反应机理及工艺原理

 在天然磁黄铁矿处理重金属废水的初步应用中，其理论基础主要是沉淀溶解平衡。化学沉淀法-铁氧体法是指向废水中投加铁盐，通过控制工艺条件，使废水中的重金属离子在铁氧体的包裹、夹带作用下进入铁氧体的晶格中形成复合铁氧体，然后再采用固液分离的手段，一次脱除多种重金属离子的方法。

 经研究，溶液中铁氧体的形成可认为是一二阶段过程，即加碱(OH-)使Fe3+与Fe2+形成氢氧化物沉淀(初期溶胶)，然后“络合”生成中间络合物溶胶，这种溶胶最后“脱水”形成尖晶石型铁氧体，反映机理如(1)式所示。氧在其中的作用是调节Fe3+与Fe2+摩尔比，并未直接参与反应。如将任意二阶金属离子M2+取代(1)式中的Fe2+，则该式适用于含各种二价金属离子的废水，由此形成的铁氧分子式为MOFe203。根据晶体结构理论，凡离子半径介于0．6～1．0埃的二价金属离子，都有可能取代Fe2+进入铁氧体晶格中而不改变其晶格结构[6]

 形成铁氧体的重要条件是提供足量的Fe2+和 Fe3+。含重金属离子的废水中，一般或多或少地含有铁离子，但大多满足不了产生铁氧体的要求，通常是额外补加铁离子，如投加FeCl2或FeSO4等，投加后，一部分Fe2+氧化补充了Fe3+，达到Fe2+：Fe3+=1：2。

 本工艺主要原理是通过向重金属废水中添加 FeS，代替FeCl2或FeSO4的投加，并且FeS在水溶液中电离出的S2-也可以和重金属反应生成沉淀，使部分重金属得以去除，剩下的一部分重金属离子可以通过生成复合铁氧化体去除。