酸性废水用轻烧镁粉沉锌的研究

谢基添

（广西银亿新材料有限公司，广西玉林 537624）

摘要：水处理车间曝气工段处理来自各车间的酸性废水目前使用液碱沉锌^[1]，由于酸性废水酸度高，且锌离子含量较高，沉锌液碱消耗量大。液碱成本价格高，为了减少沉锌生产成本，本研究采用轻烧镁粉代替液碱进行沉锌，轻烧镁粉量为H⁺和Zn²⁺含量的1.3倍，反应温度40℃，反应时间8小时，滤液中锌含量小于0.06g/L,渣计锌沉淀率高于99.19%。

关键词：轻烧镁粉沉锌；渣计锌沉淀率

The research of zinc precipitation with light burned magnesia powder in acidic wastewater

Ji Tian-Xie

(Guangxi Yinyi New Material Co., Ltd yulin 537624，China)

Abstract：The aeration section of the water treatment workshop treats the acidic wastewater from each workshop. At present, liquid alkali is used for zinc precipitation. Due to the high acidity and high zinc ion content of acidic wastewater, the consumption of liquid alkali for zinc precipitation is large. The cost and price of liquid alkali is high. In order to reduce the production cost of zinc precipitation, this study uses light burned magnesium powder to replace liquid alkali for zinc precipitation. The amount of light burned magnesium powder is 1.3 times the content of H + and Zn2 +, the reaction temperature is 40 ℃, the reaction time is 8 hours, the zinc content in the filtrate is less than 0.06g/l, and the slag precipitation rate of zinc is higher than 99.19%.

Keywors：Zinc precipitation with light burned magnesia powder; Zinc precipitation rate of slag meter

针对酸性废水用轻烧镁粉沉锌的研究，由于酸性废水的主要成分为Mn、Zn离子，在沉锌加入轻烧镁粉的过程中要注意观察溶液的pH值以及浆体颜色的变化，防止因pH值过高导致Mn离子也沉淀下来，从而实现锌、锰的分离。

1 实验研究

1.1 试验材料

本研究中，主要原料为水处理曝气车间酸性废水，其主要组成成分如表1所示。pH调节剂为轻烧镁粉，实验的主要设备为水浴锅、搅拌器、pH计等。

表1：酸性废水成分/g/L

1.2 试验原理

（1）金属离子沉淀pH值

不同浓度的金属离子沉淀时所需要达到的pH值各不相同，各金属离子沉淀时pH值如下图1。

图 1：金属离子沉淀pH值表格

由图可见，锌离子浓度为0.1g/L时，其沉淀pH值为6.04，锰离子浓度为0.1g/L时，其沉淀pH值为8.01。因此可以通过加入轻烧镁粉控制溶液的pH值来优先沉锌达到锌锰分离的目的。

在生产实际操作过程中，由于酸性废水酸含量较高，加入轻烧镁粉后先中和酸，随着pH值上升，达到锌离子沉淀pH值后锌开始沉淀，在这过程中由于加入轻烧镁粉容易造成局部过碱，因此有极少部分的锰也沉淀下来。

（2）酸性废水各离子沉淀

水处理车间酸性废水中主要含有镍、钴、锰、锌等金属离子，在溶液中以离子形式存在，若用轻烧镁粉调节溶液的pH值至6.5～7.5，则溶液中的锌离子便以沉淀的形式形成氢氧化锌。在这过程中，由于局部过碱pH值升高，镍、钴、锰也少部分沉淀下来，其反应方程式如下：

MgO +2H⁺→Mg²⁺+H₂O

Me²⁺+ MgO + H₂O→Me(OH)₂↓+ Mg²⁺（Me=Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺）

Me²⁺+2OH^-→ Me(OH) ₂↓（Me=Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺）

1.2 试验方法

利用实验室现有设备条件，分别量取1L酸性废水置于2L的烧杯中，水浴锅升温至40℃，慢慢加入浆化好的H⁺和Zn²⁺不同倍数的轻烧镁粉，反应8小时结束实验，浆体抽滤，滤液待用；反应结束后测量浆体pH值，抽滤时记下过滤压力、时间，滤液量体积和pH值，并送样检测；沉锌滤渣洗涤后烘干称重，磨碎后送样分析所要求元素含量。本研究按H⁺和Zn²⁺含量1.1～1.3倍数加入轻烧镁粉，主要考察轻烧镁粉加入量、浆体pH值等因素对沉锌效果的影响。

2 试验结果和讨论

（1）轻烧镁粉加入量、终点浆体pH值对沉锌效果的影响

在40℃条件下在酸性废水中加入H⁺和Zn²⁺含量不同倍数的轻烧镁粉，反应8h后过滤取滤液和烘干后滤渣进行取样分析，实验数据见下表2。

表2：滤液分析结果/g/L

注：表2中试验4、5为相同反应条件的两组平行试验。

表3：滤渣分析结果/%

由表2可知，滤液中Zn含量随轻烧镁粉加入量的增加而减少，渣计锌沉淀率则随轻烧镁粉加入量的增加而增加。当轻烧镁粉加入量为H⁺和Zn²⁺含量的1.2倍时，滤液中Zn含量为0.72g/L,此时渣计锌沉淀率为85.29%；当轻烧镁粉加入量为H⁺和Zn²⁺含量的1.3倍，此时终点pH值分别为7.52、7.69，滤液中Zn含量分别为0.06g/L、0.036g/L,此时渣计锌沉淀率分别为99.19%、99.51%。

由表3可知，滤渣Zn含量随轻烧镁粉加入倍数的增加而增加，此时锰的含量也随之增加。为达到沉锌效果且避免更多的锰沉到锌渣中，综合考虑，轻烧镁粉沉锌最佳工艺条件为反应温度40℃、反应时间8h、轻烧镁粉加入量为H⁺和Zn²⁺含量的1.3倍。

3 结语

酸性废水采用轻烧镁粉沉锌，按理论H⁺和Zn²⁺需要量的1.3倍来控制轻烧镁粉量，控制反应温度40℃，反应时间8h滤液中锌含量小于0.06g/L,渣计锌沉淀率高于99.19%。

参考文献

[1]李莹．化学沉淀法处理含锌废水的工艺研究．中国科技纵横．2015年第06期