Chươn g3 Kết tủa
3.2 Kết tủa dới dạng hyđroxit và cacbonat
Đây là dạng kết tủa rất phổ biến nhất trong công nghệ xử lí nớc, nớc thải. Hầu hết các dạng nớc thải nhiễm kim loại nặng có thể xử lí bằng phơng pháp kết tủa kim loại dới dạng hyđroxit hoặc cácbonat. Tác nhân kết tủa chủ yếu là các hợp chất kiềm, ví dụ Ca(OH)2, Na2CO3.
Từ bảng 3.2 ta có 19 hợp chất dạng hyđroxit và cacbonat của 9 kim loại hay gặp trong xử lí nớc, nớc thải. Từ đây ta có thể tính lí thuyết nồng độ các kim loại cần xử lí có thể đạt đợc bằng kết tủa với hyđroxit hay sôđa. Kết quả tính đợc trình bày ở bảng 3.3.
Từ bảng 3.3 ta có nhận xét sau: nếu lấy nồng độ 1 mg/L làm tiêu chí xử lí thì chỉ có 11 phản ứng sử dụng đợc, trong đó trong phần lớn các trờng hợp các hợp chất dạng hyđroxit chiếm u thế hơn so với cacbonat của cùng ion kim loại (so nồng độ kim loại nằm cân bằng với hyđroxit hoặc cacbonat tơng ứng).
Ví dụ, kết tủa Cu2+ dạng cacbonat để lại dung dịch ít nhất là 1 mg/L, trong khi hyđroxit để lại chỉ 1,8.10–2 mg/L, nhỏ hơn 50 lần.
Bảng 3.3- Tích số tan KS của một số hợp chất thờng gặp trong công nghệ nớc và nồng độ
của các kim loại tơng ứng
No Công thức (pt. phân li) KS Nồng độ MeZ+, M Nồng độ MeZ+, mg/L
2 CaCO3 4,8.10−9 6,9.10−5 2,76 3 Ca(OH)2 (⇋ Ca2+ + 2OH−) 5,5.10−6 1,1.10−2 440 4 Cr(OH)3 (⇋ Cr3+ + 3OH−) 6,3.10−31 1,23.10−8 6,42.10−4 5 CuCO3 2,5.10−10 1,6.10−5 1,024 6 Cu(OH)2 (⇋ Cu2+ + 2OH−) 2,2.10−20 1,77.10−7 1,13.10−2 7 FeCO3 3,47.10−11 5,9.10−5 3,3 8 Fe(OH)2 (⇋ Fe2+ + 2OH−) 1.10–15 6,4.10–6 0,36 9 Fe(OH)3 (⇋ Fe3+ + 3OH–) 3,2.10–38 1,86.10–10 1,04.10–5 10 MgCO3 2,1.10–5 4,5.10–3 108
11 Mg(OH)2 (kết tủa mới) 6,0.10–10 5,3.10–4 12,7212 Mg(OH)2 (kết tủa già hoá) 12 Mg(OH)2 (kết tủa già hoá)
(⇋ Mg2+ + 2OH–)
1,8.10–11 1,65.10–4 3,96
13 MnCO3 1,8.10–11 4,2.10–6 0,23
14 Mn(OH)2 (⇋ Mn2+ + 2OH–) 1,9.10–13 3,62.10–5 1,99
15 NiCO3 1,3.10–7 3,6.10–4 21,2
16 Ni(OH)2 (mới kết tủa) 2.10–15 7,94.10–6 4,7.10–117 Ni(OH)2 (kết tủa già hoá) 6,3.10–18 1,16.10–6 6,8.10–2 17 Ni(OH)2 (kết tủa già hoá) 6,3.10–18 1,16.10–6 6,8.10–2
18 PbCO3 7,49.10–14 2,7.10–7 5,6.10–2
19 Pb(OH)2 (⇋ Pb2+ + 2OH–) 1,1.10–20 1,4.10–7 2,9.10–2
Tuy nhiên, khi áp dụng các số liệu ở đây cần lu ý: đây là số liệu của dung dịch cân bằng, trong nớc cất. Trong thực tế thờng nồng độ các kim loại còn lại trong n- ớc lớn hơn do ảnh hởng của nhiệt độ, do phản ứng cha tới cân bằng, và đặc biệt là pH và các yếu tố tạo phức có thể làm tăng độ tan hoặc phân li của kết tủa. Mặt khác, nồng độ khoáng hoà tan lại ảnh hởng tích cực đến sự kết tủa. Để có số liệu thực cần thử nghiệm với điều kiện gần thực tế nhất, các số liệu ở đây mang tính định hớng để lựa chọn tác nhân kết tủa. Ngoài ra, cần tham khảo thêm các tài liệu chuyên ngành.