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(guò)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(méi)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(shí)驗(yàn)初步研究了pH值和Ca/As摩爾比對(duì)石灰沉淀法處理高濃度含砷(As5+)廢水的影響，并通過(guò)沉淀和溶解實(shí)驗(yàn)，研究了25℃條件下，砷酸鈣鹽的溶解度和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)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(cè)定。根據(jù)分析的結(jié)果，應(yīng)用PHREEQC程序模擬計(jì)算和熱力學(xué)分析，計(jì)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(shí)，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(dá)到國(guó)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(shí)驗(yàn)證明Ca/As摩爾比在1.25～4.0時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，沉淀物是Ca5(AsO4)3(OH)。Ca/As等于2.0時(shí)，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(shí)，沉淀物以Ca3(AsO4)2·3H2O形式存在，pH值較高(pH＞7)時(shí)，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