化學(xué)工程廢液處理及再生技術(shù)分析

蘭文秀

摘要：化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢液。廢液的種類繁多、成分復(fù)雜，多具有一定的揮發(fā)性、毒性或腐蝕性，直接接觸人體，可能會(huì)引起刺激、過敏、疼痛等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)引起中毒、灼傷甚至器官衰竭等永久性傷害。廢液在存放的過程中，因分類不合理，運(yùn)輸不謹(jǐn)慎，存放不規(guī)范等原因造成不同性質(zhì)的廢液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也會(huì)釀成可怕的事故。未經(jīng)處理的廢液排放到自然環(huán)境中也會(huì)滲入到土壤里、混合到地下水、揮發(fā)到空氣中，對(duì)我們?nèi)粘Ｉ畹沫h(huán)境造成危害，從而影響到我們的健康。因此，化學(xué)工作者要提高環(huán)保意識(shí)，建立切實(shí)可行、簡(jiǎn)單高效的廢液管理制度與處理方法，排除廢液安全隱患。這既是化學(xué)工作者應(yīng)盡的義務(wù)，也是不可推卸的責(zé)任。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)廢液;分類處理;再生技術(shù)

中圖分類號(hào)：G64;O6?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

引言

化學(xué)樁裸是使用還原劑使鎳離子還原成金屬裸，并在鎮(zhèn)件表面沉積的過程隨著鍍液的自動(dòng)控制的飛速發(fā)展，化學(xué)被操以成為目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展速度最快的表面處理技術(shù)之一，并在航空航天、汽車、化工、機(jī)械、紡織、食品、軍事、電子和計(jì)算機(jī)等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用?；瘜W(xué)鉸鎳技術(shù)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，由此產(chǎn)生的環(huán)境問題越來越嚴(yán)重化學(xué)鍍鎳的最大缺點(diǎn)是鍍液使用若千周期后，副產(chǎn)物含量不斷升高，造成鍍液性能惡化，鍍層質(zhì)量下降。一般個(gè)周期后，被層出現(xiàn)針孔，艘液變混濁，導(dǎo)致化學(xué)鍍裸鍍液的報(bào)廢，如果將含大鎳、磷和有機(jī)物的化學(xué)被鑲廢液不經(jīng)處理就排放，不僅對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且對(duì)資源也是極大的浪費(fèi)。

1、化學(xué)鍍鎳廢液的處理

1.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是一種傳統(tǒng)而實(shí)用的方法，它是通過向廢液中投入適宜的沉淀劑，在一定的pH值條件下，沉淀劑與廢液中的有害物質(zhì)反應(yīng)生成不溶性物質(zhì)，凝聚、沉降、液固分離，從而除去廢液中的有害污染物。經(jīng)典的化學(xué)沉淀工藝是向廢液中投入石灰乳或苛性鈉，使鍍液pH值升至12，此時(shí)廢液中絕大部分鎳離子及重金屬污染物沉淀析出。Parker對(duì)苛性鈉與石灰的沉淀效果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)使用石灰乳處理產(chǎn)生的沉淀體積雖然較大，但處理效果優(yōu)于采用苛性鈉的處理方法，此外，石灰乳還能同廢液中的亞磷酸根形成鈣鹽沉淀，去除大部分的磷。黑龍江大學(xué)的孫紅、趙立軍等人在pH=12、溫度80℃的條件下，用石灰乳處理來自工廠的化學(xué)鍍鎳廢液，時(shí)間1h，處理后廢液中鎳離子含量降低到1mg/L，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于含磷廢水，濟(jì)南大學(xué)王士龍等人用沸石進(jìn)行處理，磷去除率可達(dá)90%，取得了良好的效果。除石灰乳之外，有效的沉淀劑還有：硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫化鈉、硫化亞鐵等無機(jī)物，以及二烷基二硫代氨基甲酸鹽（DTC）和不溶性淀粉黃原酸醋（ISX）等有機(jī)物，DTC可在較寬的pH（3～10）范圍內(nèi)有效地沉淀鎳離子，使廢液中的鎳離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到1×10-6%以下。每克ISX可在pH（3～11）條件下吸附沉淀約50mg鎳離子，但這2種新型的有機(jī)沉淀劑價(jià)格較高，主要用于處理低濃度的廢水。

1.2纖維、顆粒吸附材料處理法

因纖維狀吸附材料直徑?。?10μm），比表面積大，具有吸附率高，吸附速度快和洗脫率高、滲透穩(wěn)定性極好等優(yōu)點(diǎn)，人們開始將其應(yīng)用于廢水的處理。安徽工程科技學(xué)院吳之傳等人用聚丙烯腈改性制備偕胺肟纖維材料（AOCF），對(duì)含鎳廢水、廢液中的鎳離子進(jìn)行吸附去除[23]，研究表明，AOCF對(duì)鍍鎳廢液中的鎳離子吸附最佳條件為pH=2.5、吸附時(shí)間80min;靜態(tài)吸附AOCF用量為5.0g時(shí)，可1次性處理廢液100mL，累積處理300mL，處理后廢液中的鎳離子含量<1.0mg/L，吸附后的AOCF可以再生、重復(fù)使用。鄭禮勝用陶粒吸附處理含鎳廢水[24]，在pH為3～10之間、鎳含量≤200mg/L的廢水，按鎳/陶粒重量比為1∶400投加，鎳去除率可達(dá)99%。

1.3電滲析法

電滲析處理化學(xué)鍍鎳溶液的研究起步較晚，是上世紀(jì)末才發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。其原理是用鍍鉑鈦板作陽極，不銹鋼板作陰極，在電場(chǎng)力的作用下，溶液中的陰、陽離子分別透過陰、陽離子交換膜，從而達(dá)到去除有害離子的目的。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李朝林、周定等人進(jìn)行了電滲析法脫除化學(xué)鍍鎳廢液中亞磷酸鹽的研究。在工作電壓100V，電流4.5～6.0A，電解質(zhì)流量55L/h的條件下，通過電滲析處理3h，鍍鎳廢液中的亞磷酸根、硫酸根離子、鈉離子等有害物質(zhì)進(jìn)入濃室被去除，處理后鍍液中少量損失的硫酸鎳、次亞磷酸鈉經(jīng)補(bǔ)加達(dá)正常水平，鍍速仍有15μm/h，鍍層外觀光亮，耐蝕性能好。

2、化學(xué)鍍鎳廢液碳酸鈣過濾離子交換法再生技術(shù)

2.1再生原理

在進(jìn)行化學(xué)工程廢液處理和再生時(shí)，要先用碳酸鈣濾床對(duì)化學(xué)鍍鎳廢液進(jìn)行過濾，在過濾過程中能夠?qū)㈠円褐械臍潆x子充分的與碳酸鈣進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鈣等沉淀物沉淀到沉淀槽內(nèi)，然后再用氨水來對(duì)廢液的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后進(jìn)行靜置處理。再利用第一陽注和第二陽注交替的方法，通過第一陽注時(shí)其實(shí)現(xiàn)鈉離子的飽和，達(dá)到相應(yīng)的交換條件促使廢液得到凈化。

2.2影響化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的因素

為了更好的對(duì)化學(xué)廢液的再生技術(shù)進(jìn)行研究，做了一些實(shí)驗(yàn)在來驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對(duì)化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的影響因素主要有4個(gè)。第一個(gè)，溫度。鎳磷的去除率受溫度的影響會(huì)發(fā)生很大的變化，當(dāng)溫度升高時(shí)，去除率也隨著溫度的升高再不斷地增加。通過大量數(shù)據(jù)的表明，當(dāng)環(huán)境溫度在90℃時(shí)，從經(jīng)濟(jì)的角度來看，去除率最為理想。第二，時(shí)間。在化學(xué)廢液的再生中，時(shí)間也是重要的影響因素。時(shí)間在2h以內(nèi)去磷的效果最為理想，因此，在化學(xué)廢液再生中，把2h作為最佳的時(shí)間。第三，pH值。溶液的酸堿性也會(huì)影響廢液的再生。中性溶液中鎳磷的去除效果最佳，也就是說當(dāng)pH值大于7時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致鎳離子的損失增加，因此，把pH=7作為最佳的操作范圍。第四，流速。流速也會(huì)對(duì)化學(xué)廢液的再生產(chǎn)生影響，當(dāng)流速增加時(shí)，磷離子的去除效率就會(huì)降低，當(dāng)流速在0～1.1m/h內(nèi)變化的效果不是很明顯，因此把1.1m/h流速視為最佳，也即是說在進(jìn)行化學(xué)廢液再生時(shí)，控制流速在1.1m/h。

2.3再生鍍液的施鍍效果

在對(duì)鍍鎳廢液進(jìn)行過再生處理以后，在一定條件下就可以進(jìn)行施鍍。為了進(jìn)一步驗(yàn)證施鍍的效果，并采用增量法測(cè)定對(duì)其沉淀速度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)對(duì)鍍層進(jìn)行耐腐蝕性和硬度的測(cè)量。如果測(cè)量的結(jié)果顯示，鍍層的效果和原液中的施鍍的效果類似，并且鍍層具有不脫落、不起層和較高的結(jié)合性，則說明化學(xué)鍍鎳廢液的再生工作順利完成。

結(jié)束語

除了上述的處理方法外，還有一些處理工藝，例如轉(zhuǎn)化利用法、氯氣氧化法、反滲透法、膜滲析法等。雖然國(guó)內(nèi)外的研究者對(duì)于化學(xué)鍍鎳廢液的處理進(jìn)行了諸多研究，也取得了很多成就，但仍沒有一套成熟、費(fèi)低用、能耗低、簡(jiǎn)單易行的處理方法。就目前的使用情況來看，采用多種方法綜合處理是比較有效的方法。資源的回收利用研究還處于起步階段，但我們認(rèn)為它是一個(gè)綜合利用資源、有利于環(huán)境保護(hù)、較為合理地處理鍍液的好方法，也是我們今后努力的方向。

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