铁氧体工艺处理含重金属污水沉渣的综合利用

综合搴Ｊ用铁氧体工艺处理含重金属污水沉渣的综合利用二ｊ竖（中国科学技术大学，台肥２￣００２６）捐暮车文对近年来铁氧体工艺盯嘴的综台利用现状怍了综述。关麓弭兰！！！！｛翌塑重金属污水综合利用。蕈箱彰售

１前言目前处理含重金属污水的铁氧体工艺已广泛应用于化工，冶金，电镀、采矿等行业中的多种褥水治理，效果显著［１１２）。同时，该工艺所生成的棕黑色沉渣具有较强磁性，结构上属于尖晶石型铁氧体，是一种非常有用的软磁材料。因此，对铁氧体工艺处理含重金属格水磁性沉渣的综合利用，日益受到人们的广泛关注。对铁氧体工艺沉渣的利用，不仅完善了铁氧体工艺，而且也减轻了祝渣对环境的影响，具有社会和经济双重效益。本文旨在对近年来铁氧体工艺沉渣的综合利用情况作一综述，以促进铁氧体沉渣综台利用的进一步发展。

２铁氧体沉渣的综合利用由于处理污水的种类、污水所含重金属种类和浓度以及工艺参数选择不同，所生成的铁氧体沉渣的物化性能差别较大。另外，由于铁氧体沉渣中常混有泥沙、柴草，有机物等杂质，在综合利用前需要进行前处理。根据沉渣所含杂质不同，前处理过程有所差别，一般处理过程见图ｌ。将铁氧体沉渣进行水洗去除可溶性盐，然后利用磁分离进行固液分离，去除泥沙、柴草等非磁性杂质，所得含水铁氧体进行低温干燥（风干或低温烘干），若含有机杂质则需在低温下（＜２００℃）焙烧ｌｈ，堆后进行粉碎，通过磁分选进一步去除非磁性杂物

２结论（１）采用此法配制双硫腙使用液可免去许多中间手续，节省了时间和有机溶剂，还可减少双硫腙被氧化，被樗染的机会。（２）本文对双硫腙贮备液的稳定期作了试验（觅附表）结果表明贮备液冰箱保存一个月内无明显变化。所以，在短期内配制使用液时，无需重制作新图，可直接查原图根据所需的透光率取贮备液的量数，这样更为简便快速。总之，此法较其它方法有较多的优越性，采用此法是可行的。

维普资讯 http://www.cqvip.com 图ｌ铁氧体沉渣预处理工艺过程圈（此步视具体情况可以不要），获得可以利用的铁氧体粉料。２．１制备电磁波吸收对斟利用铁氧体沉渣制备电磁波吸收材料是稠用铁氧体的磁性损耗特性来吸收电磁波的。可以将预处理过的铁氧体粉料作为填料，制成电磁波吸收涂料、塑料及橡胶制件，也可以与其它材料复合而成多层板状电磁波吸收材料。图２是一种多层复合板状电磁波吸收材料的截面图。

圈２多层复台板状电磁波吸收材料羲面图１—环氧树脂；卜铣氧傩自｝俸Ｉ卜玻璃纤维

ＪｈａＹａ￣ｄａｎａ等人将铁氧体工艺沉渣（垃度～４ｎｍ）分散于环氧树脂中制成了０．１ｍｍ厚的涂层（其中含铗氧体粉料５５ｗｔ％）【３），这种涂料可以吸收１０一１２ＧＨｚ波段的电磁波达７５％以上，且吸收率随滁层的厚度及铁氧体粉料增加而提高。Ｔ・Ｓａｔｏ等人在４５℃条件下将１ｋｇ铁氧体沉渣（含水１０－１４蹦）分散到４Ｌ水中，搅拌３ｈ后，静置ｌｈ，过滤，然后按相同方法重复４次，获得含３５％水舶浆料，取这种浆料３０８份，铁红４０份，滑石３份，ＣａＣＯ￣１００份，分散剂２份，环氧树脂１００‘２０８份，同化；ｆ０１１．２分和１４２份水，按此配方制成滁料，在室温下滁复于钢铁等制件上，可以有效地吸收９ＧＨｚ的微波辐射（１）。２．２黼备磁性流体

磁性流体是７０年代出现的一种新型液体功能材料，广泛应用于密封、制动，油水分离、比重选别，能量转换、射流印尉，阻尼减震，音响设备等诸多方面，在新的工学应用领域中已成为各界广泛关注的新型功能材料（５，６］。铁氧体工艺处理含重金属污水的沉渣颗粒度细小，对于各项指标较为稳定，杂质量少的精水，所产生的磁性沉渣物化特性较为均一，很适台于磁性流体的制备。将生成的新鲜铁氧体沉渣置于适量沸水中并加入一定量表面活性剂（油酸等）和有机搭剂（煤油等），搅拌至均匀分散为止，静置分层后，有机相为黑色磁性流体，利用这种方法可以获得视密度高达９．２９ｇ／ｃｒａ。的磁性流体（Ｔ）。利用铁氧体法处理硫化黑、硫化草绿和凡拉明等混合染料废水的沉渣制备磁性流体，当磁场强度为１９２０ＱＯＡ／ｍ时其视密度为８．９ｇ／ｃｍ。，磁场强度为１４００００Ａ／ｍ时视密度为７．０ｇ／ｃｍａ，稳定性较好，放置半年未见分离。铁氧体沉渣的化学组成和粒度大小及分布以及铁氧体工艺参数妁选择对磁流体的视密度有较大影响。图３所示为制备条件对磁性流体视密度的影响。（８）最近有人利用这种用铁氧体沉渣制备的磁性流体处理含油污水，以废治废，效果良好【９，１０）。该过程是将一定量的磁性流体加入到含油污水中进行充分搅拌，使污水中舶乳化油与磁性流体中的有机相形成缔合体，然后以一定流违通过磁场强度为Ｏ一１Ｔ的高梯度磁分离机，使捕获了乳化油的磁性流体留在磁分离装置中，水则净化流出（见图４）。用这种方法处理含油污水一次处理可使含油量由６×１０一・降至２×１０“以下，去除率高达

９０％以上。２．５制备催化剂在传统的催化剂制备工艺中添加适量铁氧体沉渣以替代部分氧化铁可以制眩性能优

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１ｌ卷第２期　环境工程　耐　糖　

被度ｃ，　ｒ　Ｌ　ＮａＯＷｍＩ．Ｆ　Ｏ，ｍ￣ｏ／ｇ　ｔ，Ⅱ】Ｌ　（ａ］　（ｃ】　（ｄ］　图３制备条件对磁性流体视密度的影响　（ａ）—金属离子浓度对磁瀛体的影响；（ｂ）一Ｎａ０Ｈ用量对磁流体的影响；（ｃ）—铁盐用量对磁流体的影哺Ｊ　（ｄ）一表面活性剂用量对磁流体的影响　

Ｗｉｔ条件王昌０．４２／Ｔ￣Ｈｇｒｏｄ￣８．４Ｔ暑，ｍ　ｘ一含ｃ：’虞液触备磁流体；ｏ一含Ｎｉｔ＋盎液制备磁流体　

鼻ｌ毛窑　图４磁性流体处理含油污水囊磁分离工艺勰示意图　良的氧化还原触媒［１１］。利用专一工艺排放　废水产生的铁氧体沉渣，化学组成较为均一，　共存杂质少，可通过一定工艺处理获得完全　由铁氧体沉渣制成的催化剂。在一定温度下，　这类催化剂可促进下列反应进行；　ＣＯ　８￣－－１５０＂Ｃ　ＣＯ　２，ＨＣ２２０＇＇３ｓ￣＇ｃ，ＣＯ：＋　Ｈ：Ｏ，ＮＯｘ！　Ｎ　＋Ｏ：。　利用处理高浓度含铬度水的磁性沉渣　（ＣｒＯａ１Ｏｆｌ１　，Ｆｅ：０ａｂ０—７０　少量　ＭｇＯ、ＣａＯ）可制成Ｂ－。。型ＣＯ中温变换催　化剂（１２）。取２０％铁氧体祝渣和５０　氧化铁　宦台，制成的催化剂产品活性为９３．３４　，　烧失重８．０　，强度２７９３Ｎ／ｃｍ　，堆密度　Ｉ．５２ｇ／ｃｍ。。该催化剂开始活性较高，可达　９３　以上，ｌ０夭后最终降至９１．５　（测定条　件Ｉ空速５００ｈ‘１，常压，４００±１℃，汽／气　比２：１）。　介雯等凡用铁氧体沉渣作为催化剂对印　染废水进行了催化空气氧化脱色的研究，结　果表明，Ｎｉ一铁氧体对含不溶性还原黄印染　废水的催化空气氧化效果最好，脱色率高达　９６　。而且Ｎｉ一铁氧体对其他染液也有一定　的脱色效果，是一种适应性较强的催化剂。　铁氧体的催化脱色机理是将共存的还原剂　（ＮａｔＳ：Ｏ．）彻底氧化，同时使水中ＮａＯＨ　得到中和，ｐＨ降低，这样就使染液中呈溶　解状态的染料转化为不溶性沉淀物而被分　离，因为反应中并未破坏染料分子结构，所　以该法有可能达到脱色和染料回收的双重目　的［１３］。　２．４用作吸附剂　铁氧体工艺处理含重金属污水的沉渣粒　度细小，尤其是ＧＴ一铁氧体法和中和铁氧　体，其原级粒子可呈亚畴尺寸，表面活性较　高，吸附力强，可以用于某些废水的吸附处　理。近藤五郎等人将一定量的祝渣加入含油　污水中，搅拌嚣，乳化油则被磁粉所吸附，　通过磁分离使含油污水得到净化（１４）。袁维　富等人对磁粉净化含油污水中磁粉的寿命，　多级净化效果，吸附量以及表面吸附层组成　和磁粉再生等进行了研究，井对磁粉破乳、　吸附而净化含油污水的机理进行了探讨［１５）ｏ　２．５其它　将铁氧体祝渣与无机或有机粘合剂经一　

维普资讯 http://www.cqvip.com ５０　环境工程　第ｄ１卷第２期　定工艺复配后可以制成磁性标志物，甩于交　通控制系统、地下建筑识别系统和盲人专行　道导引系统等。其产品性能ｌ承受压ｇ８００Ｎ／　ｃｍ　（有机粘台剂），４９０～９８０Ｎ／ｃｍ　（无　机粘合剂），磁导率ｌ　７．９５ｘ１０　ｉ－Ｉ／ｍ（沉　渣含量＜５０　）；磁矩ｌ　３．５　ｘ　１０‘Ａ・１１３．　（沉　渣含量５Ｏ　）ｎ６）。　用部分铁氧体沉渣代替导磁体中的　Ｆｅ；Ｏ　ｓ，经传统陶瓷工艺成型烧结后，可以　制成符台要求的导磁体。按ＭｘＯ－－２００料的　配方和工艺，２　Ｆ　ｅ　Ｏ　ｓ用沉渣替换，产品性　能为Ｉ相对导磁卒１６００－－１６５００｝比损耗因素　为１０１一ｌ　Ｏ８，温度系数２３００￣２７００，最高工　作温度为１５５￣Ｃ。甩ＭＸＯ￣４ｏｏ料的工艺方法　所得导磁体用于高频表面淬火，其硬化层达　１．８—２ｍｍ，符台要求Ｃ１７３。　割甩铁氧体沉渣代换部分Ｒ　ｘ电视机偏　转磁性材料，实验结果表明，铁氧体沉渣代　换１０　以下的铁红，产品实际电感为０．３－－　０．４ＭＨ，超过标准电感０．２ＭＨ，是理想的　代用原料【１８）。　另外，铁氧体沉癌还可以用作高梯度磁　分离中的过滤介质和捕捉郝，也可以甩作低　档铁黑颜料等。　

５参考文献　１丁明．曾桓兴．链氧体工艺处理台重盎属污水研究现　状蕊展望．环境科学．１９９　２，ｌ３（３）：５５．　Ｚ曾桓兴．铁氧体共沅键技术净｛蛄重金属直木．环境　

科学，１９８３，４（４）：６６．　３　Ｊｈａ，Ｖａｎｄａｎａ－ｅｔａ１．（Ｉｅｄｉａｎ），．Ｐｈｙｓ．，Ａ．　１９曲－６３Ａ（Ｓ）：５１４．　４　Ｔ　Ｓａｔｏ，ｅｔａ１．（Ｊｐｎ］Ｋｏｋａｉ　Ｔｏｋｋｙｏ　Ｋｏｈｏ．　７８１３０７３５．　５曾桓浆磁性巍悼的箭备及其照吊．化学工监与工　程－１％４，ｉ（３，４）：４０．　６　Ｒｏｓｅｎｓｗｅｉｇ　Ｒ　Ｅ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｆｌｕｉｄｓ：ＰｈｅＢｏｍｅ－　＂Ｂｎｄ　Ｐｆｏｃｅ镐Ａ９９１ｉｅｅ．ｔＬｇｎｓ．Ｃｈｔｍ；ｃ　ＥⅡ　ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，１９８９，８５（４）：５３．　７许孙幽等．铁氧体一磁流体接净化印染废水韵　究．环境科学．１９８１．２（２）：４６．　８刘淑是，等．重金属废水净化与有价金属回收试验　环境科学，１９踮，９（２）：３７．　９卑田文隆，肄．特许公报．晤ｌ５＿－６５１７９．　１０　Ｓｈｉｍｏｈｚａｋａ，，ｅｔａ１．Ｔｒｅａｔｍｅｌｔｔ　ｏｆ　Ｏｉｌ　Ｓｌｕｄｇｅ　Ｕｓｉｅｇ　Ｗａｔｅｒ　Ｂｓｓｅｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　ＦＩｕｉｄ．Ｆｅｒｔｉｔｅｓ　Ｐ．１．Ｃ．　Ｆ．，Ｋｙ吐０］ａｐａｅ．１９８０，８７４．　１１术山他．粉柬冶金协会（春季大去）．１９７４－２＾ｄＳ．　１Ｚ孝交霞，等．用铁氧体与氧化锾混台试榔Ｂｉ　０　８型一　氧化碾中温更强隍化剂．化工环鬣１９８６，６（４）：２前．　１３介要，等．Ｍ啭氧体对印染废水催化脱色韵试验研　究．环境科学，１９９１，１２（３）：３７．　１４近藤五郎，等．水处理控术，１９７４，１５（７）．　１Ｓ袁雏富，等　磁性糌束净化含油污水．环境化学－