化学沉淀法

(1)配料反应 (2)加碱共沉淀 (3)充氧加热,转化沉淀 (4)固液分离 (5)沉渣处理
(1)配料反应 为了形成铁氧体，通常要有足量的Fe2+和Fe３+。通常要额 外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。
投加二价铁离子的作用有三： 1)补充Fe2+； 2)通过氧化，补充Fe3+； 3)如废水中有六价铬，则Fe2+能将其还原为Cr3+，作为形成
废水中其它金属氢氧化物的反应大致相同，二价金属离子 占据部分Fe(Ⅱ)的位置，三价金属离子占据部分Fe( Ⅲ)的 位置，从而使其它金属离子均匀地混杂到铁氧体晶格中去， 形成特性各异的铁氧体。
例x)O如3，。Cr2+离子存在时形成铬铁氧体FeO(Fex+xCr1—
注意:加热温度要注意控制，温度过高，氧化反应过快， 会使Fe(Ⅱ)不足而Fe(Ⅲ)过量。
mg/L。
三、 铁氧体沉淀法
1 铁氧体（Ferrite）概述
物理性质----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 1013～1014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。
铁氧体沉淀法
铁氧体的组成----尖晶石型铁氧体化学组成BO•A2O3。
3）酸效应－溶液的PH值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。
4）络合效应－若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络 合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。
应用：如果污水中含有大量的Mn+离子，要降低[浓M n度 ]m，[N可m向]n 污 水中投入化学物质，提高污水中Nm-浓度，使离子积大于溶度积L， 结果MmNn从污水中沉淀折出，降低 Mm+浓度。
化学沉淀法
化学沉淀法定义 化学沉淀法是向污水中投加某种化学物质，使
它与污水中的溶解物质发生化学反应，生成难溶 于水的沉淀物，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。
化学沉淀法的处理对象
(主要针对废水中的阴、阳离子。) （1）废水中的重金属离子及放射性元素：如Cr3+、 Cd3+、Hg2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+等。 （2）给水处理中去除钙，镁硬度。 （3）某些非金属元素：如S2-、F-、磷等。
SMmNn
mn
LM m N n mm nn
分级沉淀：
当溶液中有多种离子都能与同一种离子生成沉淀 时，可通过溶度积原理来判断生成沉淀的顺序称为 分级沉淀。
如：溶液中同时存在Ba2+、 离子首先发生沉淀析出？
CrO42-、
SO42-,何种
Ba2+ + SO42- == BaSO4↓ LBaSO4 = 1.1×10-10 Ba2+ + CrO42- == BaCrO4↓ LBaCrO4= 2.3×10-10
根据以上五式，可以标绘出如图8-2所示的五条直线。这些直线 分别表示出饱和溶液中各种溶解性化合态的浓度，超过这些浓度时就 会发生沉淀，因此，它们也就是各种溶解化合态转入沉淀状态的分界 线。
综合这些直线可以得到如图包围着阴影区域的一条折线，它近似 地代表饱和溶液中各种溶解化合态浓度的总和，也就是金属溶解物的 饱和浓度c0，因此这条综合线也就是金属溶解和沉淀两种状态的分界 线，它所包围的阴影区域就是发生固体沉淀物的区域。这种图可称为 溶解区域图，纵坐标同时也表示溶解物总量。在某一pH值，总量超过 分界线时就会发生氢氧化物沉淀。
显然，锌的各种羟基络合物在溶液中存在的数量和比例都直接与溶液
pH值有关。根据以上各平衡关系可以进行综合计算如下：
-log[Zn2+]=2pH+pKsp-2pKw=2pH-10.85 -log[ZnOH+]=pH+PKs1-PKw=pH-2.55 -log[Zn（OH）2（aq）]=pKs2=7.02 -log[Zn（OH）3-]=-pH+pKs3+pKw=-pH+16.92 -log[Zn（OH）42-]=-2pH+pKs4+2pKw=-2pH+29.66
（4）某些有机污染物
化学沉淀法工艺过程
（1）投加化学沉淀剂，生成难溶的化学物质，使污 染物沉淀析出。投药，反应，沉淀析出
（2）通过凝聚、沉降、浮选、过滤、离心、吸附 等方法，进行固液分离。
（3）泥渣的处理和回收利用。
一、基本原理
原理－根据化学沉淀的必要条件，一定温度下，难溶盐 MmNn在饱和溶液下，沉淀和溶解反应如下。
图8-2 饱和溶液中锌各种溶解性化合态的浓度
氢氧化物沉淀法的影响因素
pH 沉淀剂种类 沉淀方式
氢氧化物沉淀法 应用实例

（1）如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，一般pH值 应为9.5～12.5。当pH=8时，残留浓度为1mg/L； 当pH值升至10或11时，残留浓度分别降至0.1和 0.00075mg/L；如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉 降，则可改进出水水质。
代入上式
[M n ] LM (OH )n (KH2O [H ])n
将上式取对数 lg[ M n ] lg L n lg KH2O n lg[ H ]
PL nPKH2O nPH
x nPH
将重金属离子的溶解度与PH值关系绘成曲线，从曲线 中可以得到，重金属离子的浓度值。
反应温度60～80°C ,时间20min ,比较合适。
加热充氧的方式有二： (1)一种是对全部废水加热充氧; (2)另一种是先充氧，然后将组成调整好了的氢氧化物沉淀 分离出来，再对沉淀物加热。
(4)固液分离 沉降过滤、浮上分离、离心分离和磁力分离。 由于铁氧体的比重较大(4.4～5.3)，采用沉降过滤和
logKs1=-11.45
Ks2=［Zn（OH）2（aq）］=9.8×10-8
logKs2=-7.02
Ks3=［Zn（OH）3-］/［OH-］=1.2×10-3
logKs3=-2.92
Ks4=［Zn（OH）42-］/［OH-］2=2.19×10-2 logKs4=-1.66
络合平衡：
K1=[ZnOH+]/[Zn2+][OH-]=5×105 logK1=5.70 K2=[Zn（OH）2（aq）]/[ZnOH+][OH-]=2.7×104 logK2=4.43 K3=[Zn（OH）3-]/[Zn（OH）2（aq）][OH-]=1.26×104 logK3=4.10 K4=[Zn（OH）42-]/[Zn（OH）3-][OH-]=1.82×10 logK4=1.26 Kw=[H+][OH-]=1×10-14 logKw=-14.00 实际上，Ks1、Ks2、Ks3、Ks4的数值分别由以下公式算得： Ks1=KspK1，Ks2=Ks1K2，Ks3=Ks2K3，Ks4=Ks3K4。
难溶盐的溶度积常数均可在化学手册中查到。
LMmNn=[Mn+]m•[Nm-]n=k•[MmNn]=常数
根据溶度积原理，可以判断溶液中是否有沉淀产生：
A 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n < LMmNn时， 溶液未饱和，全溶，无沉淀。
B 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n = LMmNn时， 溶液正好饱和，无沉淀。
Zn2++OH-
ZnOH+
ZnOH++OHZn（OH）2（aq）+OHZn（OH）3-+OH-
Zn（OH）2（aq） Zn（OH）3Zn（OH）42-Leabharlann 水电离平衡：H2O
H++OH-
上述反应的平衡关系为：
溶解平衡
Ksp=［Zn2+］［OH-］2=7.1×10-18
logKsp=-17.15
Ks1=［ZnOH+］［OH-］=3.55×10-12
离心分离都能获得较好的分离效果。
(5)沉渣处理
1)若废水的成分单纯、浓度稳定，则其沉渣可作铁诊氧磁体的 原料，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂质；
2)供制耐蚀瓷器； 3)暂时堆置贮存。
4.氧体沉淀法处理废水应用举例
mM n nN m MmNn
m、n－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LMmNn
LMmNn [M n ]m [N m ]n
溶度积常数 LMmNn=[Mn+]m•[Nm-]n=k•[MmNn]=常
数
其中 [Mn+]—表示金属阳离子摩尔浓度（mol/L） [Nm-]—表示阴离子摩尔浓度（mol/L）
B----二价金属，如Fe、Mg、Zn、Mn、Co、Ni、Ca等； Ａ----三价金属，如Fe、Al、Cr、Mn、V、Co等。
磁铁矿（其主要成分为Fe3O4或FeO•Fe2O3）就是一种天然 的尖晶石型铁氧体。
2. 铁氧体沉淀法定义 废水中各种金属离子形成不溶性的铁氧体晶粒而沉淀析出
的方法叫做铁氧体沉淀法。 3 铁氧体沉淀法的工艺流程
沉淀呈墨绿色, 金属离子已基本沉淀完全。 调整pH值时不可采用石灰，原因是它的溶解度小和杂质多，
(3)充氧加热,转化沉淀 调整二价和三价金属离子的比例，通常向废水中通入空气， 使部分Fe(Ⅱ)转化为Fe(Ⅲ)。此外，加热可促使反应进行、 氢氧化物 。
胶体破坏和脱水分解，使之逐渐转化为铁氧体： Fe(OH)3＝FeOOH十H2O FeOOH+Fe(OH)2＝FeOOH·Fe(OH)2 FeOOH·Fe(OH)2+FeOOH＝FeO·Fe2O3+2H2O
判断分级沉淀的先后，不要单纯的通过溶度积常数（或溶解度）的