韓愛青
摘要:化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗過程中會產(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,可能會引起刺激、過敏、疼痛等癥狀,嚴(yán)重的會引起中毒、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)境中也會滲入到土壤里、混合到地下水、揮發(fā)到空氣中,對我們?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,建立切實可行、簡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:實驗廢液;分類處理;再生技術(shù)
中圖分類號:G64;O6?文獻(xiàn)標(biāo)識碼: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控制的飛速發(fā)展,化學(xué)被操以成為目前國內(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、電子和計算機(jī)等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。化學(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,不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,而且對資源也是極大的浪費。
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,此時廢液中絕大部分鎳離子及重金屬污染物沉淀析出。Parker對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,時間1h,處理后廢液中鎳離子含量降低到1mg/L,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。對于含磷廢水,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,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對鍍鎳廢液中的鎳離子吸附最佳條件為pH=2.5、吸附時間80min;靜態(tài)吸附AOCF用量為5.0g時,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,要先用碳酸鈣濾床對化學(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,通過第一陽注時其實現(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
為了更好的對化學(xué)廢液的再生技術(shù)進(jìn)行研究,做了一些實驗在來驗證。通過實驗數(shù)據(jù)表明,對化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的影響因素主要有4個。第一個,溫度。鎳磷的去除率受溫度的影響會發(fā)生很大的變化,當(dāng)溫度升高時,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,從經(jīng)濟(jì)的角度來看,去除率最為理想。第二,時間。在化學(xué)廢液的再生中,時間也是重要的影響因素。時間在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作為最佳的時間。第三,pH值。溶液的酸堿性也會影響廢液的再生。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,就會導(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。流速也會對化學(xué)廢液的再生產(chǎn)生影響,當(dāng)流速增加時,磷離子的去除效率就會降低,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,控制流速在1.1m/h。
2.3再生鍍液的施鍍效果
在對鍍鎳廢液進(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)一步驗證施鍍的效果,并采用增量法測定對其沉淀速度進(jìn)行測量,同時對鍍層進(jìn)行耐腐蝕性和硬度的測量。如果測量的結(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。雖然國內(nèi)外的研究者對于化學(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、費低用、能耗低、簡單易行的處理方法。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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