鉛是一種淡青灰色質(zhì)軟的重金屬,比重大(11.34) ,熔點(diǎn)低(327 ℃) . 沸點(diǎn)高(1740 ℃) . 在蓄電池、冶金、油漆、顏料等行業(yè)中,都存在熔鉛作業(yè). 當(dāng)加熱固體鉛的溫度超過熔點(diǎn)后,隨著溫度的不斷升高,將會有越來越多的鉛蒸氣從鉛液表面逸出. 鉛對人體屬積累性的毒物,它將損害人的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、骨骼和血液循環(huán)系統(tǒng),并造成貧血.

目前國內(nèi)外對含鉛煙塵的凈化方法可分為物理凈化和化學(xué)凈化兩類. 由于物理凈化法有一系列的缺點(diǎn),本文采用化學(xué)凈化中的醋酸吸收法.

1 　討論

鉛加熱到400～500 ℃時即產(chǎn)生大量的鉛蒸氣(俗稱鉛煙) 而逸入空氣中. 在不同溫度下,鉛蒸氣可以與氧反應(yīng)生成PbO 和PbO2 . 熔鉛煙塵中鉛主要以PbO 的形式存在,尤其是當(dāng)熔鉛溫度較高時更是如此. 該物質(zhì)不溶于水,難溶于稀的堿性溶液,但易溶于酸生成鉛鹽,若采用醋酸水溶液作吸收劑,其反應(yīng)式如下:

PbO + 2HAC —→PbAC2 + H2O

生成的醋酸鹽毒性大且易溶于水,而《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978 —96) 中規(guī)定總鉛的最高允許排放濃度為110 mg/ L ,故吸收液必須經(jīng)過處理方能排放.

根據(jù)溶度積理論,對氫氧化鉛溶液中鉛離子的溶解度作如下計(jì)算:

由溶度積與溶解度的換算關(guān)系,可得飽和吸收液中的Pb2 + 濃度為

25 ℃時Pb (OH)2 的溶度積為2 ×10 - 16,代入上式可得

由上述計(jì)算結(jié)果可知,氫氧化鉛溶液中鉛離子的含量小于國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)110 mg/ L. 因此,選用氫氧化鈉溶液對醋酸鉛進(jìn)行處理在理論上是可行的. 其反應(yīng)式如下:

PbAC2 + 2NaOH —→Pb (OH) 2 + 2NaAC

按公式計(jì)算,可知當(dāng)[Pb2 + ]濃度為110 mg/ L (即4.83×10 - 6 M/ L) 時,反應(yīng)應(yīng)控制的理論pH 值為9.2.

反應(yīng)生成的NaAC 易溶于水,但屬于無毒物質(zhì),對水體不造成污染,可直接排放. 對Pb(OH) 2 沉淀若采用硝酸處理可生成硝酸鉛,其反應(yīng)式如下:

Pb (OH) 2 + 2HNO3 —→Pb (NO3) 2 + 2H2O

附產(chǎn)物硝酸鉛可作為顏料鉛鉻黃的原料,也可作鞣革劑,媒染劑等使用.

2 　流程及操作

我們模擬云南省某冶煉廠電鉛鍋臺鉛煙的平均濃度1.6 mg/ L 做試驗(yàn),鉛煙進(jìn)入篩板吸收塔后選用0.2 %醋酸水溶液作吸收劑,凈化后鉛煙濃度可降到0.136 mg/ m3 (平均值) ,吸收率可達(dá)91.5 % ,使車間鉛煙濃度大大降低. 為避免二次污染,將吸收液醋酸鉛引入反應(yīng)器,加氫氧化鈉,控制pH 值,可使氫氧化鉛溶液中鉛離子濃度低于0.815 mg/ L (最高值) ,小于國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)1.0 mg/ L. 為了沉降分離,將反應(yīng)器生成物混合液引入沉降器,加入絮凝劑(PAM) ,以加速Pb (OH) 2 的沉降,醋酸鈉清液可排入水體. 為了綜合利用,將氫氧化鉛導(dǎo)入中和槽加硝酸,生成的硝酸鉛可制作顏料等使用.

3 　結(jié)論

1) 用0.2 %醋酸溶液在塔設(shè)備中處理鉛煙的操作在技術(shù)是可行的,經(jīng)濟(jì)上是合理的,此方法吸收率高,設(shè)備簡單,操作容易,使用范圍廣.

2) 通過用氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化銨、碳酸鈉等作沉淀劑分別進(jìn)行對比試驗(yàn),相比之下,氫氧化鈉易于操作,處理方法簡單,設(shè)備經(jīng)濟(jì)易得,不產(chǎn)生二次污染.

3) 通過試驗(yàn)得知,pH 值大于8.0 則產(chǎn)生氫氧化鉛沉淀,其沉淀被濾出后的濾液中含鉛量可低于1.0 mg/ L 的國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn). 但需注意,當(dāng)pH 值小于7.2 時不生成沉淀,而當(dāng)pH 值大于12 時又生成亞鉛酸離子,使生成的氫氧化鉛沉淀再次溶解. 試驗(yàn)證明,pH值控制在8.5～9 之間生成的氫氧化鉛沉淀最穩(wěn)定,此結(jié)果與理論值基本相符.

4) 含鉛廢水的處理與廢水中的原始濃度無關(guān),待處理的廢水含鉛量無論是50 mg/ L. 還是5 mg/ L ,加堿調(diào)到最佳pH 值后,經(jīng)過濾排出的含鉛量均可以達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo).

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