电镀酸锡废水中不同金属离子的分离工艺

０璺燃

汪葵１，蒋小友２，阮树堂１，半

（１．江西环境工程职业学院，江西赣州

ＶｂＩ－３２Ｎｏ．５

电镀酸锡废水中不同金属离子的分离工艺

３４１０００；２．广州市龙源环保科技有限公司，广东广州

５１１４８３）

而实现电镀酸锡废水中各金属离子的分离与回收。原废水的ｐＨ为０．４５，其中含锡１３７．３

ｍｇ／Ｌ、Ｎｉ４６．１ｍｇ／Ｌ、Ｆｅ１１．４ｍｇ／Ｌ、

８．６

ｍｇ／Ｌ。先用１０％的氢氧化钠溶液调节废水的ＤＨ为４．７，

１０％的双氧水把其中的亚铁完全氧化成三价铁，再调节废水的

的次氯酸钠溶液，把其中的二价钴完全转化成三价钴，再调节

中图分类号：ＴＱｌ５３．１３；Ｘ７８１．１文献标志码：Ａ

ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔａｌｉｏｎｓｉｎａｃｉｄｔｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒ／／ＷＡＮＧ

Ｋｕｉ．ＪＬ州Ｇ

Ｓｈｕ．ｔａｎｇ＊

ｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｌａｉｍｉｎｇｏｆｖａｒｉｏｕｓｍｅｔａｌｆｒｏｍａｃｉｄｔｉｎｐｌａｔｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｅｒｅａｃｈｉｅｖｅｄｂａｓｅｄ

ｔｈｅｆａｃｔ

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ｈｙｄｒｏｘｉｄｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐＨｓ．Ｔｈｅ

ｉｎｆｌｕｅｎｔｈａｓ

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ｐＨｏｆ０．４５

ｃｏｎｔａｉｎｓＳｎ１３７．３ｍｇ／Ｌ，Ｎｉ４６．１ｍｇ／Ｌ，Ｆｅ１１．４ｍｇ／Ｌ，Ｃｏ８．６

ｍｇ／Ｌ．Ｓｎｗａｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ

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４．１．Ｃｏｗａｓｔｈｅｎｓｅｐａｒａｔｅｄｆｒｏｍ

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ｔｏ

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ｔｈｅ

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ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ．Ｎｉｗａｓｆｉｎａｌｌｙｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙ

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ｐＨｔｏ９．５．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｉｄｔｉｎ

ｐｌａｔｉｎｇ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｍｅｔａｌ

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ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ

Ｆｉｒｓｔ－ａｕｔｈｏｒ’Ｓａｄｄｒｅｓｓ：ＪｉａｎｇｘｉＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｇａｎｚｈｏｕ３４１０００，Ｃｈｉｎａ

据不完全统计，我国约有规模不等的电镀厂点２万

收藕日期：２０１２—１０－２３

修回日期：２０１２一１２＿２４

作者简介：汪葵（１９６８一），女，江西安义人，硕士，教授，主要从事环境监测和化学分析。

通信作者：阮树堂，助教，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｔｉａｎｎａｎｘｉｎ９０６＠１６３．ｔｏｍ。

万方数据

中含量最多的金属阳离子是锡离子，其质量浓度是

１３７．３

ｍｇ／Ｌ，Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ分别为４６．１、１１．４和８．６ｍｇ／Ｌ，

处理废水的流程如图１所示。

利用溶液中各种金属离子在不同的ｐＨ（见表１）下

同金属离子浓度随溶液ｐＨ不同，沉降情况不同。另外，

～

表１不同金一离子沉降的ｐＨ

Ｔａｂｌｅ１

ｐＨｓｆｏｒｐｒｅｃｉｐＩｉｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔａｌｉｏｎｓ

厶昆蓄拿初０．１始ｍ黻ｏＵＬ（残留嚣＜完１０舍ｍ。ＶＬ）?沉淀开始溶解

同。

（残留离子

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１．１金属离子的分离

由于废水溶液的ｐＨ＜Ｏ．５，为强酸性，锡、铁以Ｓｎ２＋、Ｆｅ２＋形式存在，用１０％的氢氧化钠溶液调ｐＨ＝解Ｓｎ（ＯＨ）２沉淀，便得到较纯净的硫酸亚锡和硫酸溶

液，可以直接加入到酸锡镀缸中，实现资源再利用。１．２除铁

除去锡后的溶液ｐＨ约为４．７，在此ｐＨ下，Ｆｅ、

?

乎乡

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摘要：利用各种金属离子形成氢氧化物沉淀时ｐＨ的不同，从ｃｏ余家，年排电镀废水约４０亿ｍ３［１ｌ。电镀废水给环境

带来不可估量的污染和损失。目前，处理电镀废水多

采用化学沉淀法、蒸发浓缩法、电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法等…。笔者在实验室中采用化学方法成功地处理了某电镀厂的光亮酸锡废水。该厂所产生的酸锡废水的ｐＨ为０．４５，主要含有Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、

废水中的锡元素形成氢氧化亚锡沉淀；分离锡元素后的废水用

ｐＨ至４．Ｉ，以除去铁元素；在分离了铁元素的废水中加入１０％废水ｐＨ为５～６，以分离钴元素；调节除钴后废水的ｐＨ为９．５，沉淀其中的镍元素。

关键词：酸性镀锡；废水；金属离子；氢氧化物；沉淀；分离

Ｎｉ、Ｎａ等几种金属阳离子，阴离子主要为ｓｏｌ一，废水

Ｎａ为微量。

文章编号：１００４～２２７Ｘ（２０１３）０５—００４９—０３

Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ

１实验原理

沉淀，达到分离金属、去除杂质的目的。表ｌ说明不Ｘｉａｏ—ｙｏｕ，ＲＵＡＮＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｏｎｓｏｎ

ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ若溶液ｐＨ太高，部分金属离子的氢氧化物会出现溶解。

ａｎｄａｎｄａｄｉｕｓｔｉｎｇｗａｓｐＨ

ｗｉｔｈｏｕｔ４．７，充分搅拌、过滤，得到Ｓｎ（ＯＨ）２沉淀，再用硫酸溶

警警叵互

ｒ———————————］ｒ—————————————————］

ｉｉ了一ｌ兰：竺：：：：ｌ

Ｉ硫酸钠溶液

Ｆｉｇｕｒｅ１

ｌ————＇ｌ浓缩后补充电解槽ｌ

图１处理电镀酸锡废水的工艺流程

Ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｆｏｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｃｉｄｔｉｎｐｌａｔｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ

Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎａ等金属在溶液中仍然以离子状态存在。将该溶液加热到８０～９０。Ｃ，加入１０％的Ｈ２０２后充分搅

方案相当广泛：（１）废水经过反渗透机后，浓水进行晒盐，反渗透后出水的电导率在１０ｐＳ／ｃｍ以下，可以直接

拌，溶液中Ｆｅ”完全被氧化成Ｆｅ３十，Ｆｅ”形成Ｆｅ（ＯＨ）３絮状沉淀，冷却、过滤，便可以把废水中的铁分离并

且除去。

返回电镀车间再利用或者排入河流；（２）因水中含很高的钠，可以用其作为离子交换柱再生，从而达到降低

盐分的目的。

１．３分离镍、钴

经过除锡、铁后的水质ｐＨ约为４．７，溶液中含有

２实验过程及结果讨论

此工艺主要是利用各金属离子在不同的ｐＨ条件

的金属离子是Ｃｏ、Ｎｉ和Ｎａ。将溶液加热到３０～４０。ｃ，调节溶液的ｐＨ＝５～６，加入ＮａＣＩＯ溶液，完成镍、钴的分离。由标准电极电位表可以查出，镍和钴的电

极电位分别为妒（Ｃ０３＋／Ｃ０２＋）＝１．８４Ｖ，ｐ（Ｎｉ３＋／Ｎｉ２＋）＝

１．９５

下形成沉淀而从废水中除去相应的金属离子，控制的主要条件为废水的ｐＨ，调节废水至不同的ｐＨ，再加入相应的氧化剂、还原剂或沉淀剂，最终达到分离金属离子的目的。２．１金属锡的分离

每次取废水５００ｍＬ，用１０％ＮａＯＨ调节其ｐＨ分别为１．０、２．０、３．０、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０进行试验。

Ｖ，而次氯酸根反应生成氯离子的反应的标准电极

电位为妒（Ｃ１０－／Ｃ１一）＝１．４９Ｖ。由此可知，在标准状态下，ＮａＣＩＯ难以把二价的钴氧化成三价的钴；但是在妒（Ｃｏ”／Ｃ０２＋）≤１．４９Ｖ的情况下，ＣＩＯ一就可以把二价的

钴氧化成三价的钴，而Ｎｉ２＋比较稳定，因此使Ｃ０２＋氧化并生成Ｃｏ（ＯＨ）３沉淀，可以达到镍、钴的分离。分离了钴后的溶液只含有Ｎｉ、Ｎａ金属离子，用１０％的

氢氧化钠溶液调ｐＨ＝９．５后充分搅拌，过滤即得

试验后过滤，取上清液用北京谱析ＴＡＳ．９８６型原子吸收分光光度计检测废水中金属离子浓度，结果见表２。

表２金属离子浓度在不同ｐＨ条件下的变化情况

Ｔａｂｌｅ２ｐＨ

ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｍｏｆｍｅｔａｌｉｏｎｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐＨｓ

Ｐ（Ｓｎ）／（ｍｇ／Ｌ）ｐ（Ｎｉ）／（ｍｇ／Ｌ）ｐ（Ｆｅ）／（ｍｇ／Ｌ）Ｐ（Ｃｏ）／（ｍｇ／Ｌ）

Ｎｉ（ＯＨ）２沉淀，用硫酸溶解Ｎｉ（ＯＨ）２沉淀，就会得到硫酸镍溶液，再经进一步浓缩，并对浓缩溶液的纯度进行取样分析，经过电解除杂，即可得到符合电镀要求

的硫酸镍溶液。因此所得到的硫酸镍也可以直接用于镀镍的缸中，实现资源的再利用。１．４废水脱盐

电镀车间所产生的酸锡废水，经过除去Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ后，其中主要含有硫酸钠，这部分废水处理的

万方数据

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从表３可以明显看出，二价锡离子在ｐＨ＝４．０～５．０

的范围内变化明显。当废水的ｐＨ低于４．７１时，二价锡离子浓度随着ｐＨ的升高而降低；当废水的ｐＨ高于４．７１时，二价锡离子浓度随着ｐＨ的升高而升高，说明二价锡离子沉淀后又发生部分溶解。因此，最佳沉淀

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