电镀废水中铬的处理及回收再利用研究样本

电镀废水中铬解决及回收再运用研究

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专业：材料工程技术级

摘要:铬及其化合物被广泛应用于电镀工业中，产生大量含铬废水，并成为一种重要环境污染物质。通过实验对几种含铬废水解决办法作了比较，阐明了各种办法优缺陷及实际解决工艺中应用价值；同步将铬作为有用资源，通过不同工艺得到铬酸钠、重铬酸钾、铬黄、抛光膏等，加以回收运用，这不但体现环境效益，同步也获得了一定经济效益。

核心词：电镀废水；铬解决；回收再运用

1.前言

当代社会中工业废弃物排放直接污染着人类赖以生存生态环境，影响着人类健康。环境污染及其防治是当前亟待解决问题，而铬污染是环境污染重要因素之一。由于电镀、制革、化工、颜料、冶金、耐火材料等行业迅猛发展，含铬废水排放量不断增长，必要对这些废水进行解决，加以运用，才干有效防止污染。当前国内外对含铬废水解决重要有铁氧体解决法、亚硫酸盐还原法、吸附法、离子互换法、电解解决法、电渗析、液膜分离技术、生物化学法等办法。再运用方面，例如本文以电镀废水为研究对象，采用几种絮凝剂对其中铬进行了回收解决，对几种絮凝剂回收成果进行了比较，筛选出最佳絮凝剂，用选出最佳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铬回收，配制成抛光膏，将其用于金属机件表面抛光，使电镀废水实现了达标排放，并使铬得到回收运用。

2含铬废水来源及成分

2.1

含铬废水来源含铬排放废水重要来源于电镀铬和钝化漂洗废水，含6价铬浓度约在20—150

mg／L，而镀锌后钝化漂洗废水中铬含量可达200～300

mg／L，低铬钝化废水含铬量为68～147

mg／L。当前，普遍状况是将铬废水中6价铬还原成3价铬，再流到综合废水池中和，铬成为电镀污泥而废弃。铬废水和含铬废渣都是污染源。

2.2

含铬废水成分

电镀铬是最常用最普遍电镀工艺，依照工艺不同，普通具有如下几种重要成分：(1)装饰性镀铬重要成分：铬酐150—350

g／L。硫酸1.5—3.5

L，3价铬2～5

L。

(2)滚镀铬镀液重要成分：铬酐180～500

g／L，氟硅酸3一l5

g／L，硫酸0.6～0.9

g／L，3价铬2～5

g／L。

(3)镀硬铬(钢铁件上直接镀铬)镀液重要成分：铬酐225～250

g／L，硫酸2.25～2.5

L，3价铬3～8g／L。

(4)自动镀铬重要成分：铬酐250～300

g／L，氟硅酸钾2O

g／L，硫酸锶6～8

g／L。

由上可见，镀铬重要成分是铬酐、硫酸、3价铬，其他成分有限。因此，可将这几种含铬电镀废水合并一起解决。3.电镀废液中铬回收

3.1

沉淀-双氧水氧化法回收铬

氢氧化铬[Cr（OH)3]溶度积很小，Ksp=6×10-31,因此向含铬废液中加入NaOH可以使铬（Ⅲ)转化为氢氧化铬沉淀，要使沉淀完全，NaOH加入量控制在使废水pH值升至8～8.5为宜，在此条件下不但使铬（Ⅲ)沉淀完全，并且废水pH值也符合排放原则，由于在碱性条件下，铬（Ⅲ)具备较强还原性，可以被双氧水氧化为铬（Ⅵ)酸盐(CrO42-)，因此向Cr（OH)3沉淀中加入适量NaOH后，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-,因此向溶液中再滴加硫酸酸化，使溶液pH值降至2～3，溶液有黄色变为橙红色，此时CrO42-转化为Cr2O72-，这种含红矾钠溶液通过浓缩结晶可以得到重点工业原料重铬酸钠。

3.2

还原沉淀法回收铬

化学还原后沉淀法解决电镀含铬废水是最早应用治理技术之一，在国内有着广泛应用，其原理简朴、操作以便。依照投加还原剂不同，可分为FeSO4

法、NaHSO3

法、铁屑法SO2法等。应用化学还原后沉淀法解决含铬废水，碱化时普通用石灰，但渣多，用NaOH或Na2

CO3，则污泥少，但药剂费用高，这是化学还原法缺陷，但是该法解决含铬废水可以回收铬盐,并使出水达标排放。

解决办法1：以混和电镀废水调节pH值为2～3,用反映电动电位自动控制反映彻底限度(依照实验成果ORP为

-250至-280

mV)加还原剂焦亚磷酸钠，(也可依照六价铬量加焦亚硫酸钠)，把水中重铬酸根(或铬酸根)还原成三价铬，再调节pH值为8.5～9.0，使之形成沉淀，过滤，(若有其他金属离子,沉淀可用15％硫酸铵加约5%氨水，使溶液pH值为8.0～8.5，浸提2h，使铜和镍形成配合物而溶于水中，浸提液用于生产硫酸铜和硫酸镍)，沉淀干燥，用滴定法测定含铬量在25％～45％氢氧化铬产品。使用这个办法利于形成一体化自动控制分质解决系统。

解决办法2：废水pH值为1，调节废水pH为2.5，加焦亚硫酸钠，测定ORP为-250至-280

mV，

再加5％氢氧化钠调节pH值，形成氢氧化3铬沉淀。沉淀过滤、干燥，检测含铬量。如果废水中含铜、镍较多，则氢氧化三铬沉淀用15％氨水浸没提出铜、镍，溶液用于生产铜、镍氨盐,沉淀用50％氢氧化钠溶解，再用10％硫酸调节pH值为1O，沉淀为锌、铁，再调节溶液pH值为7，得到氢氧化三铬沉淀，沉淀过滤、干燥，检查铬含量。

解决办法3：在还原沉淀生成氢氧化铬沉淀后，用1：1硫酸溶解，生成硫酸铬，浓缩蒸发为粗产品。

3.3

膜分离法回收铬

膜分离法以选取性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分选取性透过膜，以达到分离、除去有害组分目。当前，工业上应用较为成熟工艺为电渗析、反渗入、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，运用离子互换膜选取透过性，从而使废水得到净化。反渗入法是在一定外加压力下，通过溶剂扩散，从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离膜过程。液膜涉及无载体液膜、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取地络合重金属离子，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。膜分离法长处：能量转化率高,装置简朴，操作容易，易控制、分离效率高。但投资大，运营费用高，薄膜寿命短。重要用于回收附加值高物质，如金等。

3.4

化学絮凝法净化电镀废铬液回收铬用KAL(SO4)2·12H2O和聚硅酸铝纳3:1（质量比）配制无机絮凝剂；用Polyacry

Lamine

(PAM)作为高分子絮凝剂，以K2CO3-KHCO3作为缓冲剂，用氢氧化钠调节pH值12～14。将无机絮凝剂和高分子絮凝剂以1000:1（质量比）加入pH值为12～14缓冲液中，配制成复合絮凝剂，其絮凝剂总量为137.66g/L。

电镀废水净化解决工艺流程如图1-1所示。电镀废水经前解决后导入反映池，加入还原剂亚硫酸氢钠，将铬（Ⅵ)还原为铬（Ⅲ)，然后将其转入沉淀池，加入沉淀剂氢氧化钠，将铬（Ⅲ)沉淀为由Cr（OH)3，由于Cr（OH)3以胶粒形式悬浮于上清液中，因而加入复合絮凝剂使其完全沉淀在底部，然后把上清液和污泥分离，将上清液排放，所得污泥作为配制抛光膏基本原料。

图1-1废铬液解决工艺流程图

4．铬回收再运用

4.1

运用沉淀铬泥制作机件抛光膏

运用复合絮凝剂，以聚合氯化铝、聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺为最佳絮凝剂，可将高浓度铬经絮凝沉淀转化为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抛光，其抛光效果较好。这种办法可以对电镀废水中铬进行回收运用，防止其对自然生态环境产生污染，是一种消除铬污染行之有效办法。

4.2

运用含铬废液生产铬黄

运用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中杂质金属离子，再向电镀液加入碳酸钠饱和液，调节pＨ至8.5～9.5。进行过滤，滤液备用。在碱性条件下将滤渣中三价铬离子用双氧水氧化为六价铬离子，再通过滤，滤液与上述滤液混合。将滤液与硝酸铅溶液和助剂，在50～60℃反映1h，然后通过滤、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其他某些可溶性杂质，再经干燥粉碎即得成品铅铬黄。运用电镀废液生产铅铬黄，不但解决了污染问题，并且使电镀废液中铬得到了回收再运用。据估算，按年解决电镀废液200T，年平均回收18T红矾钠，可实现年创收4万余元，效益可观。4.3

运用铬污泥生产红矾钠

在高温碱性条件介质Na2CrO4中三价铬可被空气氧化为Na2Cr2O7,同步污泥中所含铁、锌等转化为相应可溶盐NaFeO2、Na2ZnO2。用水浸取碱熔体时,大某些铁分解为Fe(OH)3沉淀而除去。将滤液酸化至Ph

<

4,

Na2CrO4即转变为Na2Cr2O7,运用Na2SO4与Na2Cr2O7溶解度差别,分别结晶析出。采用高温碱性氧化铬污泥制红矾钠条件是n(Na2CO3)

:

n(Cr2O3)=3

:

1,温度780℃,时间2.5h,铬转化率在85%以上。4.4

生产液体铬鞣剂及皮革鞣剂碱式硫酸铬

含铬废液先用氢氧化钠去除金属离子杂质,控制pH=5.5～6.0然后过滤，滤液待用，污泥用铁氧体无害化解决。然后，在滤液中投加还原剂葡萄糖，使Na2Cr2O7还原为Cr(OH)SO4,在100℃条件下，进一步聚合,当碱度为40%时，分子式为4

Cr(OH)3

.3Cr2SO4，即为铬鞣剂。某皮革厂就是运用电镀含铬废水生产液体铬鞣剂。按每天生产5T液体铬鞣剂，每天可得利润为6000余元。可见运用含铬废液生产铬鞣剂经济效益是十分明显。此外，可将含铬污泥碳粉混合，在高温下煅烧，从而可制得金属铬。由于含铬污泥是电镀车间污泥重要品种，依照电镀解决办法不同，污泥回收运用也不同。电解法污泥：

(1)做中温变换催化剂原料

(2)做铁铬红颜料原料。

化学法污泥：

(1)回收氢氧化铬

(2)回收三氧化二铬抛光膏，铁氧体污泥做磁性材料原料等等。

5.结束语

以上简介含铬废水解决办法及其资源化运用，有已经实现了工业化，有尚处在实验室基本研究阶段。在实际使用过程中并不一定限定于上述解决办法，也可将上述几种解决办法一起使用。从环保角度出发，人们将摈弃老式化学法，而选取微生物法、膜分离法等。微生物法将代表21世纪电镀含铬废水解决办法发展趋势，可以预测在不久将来,微生物法会得到更为广泛应用。此外，在含铬废水再运用方面，出了上诉再运用运用外，咱们研究要朝着可以对电镀废水中铬进行回收运用，防止其对