申请日2011.10.31
公开(公告)日2012.06.20
IPC分类号C02F101/20; C02F9/04
摘要
一种铟生产中含砷镉废水的处理方法，是在废水中加纯碱或氢氧化钠中和，当溶液的pH达到3～5时，加入5～10g/L废水处理过程中的含铁渣或中和渣作为晶种循环;至pH值为7.0～10.0时，静置5～8小时;过滤，得到含锌和大部分砷和镉的中和沉渣和中和滤液;再在中和液中先加入5～10g/L硫酸亚铁，同时加入氧化剂，直到出现大量红褐色沉淀为止，静置4～6小时;再次加入0.5～2g/L硫酸亚铁，当pH值低于6.0时，则补加纯碱，使pH值在6.0～9.0之间;静置6～12小时，过滤得到含铁渣和滤液。本发明中和时沉渣沉降速度快，含水分低;可缩短生产时间;又能充分利用含铁渣中的铁离子来除去砷。本发明脱除有害杂质效果好、没有废气污染，且操作简单、成本低廉。
权利要求书
1.一种铟生产中含砷镉废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
加碱中和沉淀锌及大部分砷和镉：
在搅拌下加纯碱或氢氧化钠中和，当溶液的pH达到3～5时，加入5～10g/L废水的含铁渣或中和渣作为晶种循环;至pH值为7.0～10.0时，静置5～8小时;过滤，得到含锌和大部分砷和镉的中和渣和中和滤液;
(2)加亚铁盐进一步除砷、镉;
在中和液中先加入5～10g/L硫酸亚铁，同时加入氧化剂，直到出现大量红褐色沉淀为止，静置4～6小时;再次加入0.5～2g/L硫酸亚铁，当pH值低于6.0时，则补加纯碱，使pH值在6.0～9.0之间;搅拌均匀，静置6～12小时，过滤得到含铁渣和滤液。
2.根据权利要求1所述的所述铟生产中含砷镉废水的处理方法，其特征在于，所述(1)步中的含铁渣是(2)步产生的沉淀的再利用。
3.根据权利要求1所述的所述铟生产中含砷镉废水的处理方法，其特征在于，所述第(2)步中的氧化剂是5-10mL/L双氧水或鼓入空气。
说明书
一种铟生产中含砷镉废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种铟生产中含砷镉废水处理方法。
背景技术
铟生产中的废水一般含有砷、镉、铅等有害杂质。目前，该种废水的处理方法主要有：石灰中和法和硫化钠处理法以及离子交换法。其中，石灰处理法存在如下不足，一是，产生的渣太多，渣中含有价金属的成分太低，不便于回收，丢弃，又污染环境。硫化钠处理法的不足之处为，在操作中产生剧毒的硫化氢气体，对环境造成新的废气，同时，产生的沉渣含水分较高、颗粒细小，沉降速度慢，导致澄清时间长。离子交换法处理操作相对繁琐，成本高，一般难以推广。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铟生产中含砷镉废水处理方法。以实现沉渣含水分低，沉降速度快，缩短生产时间;脱除有害杂质效果好、没有废气污染，且操作简单、成本低廉。
本发明的技术方案包括以下步骤：
(1)加碱中和沉淀锌及大部分砷和镉：
在搅拌下加纯碱或氢氧化钠中和，当溶液的pH达到3～5时，加入5～10g/L废水的含铁渣或中和渣作为晶种循环;至pH值为7.0～10.0时，静置5～8小时;过滤，得到含锌和大部分砷和镉的中和渣和中和滤液;
主要化学反应为：
3ZnSO4+3Na2CO3+3H2O =ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O↓+3Na2SO4+2CO2↑
ZnSO4+Na2CO3 =ZnCO3↓+3Na2SO4
ZnSO4+2NaOH =Zn(OH)↓+Na2SO4
CdSO4+Na2CO3 =CdCO3↓+Na2SO4
CdSO4+2NaOH =Cd(OH)↓+Na2SO4
Fe2(SO4)3+3H2O =Fe(OH)3↓+H2SO4
Fe(OH)3+AsO3-3=FeAsO3+3OH-
Fe(OH)3+AsO4-3=FeAsO4+3OH-
H2SO4+Na2CO3 =CO2↑+H2O+Na2SO4
(2)加亚铁盐进一步除砷、镉：
在中和液中先加入5～10g/L硫酸亚铁，同时加入氧化剂，直到出现大量红褐色沉淀为止，静置4～6小时;再次加入0.5～2g/L硫酸亚铁，当pH值低于6.0时，则补加纯碱，使pH值在6.0～9.0之间;搅拌均匀，静置6～12小时，过滤得到含铁渣和滤液。
所述(1)步中的含铁渣是(2)步产生的沉淀的再利用，中和渣为(1)步产生的。
所述第(2)步中的氧化剂是5-10mL/L双氧水或鼓入空气。
本发明与现有技术比较，具有以下优点;(1)在用纯碱或氢氧化钠中和同;样加入含铁渣或中和渣作为晶种循环，使形成的中和沉渣沉降速度快，含水分低;一般比没有加入晶种的水分要低5%以上;可缩短生产时间;同时充分利用含铁渣中的铁离子来除去砷。中和渣中的锌含量为25%以上，可以作为回收锌的原料，砷和镉可除去绝大部分;而且不会产生新的污染;如果用碳铵中和，则会产生大量的氨气，恶化操作环境;且溶液中的铵离子会与镉离子形成镉氨络离子，不利于进一步除去镉离子;(2)加亚铁盐进一步除砷、镉，同时加入氧化剂，在氧化过程中慢慢形成三价铁离子，三价铁离子与砷、镉缓慢生成共沉淀物。因为三价铁除砷较二价铁的效果好，但是如果直接加入三价铁离子，会有部分氢氧化铁沉淀，除砷效果变得差些。(3)氧化二价铁离子的氧化剂用双氧水或鼓入空气，不会引入其它离子，能使处理后的水返回生产系统回用;如果加入其它氧化剂，则会引入其它离子，对回用产生影响;(4)处理后的清液无色、无气味、其中金属离子的含量为：Zn≤2mg/L、As≤0.5 mg/L、Cd≤0.08 mg/L、Cu≤0.5 mg/L、Pb≤1.0 mg/L，pH6-9;可以返回系统使用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明不作进一步说明：
对比实施例1
(1)在3L烧杯中加入1L铟生产过程中的废水(含Zn:19.26g/L、Cd:1.05g/L、As:0.36g/L、Cu:0.05g/L、Pb:0.05g/L、硫酸:39g/L)在室温搅拌下慢慢加入纯碱中和，当pH值为7.0时，停止加入纯碱并静置8小时后过滤，得中和干渣重67.3g(成分为：Zn:28.40%、Cd:1.56%、As:0.53%，水分55.69%)，滤液0.9L。(2)在滤液中慢慢分别加入硫酸亚铁4.5g和双氧水9mL，搅拌均匀静置4小时后再加入硫酸亚铁0.5g，此时pH值为5.5，补加纯碱调节pH值为6.5，搅拌均匀静置6小时，滤过得含铁滤渣，待用，滤液0.8L，滤液结果为：Zn:0.45mg/L、Cd:0.035mg/L、As:0.12mg/L、Cu:0.45mg/L、Pb:0.78mg/L、pH6.5，外观：无色、无味、透明似水。中和时未加晶种，中和渣中的水分为55.69%。
本实施例中，在废水中和阶段时没有加入晶种，所以中和渣中的水分含量偏高，为55.69%。
实施例2
在10L的搅拌槽中加入5L铟生产过程中的废水(含Zn:20.56g/L、Cd:1.86g/L、As:0.45g/L、Cu:0.07g/L、Pb:0.02g/L、硫酸:40g/L)在室温搅拌下慢慢加入氢氧化钠，当溶液的pH为3时，加入实施例1中的中和渣30g(以干基计)，继续加入氢氧化钠到pH值为8.0;静置6小时后过滤，得中和干渣重388.0g(成分为：Zn:28.49%、Cd:2.60%、As:0.63%，水分49.15%)，滤液4.5L。在滤液中慢慢分别加入硫酸亚铁45g并鼓入空气到出现大量红褐色沉淀时，静置4小时后再加入硫酸亚铁3.2g，搅拌均匀，静置8小时，滤过得含铁滤渣50g，待用，滤液4.1L，滤液结果为：Zn:0.81mg/L、Cd:0.056mg/L、As:0.08mg/L、Cu:0.15mg/L、Pb:0.78mg/L、pH6.5，外观：无色、无味、透明似水。中和时加晶种，中和渣中的水分为49.15%。比实施例1低6.5%。且中和渣沉降速度快。
实施例3
在15L的搅拌槽中加入10L铟生产过程中的废水(含Zn:34.69g/L、Cd:1.74g/L、As:0.25g/L、Cu:0.02g/L、Pb:0.015g/L、硫酸:26g/L)在室温搅拌下慢慢加入纯碱，当溶液的pH为5时，加入实施例2中的含铁渣50g和50g中和渣(以干基计)，继续加入纯碱，测pH值为9.0时停止加入纯碱，静置8小时后过滤，得中和干渣重1244g(成分为：Zn:28.31%、Cd:1.52%、As:0.22%，水分58.45%)，滤液9L。在滤液中慢慢分别加入硫酸亚铁72g和双氧化水45mL，搅匀静置5小时后再加入硫酸亚铁9g，搅拌均匀静置8小时，滤过得80.0g含铁滤渣，待用，滤液8.7L，滤液结果为：Zn:0.89mg/L、Cd:0.025mg/L、As:0.15mg/L、Cu:0.35mg/L、Pb:0.88mg/L、pH8.0，外观：无色、无味、透明似水。中和时加晶种，中和渣中的水分为47.45%。
实施例4
在30L的搅拌槽中加入20L铟生产过程中的废水(含Zn:29.45g/L、Cd:1.05g/L、As:0.34g/L、Cu:0.05g/L、Pb:0.03g/L、硫酸:27g/L)在室温搅拌下慢慢加入纯碱，当溶液的pH为4时，加入实施例3中80g含铁滤渣和100g中和渣(以干基计)，继续加入纯碱，测pH值为10.0时停止加入纯碱，静置6小时后过滤，得中和干渣重2197g(成分为：Zn:27.48%、Cd:1.05%、As:0.34%，水分47.59%)，滤液18L。在滤液中慢慢分别加入硫酸亚铁108g并鼓入空气到出现大量红褐色沉淀时，静置6小时后再加入硫酸亚铁27g，搅拌均匀静置8小时，滤过,得110g含铁滤渣，待用，滤液17.8L，滤液结果为：Zn:0.69mg/L、Cd:0.01mg/L、As:0.05mg/L、Cu:0.28mg/L、Pb:0.78mg/L、pH8.5，外观：无色、无味、透明似水。中和时加晶种，中和渣中的水分为47.59%。
实施例5
在15L的搅拌槽中加入10L铟生产过程中的废水(含Zn:34.69g/L、Cd:1.74g/L、As:0.25g/L、Cu:0.02g/L、Pb:0.015g/L、硫酸:26g/L)在室温搅拌下慢慢加入纯碱，当溶液的pH为5时，加入实施例4中100g含铁滤渣，继续加入纯碱，测pH值为9.5时停止加入纯碱，静置5小时后过滤，得中和干渣重1332.3g(成分为：Zn:27.54%、Cd:1.41%、As:0.20%，水分46.89%)，滤液8.9L。在滤液中慢慢分别加入硫酸亚铁62.3g和双氧化水72mL，搅匀静置6小时后再加入硫酸亚铁17.8g，搅拌均匀静置12小时，滤过得80g含铁滤渣，待用，滤液8.7L，滤液结果为：Zn:0.89mg/L、Cd:0.033mg/L、As:0.15mg/L、Cu:0.45mg/L、Pb:0.78mg/L、pH7.5，外观：无色、无味、透明似水。中和时加晶种，中和渣中的水分为46.89%。
实施例6
在30L的搅拌槽中加入20L铟生产过程中的废水(含Zn:29.45g/L、Cd:1.05g/L、As:0.34g/L、Cu:0.05g/L、Pb:0.03g/L、硫酸:27g/L)在室温搅拌下慢慢加入纯碱，当溶液的pH为4时，加入实施例5中80g含铁滤渣和50g中和渣(以干基计)，继续加入纯碱，测pH值为8.5时停止加入纯碱，静置12小时后过滤，得中和干渣重2099g(成分为：Zn:28.35%、Cd:1.05%、As:0.34%，水分54.78%)，滤液18.1L。在滤液中慢慢分别加入硫酸亚铁108g并鼓入空气到出现大量红褐色沉淀时，静置6小时后再加入硫酸亚铁12.7g，搅拌均匀静置10小时，滤过得120g含铁滤渣，滤液17.5L，滤液结果为： Zn:0.45mg/L、Cd:0.045mg/L、As:0.28mg/L、Cu:0.34mg/L、Pb:0.88mg/L、pH7.0，外观：无色、无味、透明似水。