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化学镀镍废液处理方法的研究

作　者: 闫雷
导　师: 李淑芹
学　校: 东北农业大学
专　业: 生态学
关键词: 化学镀镍废液净化与回收处理方法
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

在生态环境日益恶化、资源日益枯竭的今天，人们越来越重视环境问题，越来越重视经济、环境、社会的协调统一发展问题。化学镀镍技术，以其独特的优越性被广泛应用。但是当化学镀镍溶液老化，成为化学镀镍废液时，废液中仍含有2000～7000mg／L的镍，80,000～200,000mg／L的磷等。已证实重金属镍(比重8.9)具有致癌和致敏作用，能够导致皮肤癌、肺癌和鼻腔癌等。另外还发现，各种可溶性镍化合物对于环境中的生物也有明显的毒害作用。《水中优先控制污染物黑名单》早已将重金属镍及化合物列为优先控制污染物。与此同时，镍又是一种较昂贵的金属资源。而磷是众所周知的导致水体富营养化的限制性因素。如果废液中的磷不经处理就任意排放，势必会对环境造成严重的污染，加剧水体富营养化污染的发生。因此，如何有效处理化学镀镍废液，使其中的环境污染物变废为宝，重新得到资源化利用，减少对环境的污染和对生态的破坏，有着非常重要的意义。本课题从保护环境、节约资源的角度出发，根据化学镀镍废液本身的特点，选择合适的方法处理化学镀镍废液，一方面使其减少对环境的污染和对生态的破坏；另一方面回收化学镀镍废液中丰富的镍、磷资源，使其得到资源化利用，从而为化学镀镍废液的有效处理探索出一条切实可行的途径。本论文通过电解法、化学还原法回收镍，化学沉淀法净化废液中的残余镍，氧化沉淀法回收、处理废液中的磷等一系列的研究，得出以下实验结果： 1．电解法回收金属镍是在电解体系中，采用不溶性阳极，使金属镍离子在阴极上还原沉积、从而回收镍资源的过程。本论文以泡沫镍作阴极、钛—钌网作阳极，用电解法回收镍，影响因素有：pH值、电流强度、温度、镍离子浓度和电解时间等。当温度为80℃，pH=7～8，I=0.45～0.50A时，对化学镀镍废液连续电解2小时，可使废液中镍离子的浓度从2018mg／L降至53.7mg／L，去除率达97.3％，电流效率为22.4％。 2．以硼氢化钠作还原剂回收化学镀镍废液中的镍。正交试验结果表明，硼氢化钠试液投加量对镍回收的影响最大，pH值次之，温度的影响最小。当pH=6、温度为50℃、反应10分钟，投加6ml的12％硼氢化钠试液可以使化学镀镍废液(含镍6000mg／L)中的镍回收率达到99.85％，废液中残余镍的浓度可降至10mg／L以下。 3．在工程上首次采用二次旋转回归试验设计方法，以石灰乳作沉淀剂处理电解后的废液。由试验结果得到反应温度、投药量、反应时间与废液中残余镍浓度的关系模型。该模型能够客观、真实的反映处理效果，对于实际中选择合适的处理试验组合具有重要的指导意义。实验证明，在最佳试验组合范围内，可将废液中残余镍的浓度降至排放标准1mg／L以下。 4．利用次氯酸钙的氧化、沉淀作用回收废液中的磷。当pH=9.0，反应温度为80℃，次氯酸钙的投加比为1:5.2的情况下，连续搅拌反应5小时，可以将废液中总磷的浓度降至污水排放标准([总P]≤2mg／L)以下。由于预先已将废液中的镍进行了回收处理，因此沉渣中的镍含量很少，低于《农用污泥中污染物控制标准》中关于镍及其化合物含量的规定。可以考虑将这部分沉渣用于观赏植物的肥料或农业肥料。硕士学位论文化学镀镍废液处理方法的研究东北农业大学 5．在实验的基础上设计出一条在经济上和技术上都切实可行的综合回收处理化学镀镍废液的工艺流程。经过成本核算，处理每立方米废液折合人民币23元。实验结果表明，利用以上的方法综合处理化学镀镍废液是可行的，既能减少镍、磷污染物对环境的污染和对生态环境的破坏，又使有用资源得到回收利用，有利于实现环境、社会和经济的协调统一发展。因而具有非常重要的现实意义。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
1 引言  9-16
  1．1 研究目的和意义  9-11
  1．2 国内外研究概况  11-15
  1．3 本课题研究的主要内容  15-16
2 实验部分  16-64
  2．1 化学镀镍废液中镍的处理回收  16-53
    2．1．1 电解法  16-36
      2．1．1．1 实验原理  16-17
      2．1．1．2 实验水样  17
      2．1．1．3 实验仪器设备  17-18
      2．1．1．4 实验方法  18-20
      2．1．1．5 电解法有关计算  20-21
      2．1．1．6 实验结果与分析  21-34
        1． pH值对电解的影响  21-23
        2．电流强度对电解的影响  23-26
        3．温度对电解的影响  26-28
        4．镍离子浓度对电解的影响  28-29
        5．电解时间对处理效果的影响  29-31
        6．阴极材料使用寿命的研究  31-34
        7．阴极沉积镍的回收  34
        8．电解过程对有机物含量的影响  34
      2．1．1．7 实验小结  34-36
    2．1．2 化学还原法  36-43
      2．1．2．1 实验原理  36
      2．1．2．2 实验水样  36
      2．1．2．3 主要试剂与仪器设备  36-37
      2．1．2．4 实验方法  37
      2．1．2．5 实验结果与分析  37-42
        1．硼氢化钠投加量与残余镍离子浓度的关系  37-38
        2． pH值对去除镍离子的影响  38-39
        3．反应温度对去除镍离子的影响  39-40
        4．反应时间对镍去除的影响  40-41
        5．正交试验结果的直观分析  41-42
      2．1．2．6 实验小结  42-43
    2．1．3 电解法与化学还原法回收镍的经济技术比较  43-44
    2．1．4 化学沉淀法进一步处理废液中的残余镍  44-53
      2．1．4．1 实验原理  44
      2．1．4．2 实验水样  44
      2．1．4．3 试剂与仪器设备  44
      2．1．4．4 实验方法  44-46
      2．1．4．5 实验结果与分析  46-52
      2．1．4．6 实验小结  52-53
  2．2 化学镀镍废液中磷的处理回收  53-62
    2．2．1 实验原理  53
    2．2．2 实验水样  53
    2．2．3 实验试剂与仪器设备  53-54
    2．2．4 实验方法  54-57
    2．2．5 实验结果与分析  57-61
      2．2．5．1 次氯酸钙投加量对去除磷的影响  57-58
      2．2．5．2 pH值对去除磷的影响  58-59
      2．2．5．3 反应温度对去除磷的影响  59-60
      2．2．5．4 反应时间对处理效果的影响  60
      2．2．5．5 搅拌对处理效果的影响  60-61
      2．2．5．6 沉渣的处理  61
    2．2．6 实验小结  61-62
  2．3 化学镀镍废液中镍、磷资源综合回收处理的工艺流程及成本核算  62-64
    2．3．1 工艺流程的初步设计  62-63
    2．3．2 回收处理费用  63-64
3 结论与展望  64-68
  3．1 结论  64-66
    3．1．1 化学镀镍废液中镍的处理回收  64-65
    3．1．2 化学镀镍废液中磷的处理回收  65
    3．1．3 化学镀镍废液中镍、磷资源综合回收处理的工艺流程及成本核算  65-66
  3．2 展望  66-68
4 参考文献  68-71
5 致谢  71

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