在鐵氧體中Fe2+和Fe3+以一定的物質(zhì)的量比存在，其理論值為0.5。但由于在實際反應(yīng)中，部分Fe2+會被氧化以及損耗，其最佳比值需根據(jù)廢水水質(zhì)經(jīng)實驗加以確定。實驗考察了在pH=10.5，m（FeSO4·7H2O）∶m（Ni2+）=21，反應(yīng)溫度為30 ℃，攪拌時間為15min 的條件下，不同n（Fe2+）∶n（Fe3+）對Ni2+去除率的影響，結(jié)果見圖4。

　　由圖4 可知，n（Fe2+）∶n（Fe3+）在0.4~0.5 之間有一峰值，當(dāng)比值太小，即Fe2+含量太少時，不能生成足夠的Fe（OH）2沉淀，無法滿足生成鐵氧體NiFe2O4的需要，因此Ni2+的去除率低。而過多的Fe3+的加入，會生成大量的Fe（OH）3沉淀，覆蓋了Fe（OH）2和Ni（OH）2，影響反應(yīng)的進行。另外，由于Fe2+容易被氧化以及部分損耗等原因，實際最佳比值會比理論值偏高一點，因此選定最佳n（Fe2+）∶n（Fe3+）為0.55。

圖4 n（Fe2+）∶n（Fe3+）對Ni2+去除率的影響

　　2.2.4反應(yīng)溫度的影響

　　在n （Fe2 + ）∶n （Fe3 + ） =0.55，m （FeSO4·7H2O）∶m（Ni2+）=21，pH=10.5，攪拌時間為15 min 的條件下，考察不同溫度下Ni2+的去除率，結(jié)果見圖5。

圖5 反應(yīng)溫度對Ni2+去除率的影響

　　由圖5 可知，開始時Ni2+的去除率隨著溫度的升高而升高，而后去除率緩慢降低，從總體上看，變化不大。分析其原因，主要是因為當(dāng)溫度過低時，重金屬離子運動速度慢，反應(yīng)速度慢，不利于鐵氧體的生成。當(dāng)溫度過高時，F(xiàn)e2+很容易被氧化，而且較高的溫度有利于氫氧化物膠體的破壞，也不適宜鐵氧體的生成〔4〕。根據(jù)實驗結(jié)果并考慮到加溫需增加加熱設(shè)備，使投資增大，確定30 ℃為最佳反應(yīng)溫度。

　　2.2.5攪拌時間的影響

　　在pH=10.5，m（FeSO4·7H2O）∶m（Ni2+）=21，反應(yīng)溫度為30 ℃，n（Fe2+）∶n（Fe3+）=0.55 的條件下，考察攪拌時間對Ni2+去除率的影響，結(jié)果見圖6。

圖6 攪拌時間對Ni2+去除率的影響

　　由圖6 可知，廢水中Ni2+的去除率隨著攪拌時間的增加而增加，當(dāng)攪拌時間≥l5 min 時，Ni2+的去除率基本不變，這是由于已生成了穩(wěn)定的黑色鐵氧體，反應(yīng)已基本完全，因此再增加攪拌時間，Ni2+去除率的增大不明顯。綜合考慮，選定最佳攪拌時間為l5 min。

　　3 結(jié)論

　　采用鐵氧體法對高濃度化學(xué)鍍鎳廢水進行了預(yù)處理。通過正交實驗和單因素實驗研究了pH、m（FeSO4·7H2O）∶m（Ni2+）、n（Fe2+）∶n（Fe3+）、反應(yīng)溫度和攪拌時間對化學(xué)鍍鎳廢水中Ni2+去除率的影響。結(jié)果表明，pH 是主要影響因素，其余4 個因素影響相對較小，而且無明確主次關(guān)系。在pH 為10.50 左右，n（Fe2+）∶n（Fe3+）=0.55，m（FeSO4·7H2O）∶m（Ni2+）=21，反應(yīng)溫度為30 ℃，攪拌時間為15 min 的最佳條件下，廢水中的Ni2+從4 212.5 mg/L 降至10 mg/L 以下，Ni2+去除率達到99.75%以上，該方法為后續(xù)處理奠定了良好的基礎(chǔ)。

　　該方法具有設(shè)備簡單，投資較少，沉渣可綜合利用，無二次污染等優(yōu)點，值得推廣并進一步研究。

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　　［作者簡介］彭人勇（1962—），2001 年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)，教授，碩導(dǎo)。