硫酸镍与不同含量的乙二胺混合都会呈现出什么颜色?
硫酸镍与不同含量的乙二胺混合都会呈现出黄颜色。
不同颜色是Ni的配合物所致,由于NH2-基存在多余电子,Ni原子本身存在d带空穴,因此这两种物质可以形成配合物,因此可以有粉红色、蓝色等多种颜色。
作用与用途
主要用于电镀工业,是电镀镍和化学镍的主要镍盐,也是金属镍离子的来源,能在电镀过程中,离解镍离子和硫酸根离子。硬化油生产中,是油脂加氢的催化剂。医药工业用于生产维生素C中氧化反应的催化剂。无机工业用作生产其他镍盐如硫酸镍铵、氧化镍、碳酸镍等的主要原料。
硫酸镍和乙二胺反应方程式:sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB
sin(A-B)=sinAcosB-cosAsinB
cos(A+B)=cosAcosB-sinAsinB
cos(A-B)=cosAcosB+sinAsinB
搜索
镍行情明天早上走势
镍的价格2020走势分析
硝酸镍价格今日行情
镍回收价格是多少
工业氨水对人有害吗
什么废料能提取镍
氢氧化钠20克/L;碳酸钠20克/L;磷酸钠70克/L;氯化钠2克/L;工作电压:8-15V;2.电源极性正接
二、活化液:
硫酸(H2SO4)80克/L;硫酸铵100克/L
先称量硫酸铵放入1000ml烧杯中,加蒸馏水500ml搅拌溶解,慢慢加硫酸后,加海洋污染至1000ml;1.工作电压:8-15V;2.电源极性正或反。
三、碱性铜液:
硫酸铜250g/L;乙二胺250g/L;氨三乙酸150g/L;硝酸铵50g/L;硫酸钠20g/L
1、配后为蓝色,PH值6-8,金属离子含量68/C;2.工作电压8-14V;3.电源的极性,正接;4.适合难镀材料的刷镀。
四、高速酸铜液:
硫酸铜40g/L;硝酸铜430g/L
1.深蓝色,PH值91.5-2.5;2.金属离子含量123g/C;3.工作电压:10-15;电源极性:正接注:加入硫脲0.2g/:L可提高亮平整度。
五、特殊镍液:硫酸镍400g/L;氯化镍20g/L;盐酸20g/L;乙酸68g/L
配后为深绿色,PH值12;工作电压:10-18V源术性:反接;先用18V电压冲击一遍被镀表面,然后再降至12V
六、快速镍:
硫酸镍200g/L;氨沙沙(25%)100ml/L;柠檬酸铵23g/L;乙酸铵23g/L;草酸铵0.1g/L
配后为蓝绿色,PH值7-8;金属含量52g/C;工作电压:8-14V;电源极性:正接。
七、光亮镍液:
氯化亚锡10g/L;盐酸40ml/L;温度:室温;时间:3-5分钟
八、敏化液:
氯化亚锡10g/L;盐酸40ml/L;温度:室温;时间:3-5分钟
注:(1)配制溶液用去离子水;(2)药品必须是试剂型:(3)氯化亚锡必须先溶于盐酸;(4)旧液可少量加入锡粒;(5)当旧液中有白色沉淀产生时可加入盐酸,若仍不能使溶液澄清。则应进行过滤。
九、活化液:(一)
硝酸银3g/L(为催化剂);氨水(25%)8g/L;温度:室温;时间:3-5分钟
注:1.要用去离子水配制;2.清洗用去离子水;3.配液先将硝酸银于沙沙后,在搅拌下缓缓加入氨水,当溶液由浑浊变清时停止添加氨沙沙;4.用时不要将敏化液带入5.避光保存;6.溶液变成黑褐色说明药液失效。
活化液:(二)
氯化钯3g/L(为催化剂)盐酸10ml/L:水蒸馏
十、化学镀铜液:
硫酸铜4.9g/L;酒石酸钾纳34g/L;甲醛(37%)13g/L;氢氧化钠6.8g/L;碳酸钠3.2g/L;氯化镍1g/L;PH值:12;温度:15-25度
溶液配制:
(1)将硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、碳酸钠、氧化镍,分别用适量的去离子水溶解;
(2)将硫酸铜溶液与酒石酸甲钠溶液相混合;
(3)加入氢氧化钠、碳酸钠溶液;
(4)加入氯化钠镍溶液;
(5)用去离子水规定体积;
(6)加入甲醛后即可使用。
注:1.防止污染药液;
2.定期更换药液,及时清除药液中的铜颗粒及其它金属;
3.溶液不用时用稀硫酸将溶液PH值降至9-10存放,使用前再用氢氧化钠溶液调到正常PH值
4.补加药品时应配成稀溶液在搅拌下加入;
5.对多次使用的溶液定期更换分旧液。
十一、化学镍配方:
硫酸镍20g/L;次磷酸钠30g/L;柠檬酸钠10g/L;氯化钠30g/L;氨水-调整PH值至要求;PH值:8.5-9.5;温度:30度
十二、泡铜水配方:
1.古铜色:硫酸铜30g/L;氯化铵20g/L;氯化化钠20g/L;氯化锌1g/L;醋酸(36%)3-ml/L;室温。基材:铜
2.金黄色:硫化钾0.8g/L;硫化铵1g/L;硫化钡0.3g/L;硫化钠4g/L;高锰酸钾0.13g/L;双氧水(30%)0.7g/;定时补充双氧水;室温;基材:铜。
3.金黄色:硫酸钡0.25g/L;硫化钠0.6g/L;硫化钾0.75g/L;室温。基材:铜
4.蓝色:硫酸铜130g/L;氯化铵13g/L;氨水(28%)30ml/L;醋酸(36%)10ml/L;室温。基材:铜
5.蓝色:氢氧化钠25g/L;碳酸铜50g/L;温度:60-75度。基材:合金铜
6.褐色:硫化钡9g/L:碳酸铵2g/L;室温。基材:铜
7.褐色:硫化铵0.5g/L;氧化铁12g/;室温。基材:合金铜。涂布后放置
8.红色:硫酸铜25g/L;氯化钠200g/L;温度:500度。时间:5-10分钟。基材:铜
9.古绿色:氯化铵350g/L;醋酸铜200g/L;室温。基材:合金铜关键词:金属 配方 非金属
预防措施
防止皮肤过敏首先应当保持充足的睡眠和适当的体育锻炼,以增加机体的抵抗力和适应能力。其次,由于秋季是个容易发生过敏的季节,因此,无论是使用化妆品还是吃食物,尤其是海鲜,都应当根据自己的机体状况和肤质特性加以选择,以免加重皮肤的过敏程度。有条件的可以到医院去做过敏原测试,以便采取相应的预防措施。
日常护理
一是做好皮肤日常护理在气温偏暖季节,过敏症患者常以为外界气温较暖,皮脂腺分泌功能旺盛,而放弃对皮肤的保养,或是过多地使用洗面奶及去脂力强的洁肤用品。这容易破坏皮脂膜而降低皮肤抵抗力,引发皮肤过敏。许多人皮肤过敏后,又停止了护理保养,致使皮肤水分不足,容易起皱,导致恶性循环。因此,无论寒暑春秋,过敏症患者都要十分小心护理皮肤,除了保持每天3次温水洗脸外,还要用些特效疗肤水、疗肤霜,爽肤、润肤,持之以恒。
二是采用饮食调理脱敏法过敏症患者要注意饮食营养的均衡,少食用油腻、甜食及刺激性食物、烟、酒等。某些食物也是致敏原,要注意加以辨别。多吃维生素丰富的食物可以增强机体免疫能力。根据营养学家的研究,洋葱和大蒜等含有抗炎化合物,可防过敏症的发病。另有多种蔬菜和水果亦可抵抗过敏症,其中椰菜和柑橘功效特别显著。过敏性体质者最好每天喝些豆浆。
三是采用脱敏治疗法对某些症状严重的患者,可求助于医学手段,改变过敏性体质。医生在这种疗法中要用化学方法改变患者血清,使其稀释。向皮下注射改变了的致敏原和乳类、花粉等物质制成的抗原浸液,并逐渐增加致敏原的浓度,以调整人体免疫系统,使过敏者体内产生对过敏物质的抵抗力,从而有效地防止过敏。
如何选用皮肤过敏护肤品
秋天到了,很多女性的皮肤无论用什么洗面奶都过敏,属过敏性皮肤。该怎样选护肤品?
由于敏感肌肤的症状因人而异,其表现也各不相同。因此,选择护肤品要十分慎重,购买时可遵循以下原则:
1、不选气味太芳香的产品,因其含香料太多,太复杂,容易引起过敏。
2、含酒精和果酸成分的产品也要慎用,因酒精和果酸对皮肤刺激大,对敏感性肌肤无疑雪上加霜。
3、不使用深层清洁的磨砂膏和去角质霜,这些都是加重过敏的产品。
4、购买时,应选标有“敏感肌肤用”,或有“低过敏”、“经皮肤科医生测试”等字样的产品
1、配位均匀沉淀法
配位均匀沉淀法是先在金属盐溶液中加入某种配位剂,使之转化为可溶的配位化合物,再加入沉淀剂并控制沉淀剂的加入方式或滴加速度以获得纳米颗粒。基本原理是先将金属离子与某种合适的配位剂反应,生成能与沉淀剂溶液共存的金属的配合物溶液,然后改变反应体系条件,使配合物的平衡向解离方向移动,当溶液中的金属离子达到一定浓度后,便与溶液体系中的沉淀剂发生反应生成沉淀。由于金属离子与沉淀剂都均匀地分散在整个体系中,故沉淀也是均匀地生成、析出,从而避免了因为沉淀剂或金属离子浓度局部过大而产生团聚,而且其粒径容易控制。周根陶等[7]在一定浓度的Ni(NO3)2·6H2O溶液中,加入稍过量的乙二胺溶液,加热搅拌20min后,冷却得到紫红色镍的乙二胺配合物溶液,在连续的磁力搅拌下加入一定浓度的NaOH溶液,搅拌、过滤、洗涤得到浅绿色的纳米Ni(OH)2。在80℃真空中干燥8 h,热处理分解脱水后得Ni(OH)2超微粉末。周根陶等还考察了不同浓度的沉淀剂以及反应温度对纳米Ni(OH)2晶核形成和颗粒生长的影响。
此法的原理简单、工艺方法简便、易于生产,制备出的产品粒度可控、纯度高,适用于大批量生产的前期实验工作。但主要实施缺点是对pH值的控制精度要求过高,需要长时间的在线监测,而细微的Ni(OH)2沉积和电极表面的腐蚀又降低了pH值的精准度。
2、均相沉淀法
均相沉淀法是指通过控制溶液中沉淀剂浓度的增加速度,使溶液中的沉淀处于平衡状态,且使沉淀在整个溶液体系中均匀地出现。它通常是通过溶液中的化学反应使沉淀剂缓慢地生成和释放,从而克服了由反应体系外部向溶液中加沉淀剂而造成的沉淀剂局部不均的缺点[8]。一般地,沉淀剂可通过易缓慢水解的物质如尿素、六亚甲基四胺等生成。沉淀剂浓度很低,颗粒生长速度和纳米粒子团聚即得到有效控制,反应产物颗粒度均匀,粒径分布窄,纯度高。夏熙等[9]以NiSO4为原料,以尿素为沉淀剂,采用此法制备了纳米Ni(OH)2颗粒,并研究了纳米Ni(OH)2的衍射峰特征、热重和差热分析等情况,得到了类球状、平均粒径小于100 nm的Ni(OH)2,为α、β混合型纳米Ni(OH)2。
工业上生产Ni(OH)2应用均相沉淀法较多,此方法工艺简单、对设备要求低,得到的沉淀物颗粒均匀致密,粒度小、分布窄、团聚小。但阴离子的洗涤较为复杂,这是沉淀法普遍存在的问题。
3、沉淀转换法
沉淀转换法是根据难溶化合物溶度积的不同,通过控制沉淀转化的条件来限制颗生粒长并防止颗粒团聚,从而获得分散性较好的超微粒子。例如通过镍盐和盐反应生成草酸镍盐,限制反应体系的温度、搅拌强度、pH值等工艺条件,加入一定量的表面活性剂和碱液,使之发生沉淀反应。表面活性剂一定要适量,若加入量过少,它对已生成的Ni(OH)2颗粒的包覆作用较弱,不能有效地抑制颗粒的继续生长,造成Ni(OH)2颗粒过大;若加入量过多,它对纳米Ni(OH)2颗粒的包覆作用太强,使得纳米颗粒晶核生长缓慢,晶粒变小,镍离子沉淀时间过长,草酸镍转化不完全。同时反应体系温度对纳米Ni(OH)2的生长也有重要影响。若反应温度过高,转化反应速率过快,甚至有些离子能穿透颗粒表面的表面活性剂膜层继续生长,使颗粒生长失去控制,晶粒变大;若反应温度太低,则会引起转化速率变缓,反应时间延长。赵力等[10]人利用硝酸镍与草酸钠反应生成草酸镍,在控制pH值为12、温度为60℃并在连续搅拌的情况下,依次加入表面活性剂tween-80和NaOH溶液,使沉淀生成,然后洗涤、离心产品,于100℃下干燥10 h获得颗粒尺寸为30~60 nm的纳米β-Ni(OH)2产品,呈类球形或椭球形。同时也考察了转化温度、表面活性剂浓度与纳米Ni(OH)2晶核生长、反应转化率之间的关系。
此方法优点主要有:原料成本低、工艺流程短、设备简单、操作方便、效率高等,易实现产业化。
4、水热法
水热法是在特定的密闭反应器(如高压釜)中,采用水作为反应体系,通过将反应体系加热至(或接近)临界温度,在反应器中产生高压环境,使一些在常温常压下反应速度很慢的反应可以实现快速反应。
取0.8mol/L硫酸镍水溶液20mL加入100mL烧杯中,在连续搅拌的条件下,加入1.6mol/L的NaOH水溶液,待沉淀完全后,继续搅拌10min,用一定浓度的H2SO4溶液或NaOH溶液调节反应混合物的pH值,然后将反应混合物加入50mL内衬聚四氟乙烯的反应釜内,填充度为80%,密封后放入烘箱内,一定温度下反应12h。反应结束,自然冷却到室温,过滤,用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤产品三次,在80℃下干燥2h,制得了纳米棒状的Ni(OH)2。实验结果表明:Ni(OH)2纳米棒形成的最佳条件是180~200℃,pH值为9~10。水热反应时间对纳米Ni(OH)2的形貌和结构都有重要的影响;而填充度只对纳Ni(OH)2的形貌有重要影响,而对其结构没有影响。
水热法为各种前驱体的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法获得的、特殊的物理和化学环境。粉体的形成经历了溶解、结晶过程,相对于其他制备方法具有晶粒发育完整、粒径小、分布均匀、颗粒团聚较少、可使用价格低廉的原料、易获得合适的化学计量物和晶型等优点。目前,此法多用于实验室。
5、反相胶束法(微乳液法)
反相胶束法也称为微乳液法。反相胶束液是由表面活性剂、助表面活性剂、有机溶剂和水四部分组成的透明、低粘度、各相同性的热力学稳定系统。其中有机溶剂为分散介质,水为分散相,表面活性剂为乳化剂。微乳液即水核为油包水型的溶液。水核是指表面活性剂溶解在有机溶剂中,当其浓度超过临界胶束浓度时,形成亲水基头朝内、疏水基链朝外的液体微粒结构[13]。由于化学反应是发生在水核内部,受水核直径控制,而水核又受[H2O]/[表面活性剂]的影响,因此,可以通过调节[H2O]/[表面活性剂]的比值来控制水核的半径达到纳米水平,从而控制生成物颗粒的成核和生长,以获得各种粒径的分散性好的纳米粒子。作为“微型反应器”的水核还拥有很大的界面,同时又受到表面张力的作用,水核呈球形。这样反应仅限于水核内部,有效地避免了颗粒间的团聚,而且得到的纳米粒子具有粒径分布较窄、呈球形或椭球形并且分散性好等优点。赵力[12]等采用由正己醇/TX-100/环己烷/水溶液组成的微乳液体系制备出了纳米Ni(OH)2,并研究了纳米Ni(OH)2掺杂普通粒径Ni(OH)2的电化学性能。研究结果表明,其晶型为β型,形状为球形或椭球形,粒径为40~70 nm,被掺杂的普通球形Ni(OH)2的利用率提高了10% 以上。
01 化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中投入药剂,使溶解态的重金属转化成不溶于水的化合物沉淀,再将其从水中分离出来,从而达到去除重金属的目的。
化学沉淀法因为操作简单,技术成熟,成本低,可以同时去除废水中的多种重金属等优点,在电镀废水处理中得到广泛应用。
1.碱性沉淀法
碱性沉淀法是向废水中投加NaOH、石灰、碳酸钠等碱性物质,使重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而被去除。该法具有成本低、操作简单等优点,目前被广泛使用。
但是碱性沉淀法的污泥产量大,会产生二次污染,而且出水pH偏高,需要回调pH。NaOH由于产生污泥量相对较少且易回收利用,在工程上得到广泛应用。
2.硫化物沉淀法
硫化物沉淀法是通过投加硫化物(如Na2S、NariS等)使废水中的重金属形成溶度积比氢氧化物更小的沉淀,出水pH在7~9,无需回调pH即可排放。
但是硫化物沉淀颗粒细小,需要添加絮凝剂辅助沉淀,使处理费用增大。硫化物在酸性溶液中还会产生有毒的HS气体,实际操作起来存在局限性。
3.铁氧体法
铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的,令废水中的各种重金属离子形成铁氧体晶体一起沉淀析出,从而净化废水。该法主要是通过向废水中投加硫酸亚铁,经过还原、沉淀絮凝,最终生成铁氧体,因其设备简单、成本低、沉降快、处理效果好等特点而被广泛应用。
pH和硫酸亚铁投加量对铁氧体法去除重金属离子的影响,确定镍、锌、铜离子的最佳絮凝pH分别为8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亚铁离子与它们摩尔比均为2~8,而六价铬的最佳还原pH为4.00~5.50,最佳絮凝pH则为8.00~10.50,最佳投料比为20。出水的镍含量小于0.5mg/L,总铬含量小于1.0mg/L,锌含量小于1.0mg/L,铜含量小于0.5mg/L,达到《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)中“表2”的要求。
化学沉淀法的局限性
随着污水排放标准的提高,传统单一的化学沉淀法很难经济有效地处理电镀废水,常常与其他工艺组合使用。
采用铁氧体-CARBONITE(一种具有物理吸附与离子交换功能的材料)联合工艺处理Ni含量约为4000mg/L的高浓度含镍电镀废水:先以铁氧体法控制pH为11.0,在Fe/Fe。摩尔比O.55,FeSO4·7H2O/Ni质量比21,反应温度35℃的条件下搅拌反应15min,出水Ni平均浓度从4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率达99.84%然后采用CARBONITE处理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,温度35℃的条件下反应6h,Ni去除率可达96.48%,出水Ni浓度为0.24mg/L,达到GB21900-2008中的“表2”标准。
采用高级Fenton一化学沉淀法处理含螯合重金属的废水,使用零价铁和过氧化氢降解螯合物,然后加碱沉淀重金属离子,不仅可以去除镍离子(去除率最高达98.4%),而且可以降低COD化学需氧量。
02 氧化还原法
1.化学氧化法
化学氧化法在处理含氰电镀废水上的效果尤为明显。该方法把废水中的氰根离子(CN一)氧化成氰酸盐(CNO-),再将氰酸盐(CNO-)氧化成二氧化碳和氮气,可以彻底解决氰化物污染问题。
常用的氧化剂包括氯系氧化剂、氧气、臭氧、过氧化氢等,其中碱性氯化法应用最广。采用Fenton法处理初始总氰浓度为2.0mg/L的低浓度含氰电镀废水,在反应初始pH为3.5,H202/FeSO4摩尔比为3.5:1,H202投加量5.0g/L,反应时间60min的最佳条件下,氰化物的去除率可达93%,总氰浓度可降至0_3mg/L。
2.化学还原法
化学还原法在电镀废水处理中主要针对含六价铬废水。该方法是在废水中加入还原剂(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、铁粉等)把六价铬还原为三价铬,再加入石灰或氢氧化钠进行沉淀分离。上述铁氧体法也可归为化学还原法。
该方法的主要优点是技术成熟,操作简单,处理量大,投资少,在工程应用中有良好的效果,但是污泥量大,会产生二次污染。采用硫酸亚铁作为还原剂,处理80t/d的含总铬7O~80mg/L的电镀废水,出水总铬小于1.5mg/L,处理费用为3.1元/t,具有很高的经济效益。
以焦亚硫酸钠为还原剂处理含80mg/L六价铬、pH为6~7的电镀废水,出水六价铬浓度小于0.2mg/L。
03 电化学法
电化学法是指在电流的作用下,废水中的重金属离子和有机污染物经过氧化还原、分解、沉淀、气浮等一系列反应而得到去除。
该方法的主要优点是去除速率快,可以完全打断配合态金属链接,易于回收利用重金属,占地面积小,污泥量少,但是其极板消耗快,耗电量大,对低浓度电镀废水的去除效果不佳,只适合中小规模的电镀废水处理。
电化学法主要有电凝聚法、磁电解法、内电解法等。
电凝聚法是通过铁板或者铝板作为阳极,电解时产生Fe2+、Fe或Al,随着电解的进行,溶液碱性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通过絮凝沉淀去除污染物。
由于传统的电凝聚法经过长时间的操作,会使电极板发生钝化,近年来高压脉冲电凝聚法逐渐替代传统的电混凝法,它不仅克服了极板钝化的问题,而且电流效率提高20%~30%,电解时间缩短30%~40%,节省电能30%~40%,污泥产生量少,对重金属的去除率可达96%~99%。
采用高压脉冲电絮凝技术处理某电镀厂的电镀废水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分别达到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
电混凝法通常也与其他方法结合使用,利用电凝聚法和臭氧氧化法联合处理电镀废水,以铁和铝做极板,出水六价铬、铁、镍、铜、锌、铅、TOC(总有机碳)、COD的去除率分别为99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年来内电解法受到广泛关注。内电解法利用了原电池原理,一般向废水中投加铁粉和炭粒,以废水作为电解质媒介,通过氧化还原、置换、絮凝、吸附、共沉淀等多种反应的综合作用,可以一次性去除多种重金属离子。
该方法不需要电能,处理成本低,污泥量少。通过静态试验研究了铁碳微电解法对模拟电镀废水的COD及铜离子的去除效果,去除率分别达到了59.01%和95.49%。然而,采用微电解反应柱研究连续流的运行结果显示,14d后微电解出水的COD去除率仅为10%~15%,铜的去除率降低至45%~50%之间,可见需要定期更换填料或对填料进行再生。
04 膜分离技术
膜分离技术主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的选择透过性来对污染物进行分离去除。
该方法去除效果好,可实现重金属回收利用和出水回用,占地面积小,无二次污染,是一种很有发展前景的技术,但是膜的造价高,易受污染。
对膜技术在电镀废水处理中的应用和效果进行了分析,结果表明:结合常规废水处理工艺与膜生物反应器(MBR)组合工艺,电镀废水被处理后的水质达到排放标准电镀综合废水经UF净化、RO和NF两段脱盐膜的集成工艺处理后,水质达到回用水标准,RO和NF产水的电导率分别低于100gS/cm和1000gS/cm,COD分别约为5mg/L和10mg/L镀镍漂洗废水通过RO膜后,镍的浓缩高达25倍以上,实现了镍的回收,RO产水水质达到回用标准。
投资与运行费用分析表明:工程运行1年多即可收回RO浓缩镍的设备费用。
液膜法并不是采用传统的固相膜,而是悬浮于液体中很薄的一层乳液颗粒,是一种类似溶剂萃取的新型分离技术,包括制膜、分离、净化及破乳过程。
美籍华人黎念之(NormanN.Li)博士发明了乳状液膜分离技术,该技术同时具有萃取和渗透的优点,把萃取和反萃取两个步骤结合在一起。乳化液膜法还具有传质效率高、选择性好、二次污染小、节约能源和基建投资少的特点,对电镀废水中重金属的处理及回收利用有着良好的效果。
05 离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂对废水中的有害物质进行交换分离,常用的离子交换剂有腐殖酸物质、沸石、离子交换树脂、离子交换纤维等。离子交换的运行操作包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤。
此方法具有操作简单、可回收利用重金属、二次污染小等特点,但离子交换剂成本高,再生剂耗量大。
研究强酸性离子交换树脂对含镍废水的处理工艺条件及镍回收方法。结果表明:pH为6~7有利于强酸性阳离子交换树脂对镍离子的去除。离子交换除镍的适宜温度为30℃,适宜流速为15BV/h(即每小时l5倍树脂床体积)。适宜的脱附剂为10%盐酸,脱附液流速为2BV/h。前4.6BV脱附液可回用于配制电镀槽液,平均镍离子质量浓度达18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l树脂对cr(VI)的吸附能力,发现Cr(VI)在低浓度时,树脂的交换吸附率是由液膜扩散和化学反应控制的。CHS一1树脂对Cr(VI)的最佳吸附pH为2~3,在298K下其饱和吸附能力为347.22mg/g。CHS一1树脂可以用5%的氢氧化钠溶液和5%氯化钠溶液来洗脱,再生后吸附能力没有明显的下降。
使用钛酸酯偶联剂将1一Fe203与丙烯酸甲酯共聚,在碱性条件下进行水解,制备出磁性弱酸阳离子交换树脂NDMC一1。
通过对重金属Cu的吸附研究发现,NDMC—l树脂粒径较小、外表面积大,因而具有较快的动力学性能。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
06 蒸发浓缩法
蒸发浓缩法是通过加热对电镀废水进行蒸发,使液体浓缩达到回用的效果。一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属浓度高的废水,用其处理浓度低的重金属废水时耗能大,不经济。
在处理电镀废水中,蒸发浓缩法常常与其他方法一起使用,可实现闭路循环,效果不错,比如常压蒸发器与逆流漂洗系统联合使用。蒸发浓缩法操作简单,技术成熟,可实现循环利用,但是浓缩后的干固体处置费用大,制约了它的应用,目前一般只作为辅助处理手段。
07 生物处理技术
生物处理法是利用微生物或者植物对污染物进行净化,该方法运行成本低,污泥量少,无二次污染,对于水量大的低浓度电镀废水来说是不二之选。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法和植物修复法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一种利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀来净化水质的方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,能使水中胶体悬浮物相互凝聚、沉淀。
生物絮凝剂与无机絮凝剂和合成有机絮凝剂相比,具有处理废水安全无毒、絮凝效果好、不产生二次污染等优点,但其存在活体生物絮凝剂不易保存,生产成本高等问题,限制了它的实际应用。目前大部分生物絮凝剂还处在探索研究阶段。
生物絮凝剂可以分为以下三类:
(1) 直接利用微生物细胞作为絮凝剂,如一些细菌、放线菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物细胞壁提取物作为絮凝剂。微生物产生的絮凝物质为糖蛋白、黏多糖、蛋白质等高分子物质,如酵母细胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙酰葡萄糖胺、丝状真菌细胞壁多糖等都可作为良好的生物絮凝剂。
(3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。代谢产物主要有多糖、蛋白质、脂类及其复合物等。
近年来报道的生物絮凝剂主要为多糖类和蛋白质类,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,后者有MBF—W6、NOC—l等。陶颖等]利用假单胞菌Gx4—1胞外高聚物制得的絮凝剂对cr(Ⅳ)进行了絮凝吸附研究。
其研究结果表明,在适宜条件下Or(Ⅳ)的去除率可达51%。研究枯草芽孢杆菌NX一2制备的生物絮凝剂v一聚谷氨酸(T-PGA)对电镀废水的处理效果,实验证明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金属离子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物体自身的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属,然后通过固液分离,从水中分离出重金属。
可以从溶液中分离出重金属的生物体及其衍生物都叫做生物吸附剂。生物吸附剂主要有生物质、细菌、酵母、霉菌、藻类等。该方法成本低,吸附和解析速率快,易于回收重金属,具有选择性,前景广阔。
研究各种因素对枯草芽胞杆菌吸附电镀废水中Cd效果的影响,结果表明:pH为8、吸附剂用量为10g/L(湿重)、搅拌转数为800r/min、吸附时间为10min的条件下,废水中镉的去除率达93%以上。
吸附镉后的枯草芽胞杆菌细胞膨大,色泽变亮,细胞之间相互粘连。Cd2+与细胞表面的钠进行了离子交换吸附。
壳聚糖是一种碱性天然高分子多糖,由海洋生物中甲壳动物提取的甲壳素经过脱乙酰基处理而得到,可以有效地去除电镀废水中的重金属离子。
通过乳化交联法制备了磁性二氧化硅纳米颗粒组成的壳聚糖微球,然后用乙二胺和缩水甘油基三甲基氯化反应的季铵基团改性,所得生物吸附剂具有很高的耐酸性和磁响应。
用它来去除酸性废水中的cr(VI),在pH为2.5、温度为25℃的条件下,最大吸附能力为233.1mg/g,平衡时间为40~120min[取决于初始Cr(VI)的浓度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液进行吸附剂再生,解吸率达到95.6%,因此该生物吸附剂具有很高的重复使用性。
3.生物化学法
生物化学法是指微生物直接与废水中的重金属进行化学反应,使重金属离子转化为不溶性的物质而被去除。
从电镀废水中筛选分离出3株可以高效降解自由氰根的菌种,在最佳条件下可以将80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究发现,有许多可以将cr(VI)还原成低毒cr(III)的微生物,如无色杆菌、土壤细菌、芽孢杆菌、脱硫弧菌、肠杆菌、微球菌、硫杆菌、假单胞菌等,其中除了大肠杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌、假单胞菌等可以在好氧条件下还原Cr(VI),其余大部分菌种只能在厌氧条件下还原cr(VI)。
R.S.Laxman等发现灰色链霉菌能在24~48h内把cr(VI)还原成cr(III),并能够将cr(III)显著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吴乾菁等从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌种,并获得了SR系列复合功能菌,该功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金属的功效,并在此基础上进行了工程应用,取得较好的效果。
4.植物修复法
植物修复法是利用植物的吸收、沉淀、富集等作用来处理电镀废水中的重金属和有机物,达到治理污水、修复生态的目的。
该方法对环境的扰动较少,有利于环境的改善,而且处理成本低。人工湿地在这方面起着重要的作用,是一种发展前景广阔的处理方法。
李氏禾是一种可富集金属的水生植物,在去除水中重金属方面具有很大的潜力。在人工湿地种植了李氏禾,用以处理含铬、铜、镍的电镀废水,使它们的含量分别降低了84.4%、97.1%和94_3%。当水力负荷小于0.3m/(m2·d1时,出水中的重金属浓度符合电镀污染物排放标准的要求当进水铬、铜和镍的浓度为5、10和8mg/L时,仍能达标排放。
可见用李氏禾处理中低浓度的电镀废水是可行的。质量平衡表明,铬、铜和镍大部分保留在人工湿地系统的沉积物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面积大的多孔性材料来吸附电镀废水中的重金属和有机污染物,从而达到污水处理的效果。
活性炭是使用最早、最广的吸附剂,可以吸附多种重金属,吸附容量大,但是活性炭价格昂贵,使用寿命短,需要再生且再生费用不低。一些天然廉价材料,如沸石、橄榄石、高岭土、硅藻土等,也具有较好的吸附能力,但由于各种原因,几乎没有得到工程应用。
以沸石作为吸附剂处理电镀废水,发现在静态条件下,沸石对镍、铜和锌的吸附容量分别达到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除电镀废水中的Cr(vI),
然后通过外部磁场分离,使得cr(VI)的去除率达到97.11%。而在10rain的磁选后,浊度由4075NTU降至21.8NTU。其研究还证实了吸附过程后,磁性生物炭仍保留原来的磁分离性能。近年来又研制开发了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附剂以及纳米材料吸附剂。
纳米技术是指在1~100nm尺度上研究和应用原子、分子现象,由此发展起来的多学科交叉、基础研究与应用紧密联系的科学技术。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应,因而具有更高的催化活性。
纳米材料的表面效应使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面积,所以纳米材料在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力。雷立等l采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
结果表明:pH=5时,初始浓度分别为200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能优于传统吸附材料。纳米技术作为一种高效、节能环保的新型处理技术,得到人们的广泛认同,具有很大的发展潜力。
09 光催化技术
光催化处理技术具有选择性小、处理效率高、降解产物彻底、无二次污染等特点。
光催化的核心是光催化剂,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化学稳定性好、无毒、兼具氧化和还原作用等诸多特点。TiO:在受到一定能量的光照时会发生电子跃迁,产生电子一空穴对。
光生电子可以直接还原电镀废水中的金属离子,而空穴能将水分子氧化成具有强氧化性的OH自由基,从而把很多难降解的有机物氧化成为COz、H:0等无机物,被认为是最有前途、最有效的水处理方法之一。
以悬浮态的TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应。结果表明:当TiO2投加量为2g/L,废水pH=4时,在300W高压汞灯照射下,载入60mL/min的空气反应40rain,对120mg/LEDTA络合铜废水中Cu(II)与COD的去除率分别达到96.56%和57.67%。实施了“物化一光催化一膜”处理电镀废水的工程实例,出水COD去除率达到70%以上,同时TiO2光催化剂可重复使用。
膜法的引入可大大提高水质,使处理后水质达到中水回用标准,提高了电镀废水的资源化利用率,回用率达到85%以上,大大节约了成本。然而光催化技术在实际应用中受到了很多的限制,如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低,催化剂的载体不成熟,遇到色度大的废水时处理效果大幅下降,等等。不过光催化技术作为高效、节能、清洁的处理技术,将会有很大的应用前景。
10 重金属捕集剂
重金属捕集剂又叫重金属螯合剂,它能与废水中的绝大部分重金属离子产生强烈的螯合作用,生成的高分子螯合盐不溶于水,通过分离就可以去除废水中的重金属离子。
重金属捕集剂处理后的重金属废水中剩余的重金属离子浓度大部分都能达到国家排放标准。以二硫代氨基甲酸盐重金属离子捕集剂XMT探讨了不同因素对Cu的捕集效果,对Cu去除率在99%以上,出水Cu浓度小于0.05mg/L,出水远低于GB21900-2008的“表3”标准。
选取3种市售重金属捕集剂对实际电镀废水中的Cu2+、Zn2+、Ni进行同步深度处理,发现三聚硫氰酸三钠(简称TMT)对Cu的去除效果最为显著,投加量少且效果稳定,但对Ni的去除效果较差。甲基取代的二硫代氨基甲酸钠(以Me2DTC表示)的适用性最强,对3种重金属离子均具有良好的去除效果,可达到GB21900-2008中的“表3”排放标准,且在DH=9.70时处理效果最佳。至于乙基取代的二硫代氨基甲酸钠(Et2DTC),对Ni的去除效果不佳。
重金属捕集剂因高效、低能、处理费用相对较低等特点而有很大的实用性。
结语
电镀废水成分复杂,应尽量分工段处理。在选择处理方法时,应充分考虑各种方法的优缺点,加强各种水处理技术的综合应用,形成组合工艺,扬长避短。
重金属具有很大的回收价值且毒性大,在电镀废水处理过程中应多使用重金属回收利用的工艺,尽可能地减少排放。
基于化学沉淀法污泥产量大,电化学法能耗高,膜分离技术的膜组件造价高且易受污染等诸多问题,就现有电镀废水处理技术而言,应向着节能、高效、无二次污染的方向改进。
同时可与计算机技术相结合,实现智能化控制。还可结合材料学、生物学等学科,开发出更适合处理电镀废水的新型材料。