聚硅酸絮凝剂对废水中重金属的去除效果

• 在活化时间2h，pH=3-3.5的条件下，制取w(SiO2)=2%，n(Fe+Al)/n(Si)=2:1，n(Al)/n(Fe)=1:1的适宜配比聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂。采用适宜配比聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂对钨铋选矿废水进行净化处理的研究结果表明，聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂对废水中As，Be和Pb去除率均在90%以上(图4)。当废水中絮凝剂投加量小于1.5%时，废水中As，Be和Pb去除率尤其是As去除率随絮凝剂投加量的增多而升高；当絮凝剂投加量为1.5%时，对钨铋选矿废水中浊度去除率达到95%以上，处理后废水浊度为70NTU；COD去除率达70%，处理后废水中COD含量为72mg/L；废水采用聚硅酸、聚硅酸铝、聚硅酸铁、聚硅酸硫酸铝铁等无机絮凝剂处理废水效果进行对比研究。聚硅酸对于钨铋选矿废水处理效果不佳，絮凝剂投加后絮凝沉降慢，泥水界面不清晰，残余浊度达到2540NTU，残余COD高达212.12mg/L，未达排放标准。 聚硅酸硫酸铝铁、聚硅酸铁、聚硅酸铝效果相对较好，浊度去除率在88%-99%之间，COD去除率在79%-89%之间，尤其聚硅酸硫酸铝铁，在1.5%投加量下，对废水中As，Be和Pb去除率高达96%(见表5)。从表可以看出：聚硅酸硫酸铝铁对钨铋选矿废水净化效果均优于聚硅酸铝和聚硅酸铁对钨铋选矿废水净化效果。
  

  絮凝剂种类	1.5%投加量下聚硅酸硫酸铝铁、聚硅酸铁、聚硅酸铝、 聚硅酸对钨铋选矿废水净化效果比较
  	浊度	COD	As	Be	Pb
  聚硅酸	64.60	24.13	—	—	—
  聚硅酸铝	90.23	79.34	93.12	97.89	72.56
  聚硅酸铁	88.31	80.81	94.41	98.64	68.91
  聚硅酸硫酸铝铁	99.34	89.29	99.76	99.85	96.21

  注：聚硅酸处理效果差，重金属含量未测定。
  图5所示为聚硅酸和聚硅酸硫酸铝铁的SEM照片。从图5可以看出：适宜配比的聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂绝大部分呈细薄的片状结构，比表面积显著增大，与聚硅酸相比(图5(a)) ，致密的片晶状的聚硅酸硫酸铝铁更易与水中的胶体微粒、重金属离子相结合，有利于固废进一步对适宜配比聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂和聚硅酸进行XRD分析，聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂中不存在Na2SiO3，Fe2(SO4)3，FeSO4和Al2(SO4)3等衍射峰(见图6)，证明聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂中Fe3+，Al3+和SO2等已参加了反应，与聚硅酸共同形成了无定形的聚合物。硅在酸性溶液中发生硅酸分子与正一价硅酸离子六配位的羟联作用，同时，Fe3+和Al3+等与这些新形成的链状、环状羟基发生络合，阻断聚硅酸的胶凝化。从图6还可以看出：漫散的非晶包减弱代表多晶相共存的多个小衍射峰出现并增强，这种小衍射峰的出现表明有新的聚合物的生成，为废水的絮凝沉淀处理提供条件，使废水中浊度、COD和重金属离子均得到较好的去除。