冶金工程氧化铋从废水中除氯机理研究周正华1，叶龙刚21.株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲412007；2.湖南工业大学材料与先进制造学院,湖南株洲412007中图分类号：TF813文献标识码：A文章编号：1001−0076（2023）01−0132−08DOI：10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.01.014摘要氧化铋在锌冶炼中用于废水脱氯已有研究和应用，但除氯机理和边界条件仍有不明之处。在热力学计算的基础上，研究了氧化铋在酸化—吸附除氯—碱性脱氯—再生循环全流程使用中的物相和形貌转变。热力学计算结果表明，Bi3+-ClH2O系在pH为0~10范围内，Cl可通过形成BiOCl沉淀除去，随着pH值的升高，Bi的物相依次从Bi3+向BiOCl、Bi2O3转变。在n(Bi)∶n(Cl)=1∶1时，溶液中最低Cl质量浓度为3.91mg/L，而SO42-的存在对氯的分布没有影响。试验研究显示，氧化铋(Bi2O3)在硫酸质量浓度高于和低于60g/L酸化时分别生成硫酸铋和碱式硫酸铋，形貌也从簇状向规则棒状转变，两者均可与Cl在酸性溶液中吸附形成BiOCl沉淀，BiOCl沉淀经NaOH碱洗后再生为Bi2O3，可返回利用。氧化铋经10个循环后，Cl去除率仍高于90%，除氯稳定性好。关键词除氯；湿法炼锌；废水；氧化铋；酸化由于含锌二次资源的利用和冶炼工业生产废水零排放的要求，使得氯等杂质离子在系统里不断富集，最终造成设备腐蚀加剧和影响电解等正常生产[1-5]。目前从废水中脱氯的方法有沉淀法、离子交换法、树脂吸附法、电化学法和离子膜法[6-9]，其中沉淀法因操作简单、处理量大而广泛使用，主要有氯化银法、氯化亚铜法和氯氧铋法。氯化银法成本太高，不适用于大量废水的处理；氯化亚铜法可利用冶炼过程中产生的铜渣，综合利用好，但循环利用差；氯氧铋法因铋绿色无毒、可循环利用，得到越来越多的应用。氯氧铋法原理是，氯氧铋具有难溶特性[10]，KSP=1.8×10−31，因此理论上可使氯降至完全除去的水平。Huang等研究了Bi2O3直接与氯形成氯氧铋沉淀而除去，但氯除去率仅为61.80%[11]。封志敏等研究了采用氧化铋从硫酸锌溶液中除氯[12]，在pH值2.0的条件下，溶液中残氯质量浓度为0.28g/L；刘伟锋等研究了硫酸氧铋从硫酸锰溶液中除氯[13]，首先将氧化铋硫酸酸化为硫酸氧铋，再加入硫酸锰溶液中进行除氯，在pH=1.0的条件下，除氯率达95.11%，残氯质量浓度为43.96mg/L。刘洪嶂进行了氧化铋在湿法炼锌除氯的产业化试验[14]，在氧化铋加入质量为溶液中氯质量的15～20倍时，可将硫酸锌溶液中的氯从1500mg/L降至300mg/L左右。吴文花等同样将...
