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石英砂酸或盐的化学处理及废水处理要点

作者: 来源: 日期:2021/9/15 9:59:15 人气: 标签:

氧化还原剂

一、硝酸及硝酸盐

硝酸为无机强酸,具有强氧化性。对某些还原性的矿物杂质,常规酸体系的作用有限,一些反应不会发生,一些在化学热力学上可行的反应在动力学上却表现为受到阻碍。这时若有强氧化剂的参与可以实现反应进行,大大加快反应速度。而且因为硝酸盐普遍有较高的溶解度,硝酸的加入防止了反应产物的沉淀。硝酸和其它酸体系的混合使用,适合处理含还原性矿物的石英砂。

硝酸盐在含酸体系中的作用,和硝酸类似。也有用硝酸盐来作为掺杂剂使用的。

 

硝酸和硝酸盐的废水处理,除了用碱中和,还需要采取措施降低废水中氨氮含量。

 

二、氯的高价态化合物

从+1价到+7价,分别为次氯酸、亚氯酸、氯酸和高氯酸。几者中高氯酸酸性最强,可见和氢氟酸搭配用于溶解石英测试硅含量的试验中。次氯酸酸性最弱,但氧化性最强,次氯酸和次氯酸盐更常见于石英砂处理和非金属矿漂白相关实验中。

 

此类化合物的废水处理,主要是用碱中和。

 

三、金属的高价化合物及其他

重铬酸及其钾盐、高锰酸及其钾盐、高铁酸及其盐、其他金属高价化合物、臭氧、双氧水和其他过氧化物等,都有用于石英砂处理的相关报道,一般和其他酸体系复配使用。

 

含金属化合物的水处理,要注意对应金属的含量不能超出国标规定。

 

四、还原剂

石英砂中氧化铁的含量较高时,在酸处理或其他条件下,加入还原剂,可将三价铁还原为二价铁,使其溶解度增大,更有利于杂质矿物的浸出。用于非金属矿物的除铁漂白中,常见的还原剂有连二硫酸钠(保险粉)、亚硫酸盐、硫代硫酸钠、绿矾等。

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有机化合物

一、草酸

二元有机强,本身酸性为中强酸,是有机酸中的强酸。草酸根有很强的配位作用,是有效的金属螯合剂。石英砂的除铁实验中,单独用草酸,或者草酸和超声波结合使用,或者草酸和其他酸体系配合使用,都能达到较好的除铁增白的效果。也有大量报道提及草酸用于高岭土等非金属矿的提纯漂白。而且草酸的用量不需要像传统无机酸如盐酸的用量那么大,只需要不超过5%即可达到最大酸洗效果。草酸根会和钙、镁离子结合生成溶解度很低的沉淀物,所以在处理碱土金属含量高的矿物时,草酸有一定的局限性。

 

草酸的废水,除了酸的影响,草酸根作为有机物的存在也会使水体的化学需氧量大幅增高。所以用石灰处理是比较优选的方案,除中和酸性,还可以将草酸沉淀大幅降低残余草酸根含量。

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 二、柠檬酸和柠檬酸钠

 柠檬酸属于三羧酸类化合物,是一种重要的有机酸。柠檬酸的酸性比草酸弱,但在有机酸中属于强酸。柠檬酸及其盐在酸性范围内就有较强的螯合能力,能够螯合大部分的三价和三价金属离子,合适的使用范围是pH=4~8。柠檬酸与铁离子形成的螯合物溶解度低,在水中会形成沉淀,为了增加其溶解度,加入适量铵盐生成柠檬酸单铵与铁离子和亚铁离子螯合形成溶解度较大的化合物。


 

柠檬酸和其他有机化合物的废水处理,最大的难点是化学需氧量的降低。大量有机物进入废水中,将导致化学需氧量飙升。而化学需氧量的降低,需要专业的设备和场地,如化学氧化池和生物氧化池,其资金投入量和处理难度远比酸碱中和的设施大。

 

三、EDTA(乙二胺四乙酸)及其钠盐

    EDTA及其钠盐是重要的络合剂,具有广泛的配位性能,几乎能和所有的金属离子形成稳定的螯合物。在偏中性和弱碱性的环境中使用,腐蚀能力较差,适用于对粘土矿物和薄膜氧化铁杂质的去除。

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四、其他络合剂

如醋酸、水杨酸、有机多元膦酸等,酸性比较弱,但络合能力突出,可作为络合剂使用。

 

本文列出的是在相关文献中出现过的化学物质,是否还有更优的解决方案用于石英砂的化学处理犹未可知。而且每一种物质都有相应的优缺点,通常是几种物质混合使用,以达到最优效果。多种物质之间的配合使用效果,以及药剂方案是否与处理目的相匹配,都是我们在处理石英砂时需要考虑的因素。希望大家都能因地制宜,用到最适合的药剂方案。


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