铁氧体沉淀法

铁氧体沉淀法化学术语01类型工艺流程工艺应用工艺分类工艺优缺点目录03050204基本信息铁氧体（Ferrite）是指一类具有一定晶体结构的复合氧化物，它具有高的导磁率和高的电阻率（其电阻比铜大10～10倍），是一种重要的磁性介质。其制造过程和机械性能颇类似陶瓷品，因而也叫磁性瓷。跟陶瓷质一样，铁氧体不溶于酸、碱、盐溶液，也不溶于水。铁氧体的磁性强弱及其他特性，与其化学组成和晶体结构有关。类型类型铁氧体的晶格类型有七种，其中尖晶石型铁氧体最为人们所熟悉。因为尖晶石型铁氧体的制备原料易得，方法成熟，进入晶体晶格中的重金属离子种类多，形成的共沉淀物的化学性质稳定，表面活性大，吸附性能好，粒度均匀，磁性强，所以用铁氧体工艺处理含重金属污水时，多以生成尖晶石结构的铁氧化为主。尖晶石型铁氧体的化学组成一般可用通式BO·A2O3表示。其中B代表二价金属，如Fe、Mg、Zn、Mn、Co、Ni、Ca、Cu、Hg、Bi、Sn等，A代表三价金属，如Fe、Al、Cr、Mn、V、Co、Bi及Ga、As等。许多铁氧体中的A或B可能更复杂一些，如分别由两种金属组成，其通式为（BxB1-x）O·（AyA1-y）2O3。铁氧体有天然矿物和人造产品两大类，磁铁矿（其主要成本为Fe3O4或FeO·Fe2O3）就是一种天然的尖晶石型铁氧体。工艺分类氧化法中和法工艺分类中和法中和法是先将Fe和铁盐溶液混合，在一定条件下用碱中和直接形成尖晶石型铁氧体。氧化法氧化法是将亚铁离子和其他可溶性重金属离子溶液混合，在一定条件下用空气（或其他方法）部分氧化Fe，从而形成尖晶石型铁氧体。例如用铁氧体法处理含铬废水时，就是采用氧化铁氧体法。在含铬废水中加入过量的硫酸亚铁溶液，使其中的正6价铬和亚铁离子发生氧化还原反应，Cr被还原为Cr，而亚铁离子则被氧化为Fe，调节溶液pH值，使Cr、Fe和Fe转化为氢氧化物沉淀，然后加入H2O2，再使部分Fe氧化为Fe，组成类似Fe3O4·xH2O的磁性氧化物，这种氧化物即为铁氧体，其组成也可写成FeFe[FeO4]·xH2O，其中部分Fe可被Cr代替，因此可使铬成为铁氧体的组分而沉淀出来。工艺流程工艺流程铁氧体法处理重金属废水工艺是指向废水中投加铁盐，通过工艺条件的控制，使废水中的各种金属离子形成不溶性的铁氧体晶粒，再采用固液分离手段，达到去除重金属离子目的的方法叫铁氧体沉淀法。在铁氧体工艺过程澡也往往伴随着氧化还原反应，其工艺过程包括投加亚铁盐、调整pH值、充氧加热、固液分离、沉渣处理等五个环节。①配料反应为了形成铁氧体，通常要有足量的Fe和Fe。重金属废水中，一般或多或少地含有铁离子，但大多数满足不了生成铁氧体的要求，通常要额外补加铁离子，如投加硫酸亚铁和氯化亚铁等。投加二价铁离子的作用有三：a.补充Fe；b.通过氧化，补充Fe；c.如废水中有六价铬，则Fe能将其还原为Cr。作为形成铁氧体的原料之一；同时，Fe被六价铬氧化成Fe，可作为三价金属离子的一部分加以利用。通常，可根据废水中重金属离子的种类及数量，确定硫酸亚铁的投加量。如在含铬废水形成的铬铁氧体中，Fe与“Fe+Cr”之摩尔比为1：2；而在还原六价铬时Fe的耗量为3mol/mol（Cr）。因此，1mol的Cr所需的FeSO4为5mol（理论量）。亚铁盐的实际投量稍大于理论量，约为理论量的1.15倍。②加碱共沉淀根据金属离子的种类不同，用氢氧化钠调整pH值至8~9。工艺优缺点工艺优缺点铁氧体沉淀法具有如下优点：①能一次脱除废水中的多种金属离子，出水水质好，能达到排放标准；②设备简单、操作方便；③硫酸亚铁的投量范围大，对水质的适应性强；④沉渣易分离、易处置，对其综合利用不仅具有社会效益还有经济效益。铁氧体工艺沉渣可用于制造电视机偏转磁芯材料、硫流体、CO中温变化催化剂、导磁体、磁性标志物、电磁波吸收材料等。该法存在的缺点是：①不能单独回收有用金属；②需消耗相当多的硫酸亚铁、一定数量的苛性钠及热能，且处理时间较长，使处理成本较高；③出水中的硫酸盐含量高。工艺应用工艺应用自铁氧体法处理重金属污水工艺问世后，国内外用该法对多种实际水体进行了处理研究，处理的重金属种类几乎覆盖全部重金属，去除程度因实际水体及工艺操作情况不同变化较大，含单一重金属污水处理后可达到各国污水排放标准，而多种重金属离子共存水体，所确定的工艺参数对各种重金属铁氧体的生成条件下具普遍性，使处理程度有别，个别离子可能达不到污水排放标准。实际污水处理，考虑到各种物质的干扰，或其他物质的排放控制，需对污水进行前后处理，如有机物的氧化加热分解，泥沙柴草的去除等，对铁氧体工艺处理后的排放水进行铁氧体的固液分离方式有过滤、磁分离、离心、自然沉淀等。铁氧体工艺倾向于与其他污水处理工艺相结合，互相取长补短，构成新的工艺，使重金属污水处理更趋完善，如GT(GalvanicTreatment)-铁氧体法、电解-铁氧体法、铁氧体-HGMS（Highgradientmagnaticseparation