降低锡阳极泥洗涤废水中的锡含量

谢丹丹，钟 宏，叶有明

（中南大学化学化工学院，湖南 长沙 410083）

降低锡阳极泥洗涤废水中的锡含量

谢丹丹，钟 宏，叶有明

（中南大学化学化工学院，湖南 长沙 410083）

本文采用絮凝剂聚丙烯酰胺，对电解锡阳极泥的洗涤废水进行处理，以降低废水中的锡含量，避免在废水排放时造成金属流失。

聚丙烯酰胺；絮凝剂；电解锡阳极泥 ；洗涤废水

柳州华锡铟锡材料有限公司的电解锡阳极泥是生产硫酸亚锡产品过程中锡阳极板电溶后得到的产物，其锡含量约为85%，故该阳极泥通常是返回冶炼厂重新冶炼制成精锡。由于在买卖过程中的金属折算率低，造成公司资源和资金的大量流失，故我公司将电解锡阳极泥开发成了锡酸钠产品的主要原料[1]。

电解锡阳极泥主要由锡泥、硫酸亚锡溶液、硫酸溶液等组成，故在用其制备锡酸钠之前要进行预处理。我们采用中和法对电解锡阳极泥进行洗涤去除其中的杂质，但在洗涤过程中我们发现，部分粒度较细的锡泥颗粒会悬浮在洗涤废水中，造成溶液浑浊而且很难沉降。洗涤电解阳极泥得到的废水锡含量一般为1～2g·L-1，每月处理电解锡阳极泥约5t，每洗1t阳极泥需10m3洗涤水，如果直接外排废水会造成大量的金属流失，影响锡酸钠工序的金属平衡率。因此，我们对电解锡阳极泥洗涤废水进行了试验，寻找合适的方法和条件以降低废水中的锡含量，达到避免或减少金属流失的目的。

1 实验原理

电解锡阳极泥洗涤废水呈悬浮状，是液态非均相物系中的一种，工业上一般都采用机械方法对悬浮物的两相进行分离。根据分散相与连续相之间不同的相对运动方式，机械分离可按两种操作方式进行，一是沉降分离，即颗粒相对流体运动的过程；二是过滤，即流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程[2]。由于锡阳极泥洗涤废水中的悬浮物颗粒很小，如静置待其自然沉降至澄清往往需要3～7d，耗时长，在实际生产中显然是不允许的。而使用普通滤布进行过滤同样也达不到过滤效果，使用加厚或特殊滤布过滤，用时也会加长。故考虑在锡阳极泥洗涤废水中加入絮凝剂，以加速其沉降和分离效果。在废水处理中，聚丙烯酰胺絮凝剂常用来提高水处理过程中沉降、澄清、过滤、离心等工艺的效率[3]，其特点是价格合理，使用量少，效果显著，可快速达到处理的效果。本实验考察该种絮凝剂在锡阳极泥洗涤废水中的使用效果。

2 絮凝剂的性质

阴离子型聚丙烯酰胺（APAM），外观为白色粉粒，分子量为600万～2500万。阴离子型PAM水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂，有效的pH值范围为7～14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。

3 絮凝剂的配制

在常温下，用托盘天平称量5g聚丙烯酰胺，量取100mL去离子水，将搅拌器放入量取好的离子水中，调节搅拌速度在200r·min-1，缓慢、均匀地加入称好的试剂，防止出现大块絮团和鱼眼现象。整个溶解过程中要保持器皿和工具的清洁，以免试剂受玷污或结团导致失效。

4 絮凝剂在锡阳极泥洗涤废水中的使用条件

4.1 使用絮凝剂时锡阳极泥洗涤废水的pH值

分别取5杯2L的锡阳极泥洗涤废水（锡含量相同），用盐酸和氢氧化钠溶液调节pH为5～9，然后再边搅拌边缓慢加入预先配制好的聚丙烯酰胺水溶液10mL。加完搅拌15min后静置，澄清后取上清液化验锡含量。实验数据见表1。

表1 pH值对锡阳极泥洗涤废水效果的影响

由表1可以看出，酸度偏高或者偏碱时，聚丙烯酰胺的絮凝除杂效果都会变差，当pH在7～8之间时，絮凝剂可将锡阳极泥洗涤废水中的锡含量降至0.5g·L-1以下。

4.2 絮凝剂在锡阳极泥洗涤废水中的用量

分别取5批锡含量分别为2.0g·L-1、1.8g·L-1、1.5g·L-1、1.7g·L-1、1.6g·L-1的锡阳极泥洗涤废水，每种含量各取5杯2L，分别命名为1#、2#、3#、4#、5#，调节pH在7～8之间，分别加入不同量的聚丙烯酰胺水溶液。加完搅拌15min后静置，澄清后取上清液化验锡含量，实验数据见表2。

表2 PAM用量对锡阳极泥洗涤废水处理效果的影响

由表2可以看出，随着聚丙烯酰胺加入量的增加，洗涤废水中的锡含量也随之下降，当加入量在4mL以上时废水中的锡含量可降至0.1 g·L-1以下。要确保锡金属完全沉降，应保持絮凝剂稍微过量，因此认为加5mL比较合适。通过计算确定聚丙烯酰胺的用量以125g·（L废水）-1为宜。

4.3 加絮凝剂后洗涤废水静置时间

絮凝剂加入洗涤废水时的搅拌时间无需过长，视废水处理量多少，待絮凝剂充分与废水混合即可。但在工业上希望能尽快处理和排放废水，故还需观察废水静置效果。

分别取5杯2L的锡阳极泥洗涤废水（锡含量相同），将pH调节至7～8，然后边搅拌边缓慢加入预先配制好的聚丙烯酰胺水溶液5mL。加完搅拌15min后静置，分别在静置1h、2h、3h、4h、5h时取上清液化验锡含量，实验数据见表3。

表3 静置时间对洗涤废水处理效果的影响

由表3和观察结果中可知，静置时间越长，溶液越清亮，锡含量也越低。当静置时间超过3h时，溶液的锡含量降至0.1g·L-1以下。为了保证悬浮物充分沉降，认为静置时间定为4h为宜。

5 结论

我公司采用聚丙烯酰胺絮凝剂处理电解锡阳极泥洗涤废水，达到了降低废水中锡含量的目的，减少了金属流失，在节能减排回收金属方面具有重要意义。通过实验我们得出以下结论：

1）在电解锡阳极泥废水中加入阴离子型PAM，可达到降低废水中锡含量的作用；

2）使用絮凝剂时应将废水pH值调节至7～8之间；

3）在处理洗涤废水时絮凝剂的用量应在125g·（L废水）-1为宜；

4）用絮凝剂处理后的洗涤废水在静置4h后可以排放。

[1] 谢丹丹.电解锡阳极泥中硫酸根脱除的方法[J].大众科技，2012(1)：184.

[2] 姚玉英.化工原理[M].天津：天津大学出版社，2001.

[3] 杨璐璐.聚丙烯酰胺在废水、污水处理中的作用[J].交通环保，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

谢丹丹，在职研究生，柳州华锡铟锡材料有限公司工程师，从事锡化工产品生产与研究工作，电话：13737233132，E-mail: 149168830@qq.com

2016-09-02