第3章 废水的化学处理教程文件.ppt

第二节 化学沉淀 一、化学沉淀法概述 向废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物质发生化学反应，生成难溶的盐或氢氧化物而沉淀下来，这种方法称之为化学沉淀法。 化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。 根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡盐沉淀法等。 二、基本原理 水中的难溶盐（或难溶氢氧化物）的溶解性质服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐（或难溶氢氧化物）MmNn（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，计作记为LMmNn ： 上式对各种难溶盐都应成立。而当[Mn+]m[Nm-]n＞LMmNn时，溶液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合 LMmNn=[Mn+]m[Nm-]n时为止；如果[Mn+]m[Nm-]n＜LMmNn，溶液不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合LMmNn＝[Mn+]m[Nm-]n时为止，两者均是一种动态的平衡。 根据这种原理，去除废水中的金属阳离子Mn+或酸根阴离子Nm-。 例如向水中投加Nm-离子的某种化合物，使[ Mn+]m×[Nm-]n L，形成MmNn沉淀，从而降低废水中的Mn+离子浓度。 三、氢氧化物沉淀法 采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。因此用氢氧化物沉淀法去除重金属离子。 常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠等。 若以M(OH)n表示金属氢氧化物，则 M(OH)n=Mn++nOH- LM(OH)n=[ Mn+][OH-]n 三、氢氧化物沉淀法 氢氧化物沉淀与pH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的pH值有直接关系。 根据水的离子积KH2O=[H+][OH-]=1×10-14 则得到： pH=14－1/n(㏒[ Mn+]－㏒LM(OH)n) 用氢氧化物法分离废水中的重金属时，废水的pH值是操作的一个重要条件。 此外，有些金属如 Zn、Pb、Cr、Al等的氢氧化物为两性化合物，如pH值过高，它们会重新溶解。如： 氢氧化物沉淀法试验结果 两种以上金属离子共存时，采用氢氧化物沉淀法去除时往往分步进行，以便回收泥渣。P485应用 【例 8-1】298K时AgCl的溶解度是1.25×10-5 mol·L-1，求AgCl的溶度积。 解： ceq / mol·L-1 s s AgCl饱和溶液中 c(Ag+) = c(Cl- ) = s = 1.25×10-5 mol·L-1 Kspθ= c(Ag+) ×c (Cl-) = s2 = ( 1.25×10-5 )2=1.56×10-10 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl- (aq) 【例 8-2 】已知Ag2CrO4在室温时， Kspθ= 9.0×10-12，求室温时Ag2CrO4的溶解度。 室温时Ag2CrO4的溶解度为1.3×10-4 mol·L-1 ceq / mol·L-1 2s s Kspθ= (2s)2×s = 4( s /cθ)3 解：设Ag2CrO4的溶解度为s（相对浓度） Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO42- 【例8-3】 【例8-3】 取5 mL 0.002 mol·L-1的BaCl2溶液, 向此溶液中加入5 mL 0.02 mol·L-1的Na2SO4 溶液，问是否有BaSO4沉淀生成？ （已知：Kspθ= 1.08×10-10） 解：溶液等体积混合后 c(SO42-)= 0.01 mol·L-1； c(Ba2+)= 0.001 mol·L-1 因为Qi ＞Kspθ， 所以有BaSO4 沉淀生成。 BaSO4＝Ba2+＋SO42- Qi = [SO42-] [Ba2+] = 0.001×0.01= 1.0×10-5 例：在废水中若Fe3+和 Ni2+ 的浓度分别为 Fe3+ =0.1mol/L， Ni2+ =0.01mol/L。欲将 Fe3+回收而不带入 Ni2+杂质，应加入沉淀剂 NaOH 为