硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用研究

• 作 者: 何卓
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 硫铁矿废水 污泥 铁黑颜料 聚合硫酸铁 制备

硫铁矿废水系硫铁矿开采过程中或闭矿后产生的含铁量高、酸性强的天然废水,硫铁矿废水处理污泥系中和法处理硫铁矿废水产生的富铁污泥。硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用,不仅可以解决其污染问题,同时可充分利用其铁资源,具有重要的现实意义。本论文探索性地研究了以硫铁矿废水为原料制备纳米铁黑颜料、以硫铁矿废水及处理污泥为原料制备聚合硫酸铁工艺流程的可行性及最佳工艺条件。硫铁矿废水预处理除铝后作为二价铁源,添加一定量的氯化铁作为三价铁源,以化学共沉淀法制备纳米铁黑颜料。结果表明:在反应溶液nFe³⁺/nFe²⁺为1.95、反应温度55℃、反应溶液初始pH值8.5、反应时间40 min的最优工艺条件下,能制备得到较高品质的纳米铁黑颜料。经XRD、SEM及铁黑颜料技术指标检测分析,该铁黑颜料平均粒径在16.6 nm左右,Fe₃O₄含量在90%以上,各项指标均能达到氧化铁黑颜料行业标准中一级品的要求。在最优工艺条件的基础上,在搅拌速度250 r/min、沉淀剂氢氧化钠质量浓度7.5%、分散剂柠檬酸（质量浓度1%）投加量1.0 mL的条件下,能制备得到高着色力铁黑颜料。经XRD、SEM分析,Fe3O4粒子之间团聚现象明显改进,粒径也有一定程度的减小。用硫铁矿废水与浓硫酸的混合液（体积比9:1）提取污泥中铁元素,在混合液与干污泥的体积质量比3.4:1,酸溶时间15 min,酸溶温度65℃的条件下,污泥中铁的提取效果较好。离心分离后的污泥提取液,经过氧化聚合制备聚合硫酸铁。结果表明,在反应溶液初始pH值0.9,反应温度40℃,反应时间2 h,氧化剂投加量为理论投加量2倍的条件下,制备得到的聚合硫酸铁质量最好;对印染废水的混凝沉淀实验发现其混凝沉淀效果已达到市售聚合硫酸铁水平。