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摘要：有色重金属湿法冶金、采选、电镀等行业每年都会产生大量含多种重金属的复杂废水。这些废水排入自然水体后,将严重污染生态环境、造成资源浪费。目前石灰法处理难以实现排放达标,出水含钙高回用难度大。传统的硫化法渣量大,重金属难以回收。为此,提出了高浓度酸性铜锌多金属废水分步硫化处理新方法,目的在于逐级回收重金属硫化物,通过研究取得了如下结果：研究绘制了298.15K下S(II)-H2O体系各含硫物种(S2-、HS-、 H2S)的离子分率an-pH图、E-pH图,(Cu、Zn)-S-H2O体系溶解平衡pM-pH图、E-pH图。S(II)-H2O体系an-pH图表明,pH达到12.5时,溶液中逐渐出现S2-,pH达到16时,S2-离子基本饱和。E-pH图表明,pH>12.8时,溶液中有S2-的产生。(Cu、Zn)-S-H2O体系pM-pH图表明,pH分别为7.75和8.36时,CuS、ZnS的溶解度达到最低。E-pH图表明,pH分别在0～12.5及-2～16.5范围内,溶液中有CuS、 ZnS沉淀的形成。研究获得了高浓度酸性含铜废水H2S处理优化工艺条件。铜初始浓度为500mg·L-1,溶液pH值为1.0,温度为25℃,S/Cu摩尔比为1.1：1,反应时间为50min,铜的脱除率可达99.18%。H2S处理铜离子气液接触反应为准一级动力学反应,当铜初始浓度为1g·L-’时,反应速率常数k为0.09685S-1。利用Material Studio6.0软件对CuS晶体进行了理论计算,CuS晶体中Cu原子失电子,S原子得电子。原子间存在Cu-S键和S-S共价键,Cu-S键稳定性比S-S键要高。理论计算表明了铜沉渣中主要以稳定的CuS晶体存在,沉降性能好,易于固液分离。针对高浓度酸性含锌废水,优化研究了H2S处理的工艺参数。锌初始浓度为100mg·L-1,溶液pH值为3,反应时间为80min,温度为35℃,H2S气体的体积分数为30%,Zn2+离子脱除率为99.54%。动力学分析表明,气液接触反应为准一级动力学反应,当锌初始浓度为500mg·L-1时,反应速率常数k为0.11931S-1。利用Material Studio6.0软件对ZnS晶体进行了理论计算,ZnS晶体中Zn原子失电子,S原子得电子,Zn、S原子间形成了共价成分较高的共价键。理论计算表明了锌沉渣结晶度高,有利于改善沉降性能、实现固液分离。提出并研究了高浓度酸性重金属废水中铜锌分步硫化处理与分离新方法。对模拟的高浓度酸性铜锌混合废水采用H2S气体进行了分步硫化,获得了最优工艺条件。温度为25℃,溶液pH值为1,H2S气体的体积分数为20%,铜初始浓度低于100mg·L-1,锌初始浓度低于500mg·L-1时,可达到较好的铜锌分离效果,其分离率高于75%,当铜、锌初始浓度均为100mg-L-1时,最佳分离率为99%以上,从而达到净化废水、回收高品位铜锌硫化物的目的。图62幅,表15个,参考文献131篇。