降低錫陽極泥洗滌廢水中的錫含量

謝丹丹，鐘 宏，葉有明

（中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083）

降低錫陽極泥洗滌廢水中的錫含量

謝丹丹，鐘 宏，葉有明

（中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083）

本文采用絮凝劑聚丙烯酰胺，對(duì)電解錫陽極泥的洗滌廢水進(jìn)行處理，以降低廢水中的錫含量，避免在廢水排放時(shí)造成金屬流失。

聚丙烯酰胺；絮凝劑；電解錫陽極泥 ；洗滌廢水

柳州華錫銦錫材料有限公司的電解錫陽極泥是生產(chǎn)硫酸亞錫產(chǎn)品過程中錫陽極板電溶后得到的產(chǎn)物，其錫含量約為85%，故該陽極泥通常是返回冶煉廠重新冶煉制成精錫。由于在買賣過程中的金屬折算率低，造成公司資源和資金的大量流失，故我公司將電解錫陽極泥開發(fā)成了錫酸鈉產(chǎn)品的主要原料[1]。

電解錫陽極泥主要由錫泥、硫酸亞錫溶液、硫酸溶液等組成，故在用其制備錫酸鈉之前要進(jìn)行預(yù)處理。我們采用中和法對(duì)電解錫陽極泥進(jìn)行洗滌去除其中的雜質(zhì)，但在洗滌過程中我們發(fā)現(xiàn)，部分粒度較細(xì)的錫泥顆粒會(huì)懸浮在洗滌廢水中，造成溶液渾濁而且很難沉降。洗滌電解陽極泥得到的廢水錫含量一般為1～2g·L-1，每月處理電解錫陽極泥約5t，每洗1t陽極泥需10m3洗滌水，如果直接外排廢水會(huì)造成大量的金屬流失，影響錫酸鈉工序的金屬平衡率。因此，我們對(duì)電解錫陽極泥洗滌廢水進(jìn)行了試驗(yàn)，尋找合適的方法和條件以降低廢水中的錫含量，達(dá)到避免或減少金屬流失的目的。

1 實(shí)驗(yàn)原理

電解錫陽極泥洗滌廢水呈懸浮狀，是液態(tài)非均相物系中的一種，工業(yè)上一般都采用機(jī)械方法對(duì)懸浮物的兩相進(jìn)行分離。根據(jù)分散相與連續(xù)相之間不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，機(jī)械分離可按兩種操作方式進(jìn)行，一是沉降分離，即顆粒相對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的過程；二是過濾，即流體相對(duì)于固體顆粒床層運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)固液分離的過程[2]。由于錫陽極泥洗滌廢水中的懸浮物顆粒很小，如靜置待其自然沉降至澄清往往需要3～7d，耗時(shí)長(zhǎng)，在實(shí)際生產(chǎn)中顯然是不允許的。而使用普通濾布進(jìn)行過濾同樣也達(dá)不到過濾效果，使用加厚或特殊濾布過濾，用時(shí)也會(huì)加長(zhǎng)。故考慮在錫陽極泥洗滌廢水中加入絮凝劑，以加速其沉降和分離效果。在廢水處理中，聚丙烯酰胺絮凝劑常用來提高水處理過程中沉降、澄清、過濾、離心等工藝的效率[3]，其特點(diǎn)是價(jià)格合理，使用量少，效果顯著，可快速達(dá)到處理的效果。本實(shí)驗(yàn)考察該種絮凝劑在錫陽極泥洗滌廢水中的使用效果。

2 絮凝劑的性質(zhì)

陰離子型聚丙烯酰胺（APAM），外觀為白色粉粒，分子量為600萬～2500萬。陰離子型PAM水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有機(jī)溶劑，有效的pH值范圍為7～14，在中性堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)的特性，與鹽類電解質(zhì)敏感，與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性凝膠體。

3 絮凝劑的配制

在常溫下，用托盤天平稱量5g聚丙烯酰胺，量取100mL去離子水，將攪拌器放入量取好的離子水中，調(diào)節(jié)攪拌速度在200r·min-1，緩慢、均勻地加入稱好的試劑，防止出現(xiàn)大塊絮團(tuán)和魚眼現(xiàn)象。整個(gè)溶解過程中要保持器皿和工具的清潔，以免試劑受玷污或結(jié)團(tuán)導(dǎo)致失效。

4 絮凝劑在錫陽極泥洗滌廢水中的使用條件

4.1 使用絮凝劑時(shí)錫陽極泥洗滌廢水的pH值

分別取5杯2L的錫陽極泥洗滌廢水（錫含量相同），用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為5～9，然后再邊攪拌邊緩慢加入預(yù)先配制好的聚丙烯酰胺水溶液10mL。加完攪拌15min后靜置，澄清后取上清液化驗(yàn)錫含量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 pH值對(duì)錫陽極泥洗滌廢水效果的影響

由表1可以看出，酸度偏高或者偏堿時(shí)，聚丙烯酰胺的絮凝除雜效果都會(huì)變差，當(dāng)pH在7～8之間時(shí)，絮凝劑可將錫陽極泥洗滌廢水中的錫含量降至0.5g·L-1以下。

4.2 絮凝劑在錫陽極泥洗滌廢水中的用量

分別取5批錫含量分別為2.0g·L-1、1.8g·L-1、1.5g·L-1、1.7g·L-1、1.6g·L-1的錫陽極泥洗滌廢水，每種含量各取5杯2L，分別命名為1#、2#、3#、4#、5#，調(diào)節(jié)pH在7～8之間，分別加入不同量的聚丙烯酰胺水溶液。加完攪拌15min后靜置，澄清后取上清液化驗(yàn)錫含量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 PAM用量對(duì)錫陽極泥洗滌廢水處理效果的影響

由表2可以看出，隨著聚丙烯酰胺加入量的增加，洗滌廢水中的錫含量也隨之下降，當(dāng)加入量在4mL以上時(shí)廢水中的錫含量可降至0.1 g·L-1以下。要確保錫金屬完全沉降，應(yīng)保持絮凝劑稍微過量，因此認(rèn)為加5mL比較合適。通過計(jì)算確定聚丙烯酰胺的用量以125g·（L廢水）-1為宜。

4.3 加絮凝劑后洗滌廢水靜置時(shí)間

絮凝劑加入洗滌廢水時(shí)的攪拌時(shí)間無需過長(zhǎng)，視廢水處理量多少，待絮凝劑充分與廢水混合即可。但在工業(yè)上希望能盡快處理和排放廢水，故還需觀察廢水靜置效果。

分別取5杯2L的錫陽極泥洗滌廢水（錫含量相同），將pH調(diào)節(jié)至7～8，然后邊攪拌邊緩慢加入預(yù)先配制好的聚丙烯酰胺水溶液5mL。加完攪拌15min后靜置，分別在靜置1h、2h、3h、4h、5h時(shí)取上清液化驗(yàn)錫含量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

表3 靜置時(shí)間對(duì)洗滌廢水處理效果的影響

由表3和觀察結(jié)果中可知，靜置時(shí)間越長(zhǎng)，溶液越清亮，錫含量也越低。當(dāng)靜置時(shí)間超過3h時(shí)，溶液的錫含量降至0.1g·L-1以下。為了保證懸浮物充分沉降，認(rèn)為靜置時(shí)間定為4h為宜。

5 結(jié)論

我公司采用聚丙烯酰胺絮凝劑處理電解錫陽極泥洗滌廢水，達(dá)到了降低廢水中錫含量的目的，減少了金屬流失，在節(jié)能減排回收金屬方面具有重要意義。通過實(shí)驗(yàn)我們得出以下結(jié)論：

1）在電解錫陽極泥廢水中加入陰離子型PAM，可達(dá)到降低廢水中錫含量的作用；

2）使用絮凝劑時(shí)應(yīng)將廢水pH值調(diào)節(jié)至7～8之間；

3）在處理洗滌廢水時(shí)絮凝劑的用量應(yīng)在125g·（L廢水）-1為宜；

4）用絮凝劑處理后的洗滌廢水在靜置4h后可以排放。

[1] 謝丹丹.電解錫陽極泥中硫酸根脫除的方法[J].大眾科技，2012(1)：184.

[2] 姚玉英.化工原理[M].天津：天津大學(xué)出版社，2001.

[3] 楊璐璐.聚丙烯酰胺在廢水、污水處理中的作用[J].交通環(huán)保，1991(6)：7-9.

Reduction of Tin Content in Tin Anode Slime Wastewater

XIE Dandan ZHONG Hong YE Youming
(College of Chemistry and Chemical Engineering, C entral South University, Changsha 410083, China)

The tin anode slime wastewater was treated with polyacrylamide fl occulant, the tin content in the wastewater was reduced in order to avoid the metal loss when the wastewater was discharged.

polyacrylamide; fl occulant; tin anode slime; wastewater

X 703

A

1671-9905(2016)11-0054-02

謝丹丹，在職研究生，柳州華錫銦錫材料有限公司工程師，從事錫化工產(chǎn)品生產(chǎn)與研究工作，電話：13737233132，E-mail: 149168830@qq.com

2016-09-02