业生产和科研领域中。
下面列举一些具体应用：
1. 用于制备硫化铁、硫化锌等材料。
2. 用于制备硫化铬的还原剂，可用于制备六价铬化合物。
3. 在某些化学反应中起催化剂的作用。
4. 用于净化废水中的重金属离子和硫酸盐等污染物，提高废水的处理效果。
4. 用于制备光伏材料中的硫化铜。
总之，硫化亚铁还原可谓是一项十分重要的反应，具有广泛的应用前景。
硫铁化合物还原法处理电镀废水中Cr（Ⅵ）
硫铁化合物还原法处理电镀废水中Cr（Ⅵ）韩奎【摘要】The pyrite and ferrous sulfide reagent were used for reduction treatment of simulated electro-plating wastewater in which,the chromium(Ⅵ) ion was contained,and the ion was converted to chromi-um(Ⅲ) . The chromium in the wastewater was separated from the waste water. The results were shown that both ferrous sulfide and pyrite were used as chromium (Ⅵ) reducing agent in electroplating wastewater. The ferrous sulfide was better than pyrite in reduction. The process parameters were investiga-ted,such as pH,the dosage of reducing agent and its particle size,the reaction time. Under acidic condi-tions the process had done. With the reduction reaction the chromium(Ⅵ) concentration was reduced to 0. 2 mg/L,but the total chromium concentration was lower than 1 mg/L after adding coagulant,mixing, flocculation,and precipitation. For reduction treatment initial pH was 3~4,and dosage of ferrous sulfide 10g/L with its particle 0. 15~0. 18 mm,reducing time 35 min,shock velocity 160 r/min. The total chro-mium concentration separated from water,when pH was 8,dosage of polyaluminium chloride 50 mg/L, shocking for 1min with 160 r/min,then flocculation from 20 to 25 min with 60 r/min and precipitation for 90 min.%以硫铁矿和硫化亚铁为还原剂,采用还原法处理模拟电镀废水,用以将废水中Cr(Ⅵ)转变为Cr(Ⅲ),并与水分离.实验结果表明：硫化亚铁和硫铁矿均可作为还原剂还原电镀废水中Cr(Ⅵ),硫化亚铁还原效果好于硫铁矿.水的pH值、还原剂投量及粒径、还原反应时间均影响还原效果.酸性条件下有利于还原反应的进行.经过还原处理后,废水中Cr(Ⅵ)质量浓度达到低于0．2 mg/L的排放标准,但是总铬浓度则需要投加混凝剂,经过混合、絮凝、沉淀过程,总铬的质量浓度达到低于1 mg/L的排放标准.对于实验用的水质,Cr(Ⅵ)质量浓度约66 mg/L,其较佳处理条件：初始pH为3~4,硫化亚铁投量10 g/L,粒径0．15~0．18 mm,还原反应时间35 min,振荡强度160 r/min.混凝沉淀时pH为8,聚合氯化铝投量50mg/L,160 r/min振荡混合1 min,再60 r/min振荡絮凝20~25 min,沉淀90 min.【期刊名称】《沈阳化工大学学报》【年(卷),期】2016(030)001【总页数】6页(P6-10,22)【关键词】电镀废水;硫铁化合物;铬【作者】韩奎【作者单位】中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】X703重金属铬的化合价包括+6、+3、+2.自然界中的铬主要以Cr(Ⅵ)形态存在.铬是人体内必需的一种微量元素[1]，在机体糖代谢和脂代谢中发挥着特殊作用.人体内存在的铬元素几乎都是Cr(Ⅲ)，含量大约6～7 mg，主要分布在骨骼、皮肤、肌肉、肾上腺和脑组织中.糖尿病与人体内三价铬含量水平低有显著关系[2].铬同时也是五大毒性金属元素之一，Cr(Ⅵ)毒性最强，可致癌，且对人体皮肤、黏膜等具有强烈的刺激性，摄入过量的铬，会对人体健康有较严重的危害[1].电镀废水是机件镀铬生产过程中产生的，主要含有铬、铜、镉、镍、锌等金属离子和氰化物等，是对生态环境危害最大的一类含铬废水[3-4].Cr(Ⅵ)与Cr(Ⅲ)可以相互转化，因而，国家标准[5]不仅规定Cr(Ⅵ)含量不超过0.2 mg/L，同时也规定总铬含量不超过1 mg/L.用于处理含铬废水的方法较多，其中化学还原法是常用的工艺之一[6-7].硫化亚铁(FeS)还原法去除Cr(Ⅵ)有较好的效果[7-9]，而硫铁矿的主要成分是FeS2，其原料来源广，价格便宜，具有很好的利用价值.本文通过实验，考察硫铁化合物与相关絮凝剂对电镀废水中铬的去除效果，为电镀废水除铬提供参考.实验用水参照某电镀厂的电镀废水进行人工模拟，水质成分与配制浓度见表1，模拟水的pH值为7.实验采用硫铁矿与化学试剂硫化亚铁对比的方法.硫铁矿来自某矿业公司，主要成分是FeS2，硫质量分数约35 %，推算出FeS2质量分数约66 %.硫化亚铁试剂，其中FeS质量分数为70 %.将还原剂颗粒研磨成粉末，用标准筛进行筛选，得到不同粒径范围的还原剂，备用. 混凝剂，聚合氯化铝(PAC)，江苏宜兴天使化学有限公司.Cr(Ⅵ)检测采用二苯碳酰二肼分光光度法，总铬检测采用高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法，采用Unico可见光分光光度计.pH采用pH检测仪.铬标准曲线的绘制：分别配制成不同浓度的Cr(Ⅵ)模拟废水，按照Cr(Ⅵ)和总铬检测方法，测得不同浓度水样的分光光度值，分别绘制Cr(Ⅵ)及总铬浓度与吸光度的标准曲线.实验采用化学还原-絮凝-沉淀方法[10-12]，按《电镀污染物排放标准GB21900—2008》规定的Cr(Ⅵ)离子含量低于0.2 mg/L、总铬含量低于1 mg/L 的排放标准为处理目标，对处理后的水样进行研究.用硫酸和氢氧化钠调节水的pH值.(1)还原反应实验分别吸取50 mL溶液至数个100 mL锥形瓶中，加入一定粒径范围的还原剂，室温下置于振荡器上反应一定时间，然后靜沉一定时间，取上清液测定水中Cr(Ⅵ)浓度.(2)还原反应-絮凝-沉淀实验重复上述振荡还原反应过程，反应25 min.然后向水样中按质量浓度50 mg/L投加絮凝剂聚合氯化铝.先在振荡速率160 r/min下振荡混合1 min，然后将振荡速率调整为60 r/min,振荡絮凝一定时间，最后在实验台上静止沉淀一定时间，用移液管取上清液用分光光度计测量Cr(Ⅵ)含量与总铬含量.保留2个水样不加絮凝剂，以便进行对比.通常情况下，水的pH值对化学反应的影响较大.因而，首先要确定适宜的pH条件.图1是两种还原剂在不同pH条件下对Cr(Ⅵ)的去除效果.原水铬离子质量浓度为67.60 mg/L，还原剂投量10 g/L，振荡强度160 r/min，反应时间20 min.由图1可知：2种还原剂去除Cr(Ⅵ)的还原反应均受pH的影响，变化趋势相同，均是在低pH下去除效果更好，且受pH影响较大.只是FeS还原剂的效果总是好于FeS2.以FeS为例，在酸性条件下，FeS很不稳定，易产生溶解反应，分解出Fe2+和H2S.FeS+2H+=Fe2++H2S而碱性条件下，Fe(Ⅱ)以Fe(OH)2形式存在，S(-Ⅱ)则以HS-形式存在.酸性条件下，Cr(Ⅵ)以形式存在，碱性条件下，Cr(Ⅵ)则以形式存在[8].不同pH值下，Fe(Ⅱ)与S(-Ⅱ)对Cr(Ⅵ)均具有还原反应的趋势，但不同pH值下，其还原反应能力是不同的.酸性下，铁系与铬系的还原反应电极电势为0.56 V，而碱性条件下，为0.44 V；酸性下，硫系与铬系的还原反应电极电势为1.19 V，而碱性条件下，为0.36 V[1].不论是铁系对铬系，还是硫系对铬系，都是酸性条件下的电极电势高于碱性条件，即还原反应趋势更大，导致还原反应效果更好.同样原理，FeS2对电镀废水中Cr(Ⅵ)的还原反应也是酸性条件好于碱性条件.而FeS好于FeS2，则可能是因为FeS中含铁比率高于FeS2，而铁系对铬系的电极电势高于硫系对铬系的缘故.根据电化学原理可知，反应体系的电极电势差越大，反应越容易进行，反之则反.因此，在低pH值下，硫铁还原剂氧化Cr(Ⅵ)离子的能力更强，去除效果更好.图2是还原剂投量对Cr(Ⅵ)离子去除效果的影响.原水铬离子质量浓度68.33 mg/L，振荡强度160 r/min，反应时间20 min，pH值为4.由图2可知：随着还原剂投量的增加，铬的去除效果也增加.FeS的处理效果：投量在4 g/L以下时提高较快，4 g/L以后效果增加缓慢，投量增至10 g/L以后，效果的增加程度极为缓慢，投量9 g/L时，Cr(Ⅵ)质量浓度为0.21 mg/L.FeS2的处理效果：在投量低于9 g/L 时，随着投量的增加而迅速提高，投量为12 g/L时，处理后水样中Cr(Ⅵ)含量均低于0.2 mg/L，达到处理目标.投量为12 g/L时，FeS体系Cr(Ⅵ)含量为0.05 mg/L，FeS2体系Cr(Ⅵ)含量为0.17 mg/L.不论处理效果或是提高幅度，FeS2的效果均低于FeS，进一步说明FeS对Cr(Ⅵ)的还原效果好于FeS2.将不同粒径的还原剂加入水样中，考察粒径对处理效果的影响，实验结果见图3.原水铬离子质量浓度67.25 mg/L，还原剂投量10 g/L，振荡强度160 r/min，反应时间20 min，pH为4.在上述实验条件下，粒径对处理效果的影响相对较小.FeS粒径只在0.3～0.5 mm时Cr(Ⅵ)离子质量浓度超过0.2 mg/L，而FeS2粒径需要达到0.18 mm以下时，Cr(Ⅵ)离子质量浓度低于0.2 mg/L.对于同样投量的还原剂，由于其粒径越小，在反应过程中还原剂与铬离子的接触越充分，从而处理效果越好.并且，物质粒径降低，其比表面积增大，表面能也增大，对水中物质的吸附作用增强.处理废水所需的时间，是一个重要的因素，它直接影响处理效果，也决定该方法是否适用于实际处理工程.还原反应时间对处理效果的影响见图4.原水铬离子质量浓度67.35 mg/L，还原剂投量10 g/L，振荡强度160 r/min，pH为4，粒径0.15～0.18 mm.当反应时间在15 min以内时，随着时间的延长，效果提高较快，15～25 min提高幅度开始变缓，25～35 min提高幅度极为缓慢.FeS还原剂在水中反应30 min 时，Cr(Ⅵ)质量浓度为0.13 mg/L，低于0.2 mg/L，而FeS2还原剂在反应35 min后水中六价铬质量浓度才降至0.15 mg/L.Cr(Ⅵ)离子是铬金属毒性最强的形态，还原法将水中Cr(Ⅵ)转换成三价铬，虽然毒性显著降低，但是在自然界中铬元素的价态是可以转化的，因而，《电镀污染物排放标准GB21900—2008》中不仅规定Cr(Ⅵ)含量不超过0.2 mg/L，同时规定总铬含量不超过1 mg/L.所以，经化学还原处理后，铬元素与水的有效分离，是达到废水排放标准的关键.魏志宇[8]通过硫铁矿去除电镀废水中Cr(Ⅵ)的反应热力学计算，得出了不同pH 条件下反应体系中三价铬的存在形态关系：三价铬在酸性条件下，以铬离子形态存在，而在中性或碱性条件下，则以氢氧化铬形式存在.氢氧化铬，不溶于水，溶于酸、碱溶液，受热易热分解成三氧化二铬；具有两性性质，可与强酸反应生成盐，也可与强碱反应生成可溶性三价铬离子.因而，为了获得较好的铬元素与水的分离效果，在还原反应完成后，须将水的pH值调整为中性或偏碱性，使得三价铬以氢氧化铬形态存在，以利于沉淀分离.因此，化学还原法去除电镀废水中的铬，需要两个过程：首先是将Cr(Ⅵ)还原为三价铬，然后，将三价铬从水中分离出来.根据上述还原反应影响因素的实验结果，确定还原反应的条件： pH为4，还原剂FeS的投量为10 g/L，粒径0.15～0.18 mm，反应时间35 min，振荡强度160 r/min.实验水样Cr(Ⅵ)质量浓度为67.22 mg/L.铬元素与水的分离，则采用混凝沉淀法.在还原反应后的体系中，投加混凝剂，经搅拌混合、絮凝，水中氢氧化铬在混凝剂作用下形成更利于沉淀的微小絮体，经沉淀后获得清水，从而达到去除水中铬的目的.混凝沉淀实验条件[8]：经还原反应处理后的水样，先将反应体系的pH 值调至8，投加聚合氯化铝混凝剂，其质量浓度为50 mg/L，160 r/min振荡1 min，再60 r/min振荡一定时间，然后靜沉90 min.取上清液分别测定Cr(Ⅵ)和总铬含量. 图5是不同絮凝时间水中Cr(Ⅵ)含量的变化.由于Cr(Ⅵ)的转化过程是在还原反应过程中完成的，故不论絮凝时间长短，Cr(Ⅵ)质量浓度总是低于0.2 mg//L.但是随着絮凝时间的延长，Cr(Ⅵ)含量还是有所降低.降低的原因一方面可能是Cr(Ⅵ)离子被吸附在絮体上一起沉淀，另一方面是在絮凝沉淀过程中还原反应还在进行.图6是不同絮凝时间水中总铬含量的变化.在投加混凝剂混合1 min后，立即停止搅拌而直接静沉90 min，上清液中总铬质量浓度为9.14 mg/L，而原水中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为67.22 mg/L，说明水中86.4 %的总铬，在单纯投加混凝剂混合1 min后，静沉90 min过程中，已经沉淀至瓶底.絮凝时间在15 min以上时，总铬质量浓度达到低于1 mg/L的标准.根据水处理过程中絮凝的理论与实践，搅拌絮凝时间过长时，会将已经形成的絮体打碎，反而不利于絮体的絮凝.因而，在絮凝实验时间的设置上，已经考虑到控制搅拌絮凝时间不至过长，故在设计的絮凝时间中，没有出现处理效果变差的情况.因此，投加混凝剂后，混合搅拌1 min，絮凝搅拌20～25 min，是较佳的絮凝时间.经化学还原-混合-絮凝-沉淀处理后的水的pH值在7.6～8.2之间.(1) 硫化亚铁和硫铁矿均可作为还原剂还原电镀废水中Cr(Ⅵ)，硫化亚铁还原效果好于硫铁矿.但是硫铁矿属于伴生矿，来源广泛，有条件的情况下在经济实用方面可能优于硫化亚铁.(2) 废水的pH值、还原剂投量及粒径、还原反应时间均影响还原效果.其中，水的pH值影响较大，酸性条件下有利于还原反应的进行，适宜的pH值为3～4. (3) 经过还原处理后废水中Cr(Ⅵ)质量浓度达到了低于0.2 mg/L的排放标准，但是总铬浓度则需要投加混凝剂，并经过混合、絮凝、沉淀过程，才能达到总铬低于1 mg/L的排放标准.(4) 对于实验用水水质，Cr(Ⅵ)质量浓度约66 mg/L，较佳处理条件为：初始pH为3～4，硫化亚铁投量为10 g/L，粒径0.15～0.18 mm，还原反应时间35 min，震荡强度160 r/min.混凝沉淀时pH为8，聚合氯化铝投量为50 mg/L，160 r/min振荡混合1 min，再60 r/min振荡絮凝20～25 min，沉淀90 min.。
硫酸亚铁铵滴定法测定六价铬 -回复
硫酸亚铁铵滴定法测定六价铬-回复硫酸亚铁铵滴定法是一种常用于测定六价铬含量的分析方法。
本文将详细介绍硫酸亚铁铵滴定法的原理、步骤以及数据处理方法，以帮助读者更好地了解和掌握这一分析方法。
一、原理介绍硫酸亚铁铵滴定法是一种氧化还原反应，其原理基于硫酸亚铁铵（NH4Fe(SO4)2）与六价铬（Cr(VI)）之间的反应。
在酸性条件下，六价铬会与硫酸亚铁铵反应生成三价铬（Cr(III)）和硫酸铵（NH4SO4）。
该反应可以用如下方程式表示：6 NH4Fe(SO4)2 + 14 H2SO4 + K2Cr2O7 →2 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 6 Fe2(SO4)3 +14 NH4HSO4 + 7 H2O在滴定过程中，我们需要使用硫酸亚铁铵溶液作为滴定剂。
滴定剂的浓度根据样品中六价铬的含量进行调整。
二、实验步骤1. 样品准备：将待测样品溶解于适量的盐酸中，使得样品中的六价铬完全转化为三价铬。
在溶解过程中，可以加热加快反应速率。
稍凉后，使用定容瓶将体积补至标线。
2. 酸性化处理：取一定体积的样品溶液放入滴定瓶中，加入适量的稀硫酸和硫酸铵，调节溶液的酸性，通常使用酸性介于1-2之间的溶液来实现适当的酸性化。
3. 滴定：用制备好的硫酸亚铁铵滴定溶液滴定样品溶液。
在滴定过程中，加入亚铁铵滴定溶液要缓慢，避免溶液蒸发过快。
滴定至反应终点，即观察到溶液从橙黄色变成浅绿色。
此时滴定剂与样品中的六价铬完全反应，样品中不应再有剩余的六价铬。
滴定过程中可以使用玻璃棒搅拌溶液，使反应更加均匀。
4. 数据处理：根据滴定剂的浓度和滴定所消耗的体积计算样品中六价铬的含量。
滴定终点的判断通常使用外加指示剂进行，如二苯基卡宾（DPC）或硫代硫酸盐。
将滴定所用滴定剂的体积与滴定剂浓度的乘积除以样品体积，即可得到六价铬的含量。
三、注意事项1. 在样品的酸性化处理过程中，要注意避免产生气泡，否则可能影响滴定结果。
2. 操作过程中要注意实验室安全，避免接触皮肤和眼睛，并避免吸入滴定剂中释放的有毒气体。
铬渣无害化处理方法
铬渣的无害化处理方法铬渣内含有的Cr2O72-，CrO42-阴离子是造成环境污染的主要原因，在铬渣中加入适量的还原剂，在一定条件下，铬盐中的Cr6+被还原为Cr3+，或者通过某种方法将Cr6+而使其不会对环境造成危害，称为铬渣的无害化处理。
国内外对铬渣的无害化处理方法有以下四种：化学处理法，物理/化学法，熔烧法和固化/稳定化处理法。
一、化学处理法化学处理法是通过破坏固体废物中的有害成分，或投放化学药剂将有毒的化学物质转化为无毒的形式并确保化学脱毒步骤后的产物比起始化学物质的危害小且稳定。
为废物在运输、焚烧和填埋前做预处理。
铬渣的化学处理方法有络合法和还原法。
络合法是将铬渣与特定的化学原料（通常为含有聚合氨基酸，氨基苯氧基、氨基萘氧基等的有机物）进行络合反应，将Cr6+转变为Cr3+后，形成稳定的络合物，使铬渣解毒后再作进一步处理。
还原法是利用SO2，NaHSO3，Na2SO3，FeSO4，FeCl2等药剂作为还原剂来还原Cr6+；铬渣湿法还原解读就是在水介质中，利用还原剂或者沉淀剂，使咋中的六价铬转变为三价铬或不沉淀而解毒。
铬渣湿法解毒一般分为两步进行，先是将铬渣中的六价铬转移至水相，接着用还原剂将六价铬还原为无毒的三价铬，或者用沉淀剂使六价铬转变为稳定的水不溶铬酸盐，从而完成铬渣治理。
如利用碳酸钠溶液进行湿式还原法处理铬渣时，将经过湿磨后的铬渣用碳酸钠溶液处理，使其中的酸溶性铬酸钙与铬铝酸钙转化为水溶性铬酸钠而被溶出，回收铬酸钠产品；余渣再用硫化钠处理，是剩余的Cr6+转化为Cr3+,加入硫酸中和，并用硫酸亚铁固定过量的S，相应化学反应方程式为：8Na2CrO4+3Na2S+(8+4x)H2O=4(Cr2O3.xH2O)+3Na2SO4+16NaOH8Na2CrO4+6Na2S+(11+4x)H2O=4(Cr2O3.xH2O)+3Na2S2O3+22NaOHNa2S+FeSO4=FeS+Na2SO4另外，根据还原剂所处状态不同可分为气相、液相和固相还原法；根据还原时铬渣PH值的不同，可在酸性条件下采用SO2、NaHSO4、Na2SO3、FeSO4作为还原剂，在碱性条件下采用Na2S、NaHS等作为还原剂。
硫化零价铁去除水体中Cr(Ⅵ)的性能及机理研究
硫化零价铁去除水体中Cr(Ⅵ)的性能及机理研究水体中重金属的污染给自然环境和人类健康构成严重威胁,已经成为环境领域的热点和难点问题。
由于重金属铬(Cr)广泛应用于制革、电镀以及采矿行业,导致大量含Cr废水产生。
零价铁(ZVI)技术因其原料来源广泛、成本低廉、无毒以及具有较高的还原性而具有广阔的应用前景,但是由于ZVI表面钝化膜的生成极大限制了污染物与内部零价铁的进一步接触反应,导致ZVI反应活性的下降。
本研究基于硫(S)的腐蚀特性,利用含硫化合物对ZVI进行硫化改性,有效提高了 ZVI对于水体中Cr(VI)的去除效率。
研究利用硫化钠对普通微米零价铁进行硫化改性合成粒径大约为30μm的硫化零价铁(S-ZVI)颗粒,并通过控制硫化钠含量制备出不同S/Fe的S-ZVI材料。
合成后的S-ZVI通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)等固相表征探究S-ZVI的物理化学性质。
结果表明,与ZVI相比,S-ZVI表面更为粗糙并呈现多孔结构,负载在ZVI表面的S多以FeS形式存在。
同时由于S/Fe的不同,S-ZVI呈现出不同物理性质,当S/Fe为0.056时,S-ZVI达到最大比表面积以及粗糙度。
实验系统研究了 ZVI和S-ZVI(S/Fe = 0.056)材料分别在厌氧和好氧条件下对Cr(Ⅵ)去除情况。
结果表明,硫化和溶解氧之间的耦合作用显著改善了 ZVI对于Cr(Ⅵ)的去除,同时反应活性符合以下规律:S-ZVI + aerobic>S-ZVI+anaerobic>ZVI + anaerobic>ZVI + aerobic。
为了进一步探究氧气和 S/Fe 对 S-ZVI去除Cr(Ⅵ)的影响,分别选取S/Fe 为0.056时的S-ZVI在不同氧气浓度以及好氧条件时不同S/Fe条件下S-ZVI对Cr(Ⅵ)的去除。
Cr6+变成Cr3+的方法及条件：
Cr6+的处理方法一、4K2Cr2O7+12H2SO4+C6H12O6→8Cr(OH)SO4+4K2SO4+6CO2+14H2O 此方程式主要用于配制铬液，据此计算1Kg的六价铬需要2.872Kg的浓H2SO4，需要C6H12O60.433Kg，反应时间越长反应月彻底。
但用于污水中除去六价铬是很难实现的，因为需要浓硫酸，但是污水中六价铬含量是非常低的。
二、K2Cr2O7+3SO2+H2O→2Cr(OH)SO4+ K2SO4此方程式主要用于配制铬液，据此计算1Kg的六价铬需要1.846Kg的SO2，需要H2O 0.173Kg，反应需要2h左右。
但此方法时间比较困难，在通入SO2时不好控制，有一定的危险。
三、Cr2O72++14H++6Fe2+→6Fe3++2Cr3++7H2O此离子式中H+我们以盐酸计算，Fe2+我们以硫酸亚铁计算，则1Kg的六价铬需要 4.981Kg的盐酸，需要硫酸亚铁8.769Kg，但此反应需在强酸性条件下进行。
四、K2Cr2O7+6KI+14HCl→2CrCl3+3I2+8KCl+7H2O按此方程式计算1Kg的六价铬需要4.981Kg的盐酸，需要KI 9.577Kg，但此反应需要的酸用量比较大，还需考虑产生大量的碘。
五、钡盐沉淀法仅限于含六价铬废水处理，采用的沉淀剂有BaCO3、BaCl2和BaS等，生成铬酸钡BaCrO4。
铬酸钡的溶度积Ksp=1.2×10-10。
钡盐法处理含铬废水要准确控制PH值。
铬酸钡的溶解度与PH值有关，PH愈低，溶解度愈大，对去除铬不利，而PH值太高，CO2气体难于析出，也不利于除铬反应进行。
采用BaCO3做沉淀剂时，用硫酸或乙酸调PH4.5--5.0，反应速度快，除铬效果好，药剂用量少。
该反应式如下：CrO42-+2H++BaCO3→BaCrO4+ CO2+H2O据此可计算出1Kg的六价铬需要 1.404Kg的盐酸，需要BaCO33.788Kg.但是为了促进沉淀，沉淀剂常加过量，而出水中含过量的钡，也不能排放，一般通过一个以石膏碎块为滤料的滤池，使石膏的钙离子置换水中的钡离子生成硫酸钡沉淀。
亚铁 离子 三价铬 沉淀除铬
亚铁离子三价铬沉淀除铬亚铁离子作为一种有效的化学试剂，广泛应用于水处理领域。
它在去除铬污染物方面具有独特的优势，尤其是对三价铬的沉淀作用。
本文将介绍亚铁离子对三价铬的沉淀除铬机制、操作步骤以及注意事项，帮助读者实现高效、安全、可持续地除铬。
亚铁离子能够与三价铬形成固体铬（Ⅲ）的沉淀，从而实现除铬的目的。
在这个过程中，亚铁离子通过氧化反应将三价铬转变为六价铬，然后两者结合生成不溶于水的铬（Ⅲ）水化物沉淀。
这一机制因其高除铬效率而受到广泛关注。
除铬操作步骤如下：1. 确定除铬的具体需求，包括要处理的水量、铬浓度以及处理效果要求。
2. 准备亚铁离子溶液。
通常可通过在适量蒸馏水中溶解适量的硫酸亚铁来制备亚铁离子溶液。
3. 将亚铁离子溶液倒入混凝槽或反应池中，并根据实际情况调整亚铁离子的加入量。
4. 将污染水缓慢地加入混凝槽中，同时搅拌以促进溶液的均匀混合。
5. 留置一段时间，使铬（Ⅲ）水化物沉淀充分形成。
6. 用澄清剂将溶液中的悬浮物沉淀下来，并根据需要进行过滤或离心操作。
7. 处理后的水体可以进一步经过过滤或其他净化步骤，以确保除铬效果达到预期。
8. 处理后的沉淀应按照环保要求进行处置，以防止再次对环境造成污染。
除铬过程中需要注意以下几点：1. 实验室操作或工业应用时，应佩戴适当的防护设备，如手套、护目镜和防护服，以防止亚铁溶液对皮肤和眼睛造成伤害。
2. 亚铁离子本身也具有一定的毒性，应避免吸入和误食。
3. 铬污染水中除铬操作应在适当的设备和控制条件下进行，以防止对周围环境和人员造成伤害。
4. 操作结束后，应及时清洗残留在设备和容器中的亚铁溶液，以避免二次污染。
5. 对于大规模工业应用，应根据实际情况制定详细的操作方案，并定期监测除铬效果，及时调整和改进工艺。
通过以上介绍，我们可以看到亚铁离子作为一种高效的除铬试剂，在工业和环境领域中具有重要的应用前景。
然而，在实际操作中，我们应保证操作安全、环境友好，并根据不同情况进行具体操作步骤的调整，以达到最佳的除铬效果。
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浅析硫化亚铁还原六价铬的反应机理
摘要：本文探讨了用fes作还原剂还原废水中cr(ⅵ)的动力学特性。
在恒温和封闭条件下，通过批次试验研究了废水中cr(ⅵ)与fes的反应动力学特征及其影响因素。
结果表明，在恒定溶液，ph 值(1～2)，并保证fes过量的条件下，反应过程可分2个阶段：初始反应阶段（cr(ⅵ)反应物消耗约60%～80%）反应服从准1级反应规律，以lnc-t作图呈线性关系；反应后期（cr(ⅵ)反应物剩余大约20%～40%），反应速率明显减慢。
关键词：浅析铬硫化亚铁还原机理
analyses ferrous sulfide reduction hexavalent chromium reaction mechanism
shang ying-hui
（xingtai environmental inspection detachment, xingtai 05400, china）
abstract：this paper discusses the fes with as a reductant reduction wastewater cr (ⅵ) dynamic characteristics.in the constant temperature and the anaerobic conditions，the kinetics of chromium(cr(vi))reduction by sulfide and its affecting factors were conductedin batch experimental systems．the results showed that the reaction displayed in two stages when solution ph (between 1—2)kept stable and the initial concentration of iron sulfide was excessive．at the
initial stage cr(vi)was consumed ranging from 60％～80％，the reaction followed the pseudo first-order and the plots of 1nc(cr(vi)) versus reaction time(t) was linear．at the later stage，when cr(vi)remained about 20％～40％，reaction rate was decelerated dramatically．
keywords：analysis ;chromium;iron sulfide； reduction；mechanism
中图分类号： tf803.12+1 文献标识码： a 文章编号：
前言
关于利用铁的硫化物处理含cr(v1)污染物的探索，早在20世纪70年代就做过一般性实验工作，到了80年代仍作过继续探讨，进人90年代后，除西方发达国家之外，还引起广大发展中国家的重视，如希腊和土耳其，也包括中国等[[1]。
目前包括利用天然铁的硫化物在内的有关利用天然物质治理cr(v1)污染物的选题研究仍
然是国际上环境修复与污染控制领域热点课题之一[2]。
所以探明硫化亚铁与cr(ⅵ)氧化还原反应机理及影响因素，对于硫化亚铁还原六价铬新技术的研究领域，推动我国运用这一新技术修复治理具有氧化性的重金属污染有十分重要的意义。
1实验仪器和方法
1.1实验主要仪器
722型可见分光光度计；thz－82水浴恒温振荡器；
phs－25数显ph计； fa1604a电子天平。
1.2实验方法
cr(vi)的测定方法：用二苯碳酰二肼分光光度法测定。
2试验结果分析
2.1 ph值对硫化亚铁还原六价铬的影响
27℃和不同溶液ph值(1～2)下，cr(vi)的初始浓度为10mg/l，硫化亚铁过量时，其氧化还原反应动力学试验结果以ln c（cr）对反应时间t作图。
由图1可得出：(1)溶液ph对硫化亚铁还原6价铬的反应影响很大，ph值越高(酸度越小)，反应速率越慢。
过低或过高的ph都使试验难以获得足够的实验数据，前者反应速率太快，后者反应速率太慢。
因此，本研究的多数试验条件控制ph在1～2之间。
(2)反应过程分两个阶段，前一个阶段动力学曲线基本为一直线，后期反应速率明显减小。
图1ph值对硫化亚铁还原六价铬的反应速率的影响（lnc-t）fig.1 the relationship between ln c（cr(vi)）and time at different phs
2.2温度对反应速率的影响
ph=1及cr(vi)初始浓度为10mg/l ，硫化亚铁过量时，温度对硫化亚铁还原cr(vi)反应速率的影响结果示于图2。
可看出图中的动力学曲线变化特征相类似。
温度对反应速率有显著作用，温度升高，反应速度加快。
37℃时只需约15min可使10mg/l cr(vi)反应完全，而27℃时所需要的时间延长到35min，前者的反应所需时间为后者的2倍之多。
另一特征是反应初期阶段lnc 与反应时间t呈较好的
线性关系，后期出现转折，在每一个反应过程中后期反应速率减慢，但是总体上反应速率随着温度的升高而加快。
图2温度对反应速率的影响（lnc-t）
fig．2 the relationship between in c cr(vi)and t time at different tempreatures
2.3 cr(vi)浓度对反应速率的影响
t=32℃和ph=1.43条件下，cr(vi)初始浓度分别为4.1 mg/l，9.52 mg/l， 14.25 mg/l，硫化亚铁过量， cr(vi)浓度对反应速率的影响结果示于图3。
可看出图中的动力学曲线变化特征相类似。
硫化亚铁和 cr(vi)氧化还原反应动力学结果表明：在温度和ph相同的情况下，反应完成的时间随着cr(vi) 浓度的增加而延长，呈线性关系的两个阶段明显的随着cr(vi)浓度的增加而减小。
图3 cr(vi)浓度对反应速率的影响（lnc-t）
fig．3the effect of in c cr(vi) on reaction rate at 32℃and ph＝1.43
3讨论：
主要对反应开始3min内的反应动力学作了研究。
反应前3min内硫化亚铁还原cr(ⅵ)基本上符合准一级反应动力学特征，硫化亚铁与cr(ⅵ)的氧化还原反应速率方程可表述为：
(3-1)
式中k为反应速率常数，a，b，x，y分别表示反应物cr(ⅵ)，
fe2+，s2-和h+的反应级数。
根据形态分布特征和本试验溶液酸度条件，cr(ⅵ)存在着cro42-和cr2o72-两种形态且相互间发生转化[4]；在酸性条件下，硫化物主要以hs-形态存在，也有一定量的
h2s和极少量的s2-。
因此，两反应物的浓度均为各形态的总浓度。
试验过程中，硫化亚铁的加入量远远大于初始ccr(ⅵ)的浓度，因此，反应过程中硫化亚铁的浓度可近似地看作不变的量，即随着反应的进行，c (cr(ⅵ))不断减小，cb(fe2+) c(s2+)基本不变。
此时，公式3-1可简化为:。