砷酸鈣鹽的溶解度和穩(wěn)定性研究.pdf

1、石灰沉淀法是一種常用的含砷廢水處理方法。通過投加石灰生成難溶的砷酸鈣鹽化合物可以有效的去除廢水中的砷。然而，石灰沉淀法除砷可以生成一系列的砷酸鈣鹽化合物，其可能的組成類型目前還沒有完全確定，而且有關(guān)這些砷酸鈣鹽的穩(wěn)定性也不明確。本實驗初步研究了pH值和Ca/As摩爾比對石灰沉淀法處理高濃度含砷(As5+)廢水的影響，并通過沉淀和溶解實驗，研究了25℃條件下，砷酸鈣鹽的溶解度和穩(wěn)定性。實驗中，砷酸鈣鹽的類型采用X射線衍射、掃描電鏡和熱重分

2、析等方法鑒別，溶液中Ca、As濃度采用原子吸收分光光度法測定。根據(jù)分析的結(jié)果，應(yīng)用PHREEQC程序模擬計算和熱力學(xué)分析，計算各種砷酸鈣鹽溶度積(Ksp)和生成的自由能(△Gfo)。研究結(jié)論如下： (1)pH值等于11～13，Ca/As摩爾比等于2時，石灰沉淀法可以有效的處理高濃度含砷廢水，As5+的去除率在99.9％以上，但是，單純采用石灰沉淀法除砷，處理水中砷殘留量不能達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。 (2)混合Ca(OH)2石灰

3、漿和含砷制備液沉淀生成的砷酸鈣鹽類型與pH值、Ca/As摩爾比有關(guān)。本實驗證明Ca/As摩爾比在1.25～4.0時，不同pH值條件生成的沉淀以Ca3(AsO4)2·xH2O，Ca5(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O三種類型的砷酸鈣鹽存在。Ca/As等于1.0和1.25，pH等于3～7時，沉淀物是Ca3(AsO4)2·xH2O和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O的混合物。Ca/As等于1.5時，pH等于

4、3～7生成沉淀物為純相的Ca3(AsO4)2·xH2O；pH大于7沉淀物以Ca3(AsO4)2·xH2O為主，含少量Ca5(AsO4)3(OH)。Ca/As等于1.67時，沉淀物是Ca5(AsO4)3(OH)。Ca/As等于2.0時，沉淀物以Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O為主，但在一些混合沉淀樣品中發(fā)現(xiàn)少量Ca5(AsO4)3(OH)和Ca3(AsO4)2·xH2O。 (3)Ca3(AsO4)2·xH2O具有兩種化學(xué)結(jié)

5、構(gòu)式，pH值較低(pH=3～7)時，沉淀物以Ca3(AsO4)2·3H2O形式存在，pH值較高(pH＞7)時，沉淀物以Ca3(AsO4)2·21/4H2O形式存在。(4)Ca3(AsO4)2·3H2O，Ca3(AsO4)2·21/4H2O，Ca5(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O的溶度積分別等于10-21.14(10-20.01～10-22.02)，10-21.40(10-20.08～10-21.99)，1