酸洗廢水和鋅灰中如何回收硫化鋅

摘要：從熱鍍鋅廠(chǎng)的酸洗廢水和鋅灰中回收硫化鋅，采用X射線(xiàn)能譜儀（EDS），X射線(xiàn)衍射儀（XRD），傅里葉紅外光譜儀（FTIR）和場(chǎng)發(fā)射透射電鏡（FETEM）表征樣品ZnS性質(zhì)，電感耦合等離子發(fā)射體（ICP-OES）分析上清液性質(zhì)，并研究該反應動(dòng)力學(xué)過(guò)程。EDS和ICP分析表明，樣品ZnS純度達到85.45%，其上清液含有高濃度鐵，含量為2 g/L，可用于制備復合亞鐵絮凝劑，而其他重金屬離子濃度均低于電鍍廢水排放標準。 XRD分析表明，樣品ZnS是立方晶型，調節pH和采用滴加方式能有效改善樣品ZnS的晶型。采用Scherrer公式計算晶體粒徑，結果表明，晶粒大小在3~6 nm之間。FTIR分析表明，樣品ZnS呈現良好的紅外透明性，且溫度、pH和滴加方式對樣品的紅外透光性基本沒(méi)有影響。FETEM結合XRD圖表明，該納米晶呈片狀，近似為球形，呈多層疊加，分散性不明顯，有團聚現象。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗表明，逆一級動(dòng)力學(xué)方程適合描述硫化沉淀的反應動(dòng)力學(xué)過(guò)程，活化能為39.04 kJ/mol，沉淀過(guò)程受化學(xué)反應和擴散聯(lián)合控制。

熱鍍鋅酸洗廢水中不僅含有酸，還含有一些重金屬離子，同時(shí)熱鍍鋅產(chǎn)生大量的鋅灰，含氧化鋅、顆粒鋅及多種其他重金屬，如對二者不加以處理將對環(huán)境造成重大污染，也造成資源的損失。近年來(lái)對二者的污染問(wèn)題及其資源化利用越來(lái)越受到國內外關(guān)注。

目前國內外治理酸洗廢水常用方法包括中和沉淀法、蒸發(fā)濃縮法、浮選法、鐵氧體法、離子交換法、吸附法、電解法、溶劑萃取法、微生物法、膜分離法、電去離子技術(shù)(EDI)等)。中和沉淀法應用最為廣泛，可去除大部分重金屬使廢水得以達標排放，但無(wú)選擇性造成有價(jià)金屬的損失，且產(chǎn)生污泥量大，含有大量水分、重金屬和一些復雜的有機物；吸附法和離子交換法操作管理復雜；蒸發(fā)濃縮法和電解法能耗大；膜處理法投資高，膜易污染堵塞；微生物法分離提純操作繁雜，菌種流失嚴重。我國對鋅灰的處理方法包括蒸餾法、熔析熔煉法、鋁法、真空蒸餾法、濕法再生工藝等，其中最常見(jiàn)的主要有酸浸法和氨浸法，具有適用范圍廣、易操作、凈化除雜容易、種類(lèi)多、投資少等優(yōu)點(diǎn)，為金屬資源化提供依據。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

近年來(lái)，硫化沉淀法已成為濕法冶金中凈化重金屬離子的一種重要方法，其溶度積小，去除重金屬離子比石灰中和法更徹底，產(chǎn)生的渣量更少，提供一種通過(guò)控制PH和PS選擇性分離并回收金屬的新思路，實(shí)現了廢物的無(wú)害化和資源化。而其他基于單純無(wú)害化角度的水處理方法一般需投加大量的化學(xué)藥劑，運行費用高，且通常會(huì )產(chǎn)生大量污泥屬于危險廢物，需進(jìn)一步處理處置，經(jīng)濟性較差。

目前采用硫化沉淀法分離回收金屬并研究機理的報道在國外相對較多，而國內只是單純去除重金屬使水質(zhì)達標排放。國內外對實(shí)際酸性廢液的研究較少，鮮見(jiàn)對電鍍酸洗廢水的資源回收。因此，硫化沉淀法回收硫化鋅具有廣泛的發(fā)展前景。

本文基于25°下，PKSP(FES)=18.1，PKSP(ZnS)=24.7，二者的溶度積相差106，可以實(shí)現完全分離，采用硫化沉淀法資源回收鍍鋅酸洗廢水和鋅灰中鋅，制備較純的納米硫化鋅，利用EDS、XRD、FTIR和FETEM對其特性進(jìn)行表征，并研究該反應的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

1材料與方法

1.1酸洗廢水和鋅灰

酸洗廢水和鋅灰主要含有鋅和鐵，二者成分相似，可加以綜合處理和資源利用，具體見(jiàn)文獻。

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