电镀废水中铬的处理及回收再利用研究

1、电镀废水中铭的处理及回收再利用研究专业：材料工程技术2021级摘要：铭及其化合物被广泛应用于电镀工业中，产生大量含铭废水，并成为一种主要的环境污染物质。通过试验对几种含铭废水的处理方法作了比拟，说明了各种方法的优缺点及实际处理工艺中的应用价值；同时将铭作为有用资源，通过不同的工艺得到铭酸钠、重铭酸钾、铭黄、 抛光膏等，加以回收利用，这不仅表达环境效益，同时也取得了一定的经济效益。关键词：电镀废水；铭处理；回收再利用1.序言现代社会中工业废弃物的排放直接污染着人类赖以生存的生态环境，影响着人类的健康。环境污染及其防治是目前亟待解决的问题，而铭污染是环境污染的重要因素之一。由于电镀、制革、化工、颜

2、料、冶金、耐火材料等行业的迅猛开展，含铭废水的排放量不断增加，必须对这些废水进行处理，加以利用，才能有效防止污染。 目前国内外对含铭废水的处理主要有铁氧体处理法、亚硫酸盐复原法、吸附法、离子交换法、电解处理法、电渗析、液膜分 离技术、生物化学法等方法。再利用方面，例如本文以电镀废水为研究对象，采用几种絮凝 剂对其中的铭进行了回收处理， 对几种絮凝剂的回收结果进行了比拟，筛选出最正确的絮凝剂，用选出的最正确絮凝剂即复合絮凝剂聚合氯化铝、聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺将铭回收，配制成抛光膏，将其用于金属机件外表的抛光，使电镀废水实现了达标排放，并使铭得到回收利用。2含铭废水的来源及成分2.1含铭废水

3、的来源含铭排放废水主要来源于电镀铭和钝化的漂洗废水，含6价铭浓度约在20-150 mg/ L,而镀锌后钝化漂洗废水中铭的含量可达200300 mg / L ,低铭钝化废水含铭量为68147 mg/ L。目前，普遍的情况是将铭废水中的6价铭复原成3价铭，再流到综合废水池中和，铭成为电镀污泥而废弃。铭废水和含铭废渣都是污染源。2.2含铭废水的成分电镀铭是最常见最普遍的电镀工艺，根据工艺不同，一般含有以下几种主要成分：(1)装饰性镀铭主要成分：铭酊150 350 g / L。硫酸1.5 3.5 L , 3价铭25 L。(2)滚镀铭镀液主要成分： 铭酊180500 g / L,氟硅酸3一15 g /

4、L,硫酸0.60.9 g / L, 3价铭25 g/ L。 镀硬铭(钢铁件上直接镀铭)镀液主要成分：铭酊225250 g / L,硫酸2.252.5 L , 3价铭38g/ L。(4)自动镀铭主要成分：铭酊250300 g / L,氟硅酸钾2O g/L,硫酸镌68 g / L。由上可见，镀铭主要成分是铭酊、硫酸、3价铭，其它成分有限。所以，可将这几种含铭电镀废水合并一起处理。3.电镀废液中铭的回收3.1沉淀-双氧水氧化法回收铭氢氧化铭Cr (OH)3的溶度积很小，Ksp=6X 10-31,所以向含铭废液中参加NaOHT以使 铭(m)转化为氢氧化铭沉淀，要使沉淀完全，NaOM日入量控制在使废水p

5、H值升至88.5为宜，在此条件下不仅使铭(m)沉淀完全，并且废水的pH值也符合排放标准，由于在碱性 条件下，铭(m )具有较强的复原性，可以被双氧水氧化为铭(VI)酸盐(CrO42-),所以向Cr(OH)3沉淀中参加适量NaO曲,在滴入双氧水，溶液逐渐变成黄色，Cr3+被氧化为CrO42-。 在酸性条件下，CrO42-易转化为Cr2O72-,所以向溶液中再滴加硫酸酸化，使溶液的pH值降至23,溶液有黄色变为橙红色，此时CrO42-转化为Cr2O72-,这种含红矶钠的溶液经过 浓缩结晶可以得到重点的工业原料重铭酸钠。3.2复原沉淀法回收铭化学复原后沉淀法处理电镀含铭废水是最早应用的治理技术之一，

6、在我国有着广泛的 应用，其原理简单、操作方便。根据投加复原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法SO2法等。应用化学复原后沉淀法处理含铭废水，碱化时一般用石灰， 但渣多，用NaOH或Na2 CO3,那么污泥少，但药剂费用高，这是化学复原法的缺点，但是该法处理含铭废水可 以回收铭盐,并使出水达标排放。处理方法1 :以混和电镀废水调节pH值为23,用反响电动电位自动控制反响的彻底程 度(根据试验结果ORFJ -250至-280 mV)加复原剂焦亚磷酸钠，(也可根据六价铭量加焦亚 硫酸钠)，把水中的重铭酸根(或铭酸根)复原成三价铭，再调节pH值为8.59.0 ,使之形 成沉淀，过滤，(

7、假设有其它金属离子，沉淀可用15%硫酸铉加约5%M水，使溶液pH值为8.0 8.5，浸提2h,使铜和镣形成配合物而溶于水中，浸提液用于生产硫酸铜和硫酸镣)，沉淀枯燥，用滴定法测定含铭量在25%45%的氢氧化铭产品。使用这个方法利于形成一体化自动控制分质处理系统。处理方法2:废水pH值为1,调节废水pH为2.5,加焦亚硫酸钠，测定OR网-250至-280 mV ,再加5%氢氧化钠调节pH值，形成氢氧化3铭沉淀。沉淀过滤、枯燥，检测含 铭量。如果废水中含铜、镣较多，那么氢氧化三铭沉淀用15%氨水浸没提出铜、镣，溶液用于生产铜、镣氨盐，沉淀用50%氢氧化钠溶解，再用10%硫酸调节pH值为1O,沉淀为

8、锌、 铁，再调节溶液pH值为乙得到氢氧化三铭沉淀，沉淀过滤、枯燥，检验铭含量。 处理方法3:在复原沉淀生成氢氧化铭沉淀后，用1: 1硫酸溶解，生成硫酸铭，浓缩蒸发 为粗产品。3.3膜别离法回收铭膜别离法以选择性透过膜为别离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分选择性透过膜，以到达别离、除去有害组分的目的。目前，工业 上应用的较为成熟的工艺为电渗析、反渗透、超滤、液膜。电渗析法是在直流电场作用下， 以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下，通过溶剂的扩散，从而实现别离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分 离的

9、膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时， 流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子，然后在液膜内扩散，在膜内界面上解络，重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，废水得到净化。膜别离法的优点：能量转化率高，装置简单，操作容易，易控制、别离效率高。但投资大，运行费用高，薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质，如金等。3.4化学絮凝法净化电镀废铭液回收铭用KAL(SO4)2 - 12H2O和 聚硅酸铝纳Polyacry Lamine (PAM)作为高分子絮凝剂，以pH值1214。 将无机絮凝剂和高分子絮凝剂以 冲液中，配制成复合

10、絮凝剂，其絮凝剂总量为 电镀废水的净化处理工艺流程如图1-1所示。I亚硫酸氢钠，将铭(VI)复原为铭(m ),然后将其转入沉淀池， 参加沉淀剂氢氧化钠， 将铭(m)沉淀为由Cr (OH)3,由于Cr (OH)3以胶粒形式悬浮于上清液中，因此参加复合絮凝 剂使其完全沉淀在底部， 膏的根本原料。排放 抛光膏图1-1废铭液处理工艺流程图4.铭的回收再利用4.1利用沉淀铭泥制作机件的抛光膏利用复合絮凝剂，以聚合氯化铝、聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺为最正确的絮凝剂， 可将高浓度的铭经絮凝沉淀转化为Cr(OH)3 , Cr(OH)3经高温分解可使其转化为Cr2O3，将Cr2O3复配为抛光膏并用于机件的抛光

11、，其抛光效果较好。这种方法能够对电镀废水中的铭 进行回收利用，防止其对自然生态环境产生污染，是一种消除铭污染的行之有效的方法。4.2利用含铭废液生产铭黄利用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中的杂质金属离子，再向电镀液参加碳酸钠饱和液， 调整pH至8.59.5。进行过滤，滤液备用。在碱性条件下将滤渣中的三价铭离子用双氧水 氧化为六价铭离子， 再经过滤，滤液与上述滤液混合。将滤液与硝酸铅溶液和助剂，在5060C反响1h,然后经过滤、水洗，洗去氯根、硫酸根以及其它局部可溶性杂质，再经枯燥粉 碎即得成品铅铭黄。利用电镀废液生产铅铭黄，不仅解决了污染问题，而且使电镀废液中的铭得到了回收再利用。据估算，按年处理电

12、镀废液200T,年平均回收18T红矶钠，可实现年创收4万余元，效益可观。4.3利用铭污泥生产红矶钠在高温碱性条件介质Na2CrO4中三价铭可被空气氧化为Na2Cr2O7,同时污泥中所含的I 3:1(质量比)配制无机絮凝剂；用K2CO3-KHCO作为缓冲剂，用氢氧化钠调节1000:1(质量比)参加pH值为1214的缓137.66g/L。电镀废水经前处理后导入反响池，参加复原剂然后把上清液和污泥别离， 将上清液排放，所得污泥作为配制抛光复原剂沉淀剂复合絮凝剂I废错液反响池上清液铁、锌等转化为相应的可溶盐NaFeO2 Na2ZnO2用水浸取碱熔体时，大局部铁分解为Fe(OH)3沉淀而除去。将滤液酸化

13、至Ph 4, Na2CrO4即转变为Na2Cr2O7,利用Na2SO Na2Cr2O7溶解度差异，分别结晶析出。采用高温碱性氧化铭污泥制红矶钠的条件是n(Na2CO3) : n(Cr2O3)=3 : 1,温度780C ,时间2.5h,铭的转化率在85咐上。4.4生产液体铭糅剂及皮革糅剂碱式硫酸铭含铭废液先用氢氧化钠去除金属离子杂质，控制pH=5.56.0然后过滤，滤液待用，污泥用铁氧体无害化处理。然后，在滤液中投加复原剂葡萄糖，使Na2Cr2O7复原为Cr(OH)SO4,在100C条件下，进一步聚合，当碱度为40%寸，分子式为4 Cr(OH)3 .3Cr2SO4，即为铭糅 剂。某皮革厂就是利用

14、电镀含铭废水生产液体铭糅剂。按每天生产5T液体铭糅剂，每天可得利润为6000余元。可见利用含铭废液生产铭糅剂的经济效益是十分显著的。另外，可将 含铭的污泥碳粉混合，在高温下燧烧，从而可制得金属铭。因为含铭污泥是电镀车间污泥的主要品种，根据电镀处理方法不同，污泥的回收利用也不同。 电解法的污泥：(1)做中温变换催化剂的原料(2)做铁铭红颜料的原料。化学法的污泥：(1)回收氢氧化铭(2)回收三氧化二铭抛光膏，铁氧体污泥做磁性材料的原料等等。5.结束语以上介绍的含铭废水的处理方法及其资源化利用，有的已经实现了工业化，有的尚处于 实验室根底研究阶段。在实际使用过程中并不一定限定于上述的处理方法，也可将上述的几种处理方法一起使用。从环保角度出发，人们将挨弃传统的化学法，而选择微生物法、膜分离法等。微生物法将代表21世纪电镀含铭废水处理方法的开展趋势，可以预计在不久的将来，微生物法会得到更为广泛的应用。另外，在含铭废水的再利用方面，出了上诉再利用的 运用外，我们的研究要朝着能够对电镀