第12卷第2期 2012年4月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
Vol.12 No.2 Apr.2012
石灰乳中和模拟酸性废水形成的二水硫酸钙的晶粒形貌与粒度分布
邓立聪12，张亦飞‘，陈芳芳，张
(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，避法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京100190
2.中医科学院研究生院，北京100049)
摘要：实验研究了各工艺参数及废水Mg*与Fe*主要杂质离子对石灰乳中和模拟酸性废水形成的二水硫酸钙晶体形貌与大小的影响.结果表明，反应温度是土要影响因素，当其从25℃提高至70℃时，硫酸钙品体形貌从片状和针状向棒状转变：而搅拌转速、石灰乳浓度、石灰乳加入速度对结晶过程的影响较不明显，废水中Mg和Fe离子对硫酸钙晶体生长有抑制作用，浓度越大，抑制作用越强，Mg浓度达1945mg/L时晶体由片状转变为棒状，石灰乳二
段中和模拟工业酸性重金属废水，得到团聚的针状硫酸钙品体，度水达标排放。关键词：反应结晶；硫酸废水；石灰乳；二水硫酸钙
中图分类号：X703.1 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009606X(2012)020259-06
于磷酸、柠橡酸工业硫酸钙的应用，如Sargut等[16]研究
我国酸性重金属废水污染严重，电镀、冶炼、矿山开采过程中均产生大量酸性重金属废水，其中，采矿、冶炼过程中金属硫化物氧化产生的金属硫酸废水排放量最大，我国矿山废水年排放量约为全国工业废水排放总量的10%)，有色冶炼排放废水占T业废水排放量的 70%以上2)，目前报道的酸性重金属废水处理方法有化学沉淀(3-5]、物理化学[6-9]、电化学[10]等多种，虽然物理化学和电化学方法处理效果好，但因治理成本限制，应用较少：而中和沉淀法工艺简单，处理成本低，应用最广泛，但传统的中和沉淀法产生大量钙，其过滤性能差，沉清中金属离子易产生二次污染，有效利用难度大国外研究者[]开发高浓度泥浆法处理重金属废水工艺，通过底泥循环回流能有效降低污泥含水率，但对石灰中和酸性废水过程缺乏详细研究，对污泥过滤性能影响较大的硫酸钙品体粒度和形貌缺少深入探讨。而在磷酸工业中，硫酸钙反应结品过程已有广泛研究2)，控制操作条件，制备具有一定形貌和粒度的石膏，能提高过滤性能，降低生产成本，产品作为建筑石膏、粘结剂添加剂或土壤改良剂[3)，可实现资源化利用。
硫酸钙溶液结晶过程的研究较成熟，晶体生长机理、成核动力学研究较深入(14,15]，而在反应结晶体系尤其是酸性废水中和体系中研究较少，已有研究主要集中
了pH值3、温度65℃条件下，不同浓度柠檬酸和Cr+ 离子对石灰乳及硫酸反应结晶过程的影响，高浓度柠橡酸和Cr会改变硫酸钙晶体形貌：Bard等考察了石灰石悬浮液与硫酸反应结晶过程中温度、搅拌速度、进料速度、初始反应体系浓度对硫酸钙形貌和结构的影响，温度升高，晶体平均粒径增人，晶体从样状向片状转变： Gominsek等[18]对石灰乳与废硫酸在MSMPR结晶器中的反应过程进行了研究，控制pH<3.0，温度及初始 Ca(OH)2浓度对晶体形貌及平均粒径影响最人.本工作系统地研究了石灰乳中和硫酸及硫龄金属溶波过程中各工艺参数及主要金属离子杂质对结晶过程，特别是 CaSO4-2H,O晶体形貌与粒径的影响，并探讨石灰乳二段中和含多种重金属酸性废水实验过程
实验 2
2.1原料与试剂
实验所用主要试剂为硫酸、硫酸铁、硫酸铝、硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸镉、氯化镍、氯化钴，均为分析纯。含Mg*和Fe*离子的硫酸溶液由分析纯硫酸、硫酸镁、硫酸铁试剂按一定比例配制，用去离子水稀释而成.模拟工业酸性金属废水根据某黄金冶炼工厂酸性重金属废水组成配制而成，数据见表1，溶液 pH值为1.8.
表1模拟工业酸性废水的组成(pH=1.8)
Metal kon
Concentration (x10@)
Table 1Composition of the simulated industrial acidic wastewater (pH=1.8)
ce
cu
A
Mg
NP
Co*
Fe'
Zn**
2000
3.000
1000
1000
40
40
40
100
Mn 100
收精日期：2012-03-12，修回日期：2012-04-05
基金项目：国家高技术研究发展计划(863)基全资助项目(编号：2011AA060701)：国家水体污染控制与治理科技重大专项基金资助项目
(编号：2009ZX07529-005)
邓立聪(1988-)，女，湖南省娄底市人，硕士研究生，环境工程专业，E-mail:ledengi)maitLipe.ac.cn：张亦飞，通讯联系人，
作者简介：）
E-mail: yfzhang@home.ipe.ac.cm 万方数据
so. 20.000