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關鍵詞：化學鍍；基本步驟；實驗操作

文章編號：1005－6629(2008)08－0075－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

化學鍍(electroless plating)是一個無外加電場的氧化還原過程，利用適當的還原劑使溶液中的金屬離子有選擇地在具有催化活性的表面上還原析出成金屬鍍層，僅借助于化學還原劑將所鍍金屬從溶液中沉積到被鍍物件上。其具有兩大特點：①適用于任何被鍍件，包括導體和非導體(如塑料、陶瓷、纖維、織物)以及鋁鎂輕合金等復合材料上進行化學鍍；②可根據需要，獲得所需厚度的鍍層。

在中學化學里，有一些實驗涉及到化學鍍，在本文中將對化學鍍的基本步驟和幾個化學鍍實驗進行介紹。

1對基體材料化學鍍的幾個基本步驟

隨著科學技術的發展，為了裝飾美觀或者特殊需要，必須在一些基體材料上沉積金屬。化學鍍就是一種方法，它也可以作為電鍍的前處理，先在非金屬材料上沉積一層導電層，然后在導電層上電鍍其他金屬。對非金屬基體材料而言，化學鍍的幾個基本步驟為： 化學去油粗化敏化活化 化學鍍[1]。 若化學反應趨勢較大或基本材料本身是金屬，則往往不需要這么多步驟。

1.1化學除油

基體材料難免沾上油跡，所以化學鍍的第一步就是要進行化學除油。這樣有利于表面粗化均勻，同時可延長粗化步驟中粗化液的使用壽命。一般堿性去油液除去油垢，或用工業酒精清洗。

1.2 粗化處理

鍍層是從水溶液中獲得的，所以基體材料要有一個親水的、微粗糙的表面。為了增大鍍層與基體材料的結合力，一般均需對基體材料表面進行粗化處理，目的是增大鍍層與基體材料的接觸面積。常用的化學粗化溶液有酸、堿或者有機溶劑，也可交替結合起來應用。

1.3 敏化處理

將經過粗化處理的材料浸入亞錫鹽的酸性溶液中，使粗化后的材料表面吸附一層液膜，在其后用清水洗滌時，材料表面液的pH會升高，亞錫鹽水解生成氫氧化亞錫或者氧化亞錫沉積物，被均勻吸附在處理過的材料表面，此沉積物作為還原劑在活化處理時，把活化劑中的金屬離子還原成金屬。

1.4活化處理

敏化過的基體材料經水漂洗凈后，浸入活化溶液中，亞錫離子把活化劑中的金屬離子還原成金屬顆粒，該金屬顆粒可作為化學鍍時的催化劑。

2 中學實驗中的化學鍍及其原理―以銀鏡反應為例

銀鏡反應是中學教材中的一個實驗。現在我們來分析一下實驗的條件。(一)熱力學因素：為什么要讓銀離子變為銀氨絡離子再進行反應呢？要鍍覆的金屬的電極電位必需要高于還原劑的電極電位，這樣才有可能發生化學鍍。硝酸銀溶液由于水解原因呈弱酸性，pH約為5。根據它們在酸性溶液中標準電極電位的大小，不難判斷硝酸根離子比銀離子氧化能力強：NO-+4H++3e-NO+2H2O E =0.960V, Ag++e-AgE =0.799V，所以，在酸性溶液中主要是硝酸根離子起氧化作用，銀離子無明顯的還原過程。而銀氨溶液呈弱堿性，pH約為8。銀氨配離子和硝酸根離子標準電極電位下降，氧化性明顯降低，硝酸根離子尤為顯著，且低于銀氨配離子的還原電位NO-+H2O+2e-NO2-+2OH-E=0.01V, [Ag(NH3)2]++2e-Ag+2NH3E =0.373V，所以，在銀氨溶液中主要是銀氨配離子起氧化作用，而硝酸根離子無明顯的還原過程。(二)加入絡合劑：為降低溶液中游離的銀離子濃度，防止沉淀，必須加入絡合劑。加入絡合劑后雖然銀氨絡離子的電極電位降低，但是仍然可以將乙醛氧化。

乙醛的標準電極電位E =-0.13V，對于反應CH3COOH+2H++2e-CH3CHO+H2O, 其E =E+-E- =0.373V-(-0.13V)=0.503V>0，乙醛可以使[Ag(NH3)2]+還原成銀，所以可發生反應形成銀鏡。為了增加反應趨勢，實際反應時常使溶液呈較強堿性。

3化學鍍在中學化學實驗教學中的應用

與銀鏡反應原理相似，許多金屬可以進行化學鍍。現介紹幾例化學鍍實驗，在教學中可作為學生的興趣實驗或拓展性研究課題。

3.1銅鏡實驗

在中學化學實驗室中我們也可以做化學鍍銅的實驗，也就是銅鏡實驗。具體的實驗步驟如下：

(1)用肥皂洗凈手，用去污粉將培養皿擦洗干凈，再把洗滌劑放在小燒杯中加水溶解，加熱至80℃，將它倒入培養皿中，靜置冷至室溫，傾去后分別用水和蒸餾水全面淋洗，備用。

(2)將20mL氯化亞錫溶液倒入培養皿中(敏化處理，形成敏化點，表面吸附一層氯化亞錫)，靜止五分鐘后傾去，用蒸餾水小心淋洗，待干。

(3)在50mL燒杯中加入2滴5%硝酸銀和1滴氫氧化鈉溶液，逐滴加入0.5M氨水至沉淀剛好溶解，加入15mL蒸餾水，攪拌后再加入3mL濃度為3%葡萄糖溶液，混合后立即倒入培養皿中，靜置5分鐘(活化處理，Sn2++2Ag+Sn4++2Ag，鍍上極薄的一層活性銀，不出現銀鏡。以利于后面鍍銅)，當溶液呈棕色后傾去，用蒸餾水小心淋洗，再用烘箱烘干或者晾干。

(4)50mL燒杯中充分混合等體積(約各7mL)7%的硫酸銅溶液，酒石酸鉀鈉溶液和37%甲醛溶液，立即倒入培養皿中，靜置5分鐘后即有銅鏡形成。

采用同樣的方法來在理論上計算一下。Cu2++4NH3Cu(NH3)42+。K穩=2.1×1013，由能斯特方程計算得E[Cu(NH3)42+/Cu]=-0.05V。

E =E+ -E- =-0.05-(-0.13)=0.068V，反應可以發生。在中學實驗室通過上述操作也可以得到銅鏡。該最后一步反應的E 較小，所以反應所要求的條件要高一些。如述的實驗過程中就要經過堿性除油、化學粗化、敏化、活化這樣一系列的過程。操作得當，即可看見光亮的銅鏡。

3.2樹葉“鍍金”實驗

在中學化學實驗室中除可以以玻璃為基體材料外，還可以以塑料乃至樹葉為基體材料進行化學鍍。塑料是非金屬絕緣體，不能直接進行電鍍，必須采用特殊的物理和化學方法進行處理。其方法是：將塑料制品先進行除油粗化，然后再用化學鍍的方法將某種金屬離子在一定條件下還原沉積于塑料件的表面，使其金屬化。具體實驗步驟如下：

(1)將塑料制件(最好為ABS塑料)放入堿性除油液中，溶液溫度控制在70℃～80℃。三十分鐘后取出，用自來水洗凈，使制件表面完全潤濕。

(2)用100g/L的鉻酐、600g/L比重為1.84的硫酸及少量濕潤劑加水配成溶液，將制件放入其中，反應30分鐘左右，溫度在65℃～75℃，小心攪動(粗化過程，用特定氧化劑選擇性地溶蝕塑料制件表面，使其表面粗糙，有更好的親水性能，從而使以后的敏化處理充分有效)。

(3)將制件浸入室溫下敏化液(配方為氯化亞錫5g/L，濃鹽酸40-50mL/L，金屬錫粒少量)中，不斷攪動。1分鐘-3分鐘后取出，用蒸餾水清洗。(敏化，用還原性溶液處理塑料制件表面)。

(4)把制件浸入室溫下的活化液(配方為硝酸銀2g/L-4g/L，氨水15mg/L-20mg/L)中，小心攪動1分鐘-3分鐘后取出，用蒸餾水清洗并吸干表面液滴。(活化，敏化時吸附的二價錫把銀離子還原成金屬銀，使之在化學鍍銅時起催化中心的作用)

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(5)將制件浸入沉銅液(配方為硫酸銅10g/L，酒石酸鉀鈉40g/L-50g/L，氫氧化鈉10g/L，甲醛10mL-20ml)中，反應20分鐘-30分鐘，反應結束后用蒸餾水清洗，這時塑料表面有一層暗紫色的銅。

溶液中的還原劑甲醛提供電子，使二價銅離子還原成單質金屬銅。反應方程式為CuSO4+2NaOH+

HCHO Cu+HCOONa+2H2O，此反應

僅僅發生在催化表面。在進行完化學鍍的步驟之后，可再對塑料進行電鍍，可看到塑料表面明顯的金屬化，具體操作如下：

把20g膽礬、25mL濃硫酸和0.5mL乙醇溶于100mL水中，加兩滴光亮劑，得到所需體積的鍍銅液。用經化學鍍銅的塑料制品作陰極，金屬銅片作陽極，帶電下槽，控制電壓在6V左右，電流密度1A/dm2-2A/dm2，在鍍銅液里電鍍1小時。取出制品，塑料表面即有一層泛紫銅亮光的鍍層。用水沖洗干凈。

3.3“銅變銀”、“銀變金”的化學鍍鋅實驗

鋅可以在金屬銅的表面發生化學鍍反應，在實驗室中可以采取下列的操作做化學鍍鋅的實驗：

(1)在蒸發皿中放入一勺鋅粉，然后倒入約3mol/L的氫氧化鈉溶液，把鋅粉浸沒。將蒸發皿加熱至沸騰，停止加熱，等混合液稍稍冷卻后，用坩堝夾一片潔凈的銅片或一根銅絲，浸入上述熱溶液中，立刻就有銀白色的鋅鍍在銅的表面上，并有極少量氫氣從溶液中逸出。

(2)待銅的表面全部被鋅覆蓋了后，將銅片(或銅絲)取出，置于盛有水的燒杯中洗凈，擦干。此時銅的表面被鍍了一層鋅，出現銀白色。

這個實驗的原理與以上述的化學鍍的原理稍有不同，因為在體系中沒有加入還原劑和絡合劑。原理如下[3]：

當把鍍粉和氫氧化鈉溶液混合加熱時，將發生下列反應：

Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2

鋅溶解時，發生共軛反應

Zn+2OH--2e-ZnO+H2O

2H2O+2e-H2+2OH-

在該體系中，當鋅發生自溶解時，作為共軛反應的陰極析氫過程，主要發生在析氫過電位較低的銅上，由于在銅上析氫時有一定量的氫原子的積累，氫原子具有很強的還原性，所以，在銅上的氫原子可以作為還原劑把溶液中的ZnO22-還原為金屬鋅而沉積在銅的表面。所以無需另加還原劑，而氧化劑也不是Zn2+的形式，而是ZnO22-，相當于與氧進行了絡合。

H++e-H(g)E(H+/H)=-2.11V

ZnO22-+2H2O+2e-Zn+4OH- E(ZnO22-/Zn)=-1.215V

E =-1.215V-(-2.11V)=0.895V>0，即反應可以進行，并且，E 較大，所以反應進行得較完全，現象明顯。將表面鍍鋅的銅片稍一加熱，表面的鋅進入銅片內部，形成銅鋅合金，呈現出“黃金”的顏色。

化學鍍在日常生活中有重要的用途，其工藝條件也在不斷地改進，老師在教學中可以將銀鏡反應作為一個切入口，向學生介紹化學鍍方面的知識，拓寬學生知識的視野。

參考文獻：

[1]王愛榮.非金屬材料電鍍前預處理概述[J].表面技術，2001(5):11-13.

[2]張宏良.會形成銀鏡，為什么不能形成鋅鏡、銅鏡呢[J].教學月刊(中學版)，2007(2):46-47.

[3]張勝利，夏同馳等.堿錳電池中銅集流體上析出鋅的機理[J].鄭州輕工業學院學院，1999(3):14-16.

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2010～2011學年度第一學期信息技術教學計劃（非零起點）

一、情況分析

校情分析：我校現有微機室1個，其中網絡教室學生機30臺（農遠工程配置機）；多媒體教室1個，教師電子備課室1個，有10臺教師用機，另外還擁有一個遠教IP資源（省網臺）接收室。

學情分析：本學區七年級新生中，絕大部分學生在小學階段未學習過信息技術課，因此他們對計算機發展史、計算機的基本組成、計算機的各部分設備名稱、計算機的應用及特點等沒有認識，屬于零起點；有部分小學在高年級學段開設了信息技術課，但基本上只停留在理論教學層面，學生很少能獨立操作計算機。現在的八、九年級學生已經都接受了信息技術課至少一年的學習，熟悉了信息技術課的學習、計算機上機實習規則、計算機機房的清潔維護等教育，大多都對信息技術課產生了濃厚的興趣；本校八年級學生在七年級學段初步學習了Word的基本操作，具備了一定的信息素養，對名片制作、動畫制作產生很大的興趣，對電子表格知識只是初步的認識；九年級學生經過七、八年級兩年的學習，基本上熟悉了Office軟件三大塊的操作。由于我校農遠工程機器陳舊，部分教材配套光盤中提供的教學軟件運行不暢如會聲會影9.0版本，加上為了學生在線閱讀我校數字圖書館圖書安裝的PDF閱讀器，更加加重了機器的負擔，內存明顯不夠，致使有些軟件只能讓學生作初步的了解或作簡單的操作示范，部分教材內容略作改變，教學時間的安排上偏向實踐課。為了使我校信息技術課教學工作有條不紊地開展，現特擬定信息技術課學科教學實施計劃。

二、教學總目標

21世紀，信息社會已經來臨，信息的獲取、加工、傳輸、處理和應用能力等將作為人們最基本的能力和文化水平的標志。現代信息技術已在社會各個領域廣泛應用，在中小學開設信息技術課非常重要而且必要。學習信息技術課程，使學生初步具備獲取信息、傳輸信息、處理信息和應用信息的能力，能初步認識和理解與信息技術相關的文化、倫理和社會等問題，文明規范地使用信息技術，具備良好的信息素養，為把信息技術作為支持終身學習和合作學習的手段、適應信息社會的學習、工作和生活打下必要的基礎。

七年級教學目標

近期目標：開學初采取問卷調查、詢問等方式全面了解學生信息素養情況，有針對性地繼續使用校本教材（即整合零起點教材內容），讓學生逐步進入信息技術課堂學習中，讓學生擺脫“信息技術課”就是“電腦課”的思想。

學期目標：

1、了解信息技術的應用環境及信息的一些表現形式。

2、建立對計算機的感性認識，了解信息技術在日常生活中的應用，培養學生學習信息技術、使用計算機的興趣和意識。

3、在使用信息技術時學會與他人合作，掌握“諍友”方式的評價意識，學會使用與年齡發展相符的多媒體資源進行學習；

4、能夠在他人在幫助下使用通訊遠距離獲取信息、與他人溝通，開展直接和獨立的學習，發展個人的愛好和興趣。

5、知道應負責任地使用信息技術系統軟件，養成良好的計算機使用習慣和責任意識。

八、九年級教學目標

1、進一步增強學生的信息意識，理解信息技術的發展變化及其對工作和社會的影響。

2、了解、掌握計算機基本工作原理，學會獨立使用與學習和實際生活直接相關的工具和軟件。

3、學會應用多媒體工具、相關設備和技術資源來支持其他課程的學習，能夠與他人協作或獨立解決與課程相關的問題，完成各種任務。

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【關鍵字】電鍍生產；控制；電鍍液；配制方法

1、電鍍生產過程的控制

電鍍生產是電鍍清潔生產的重要環節，通過對電鍍生產的控制，能夠降低資源消耗、減少污染、增加效益。

1.1延長電鍍溶液的使用壽命

（1）減少雜質的帶入量。要采用去離子水配制電鍍溶液，入鍍槽前要清洗工件，使電鍍溶液中的雜質減少；采取一定的措施減少化工原料、陽極、工裝掛具等帶入雜質的量。

（2）清除電鍍溶液中的雜質。主要采取過濾法、電化學法和其他方法。一是過濾法。它分為連續過濾法和定期過濾法。前者主要是清除電鍍溶液中機械雜質、有機雜質，還能起攪拌的作用。后者主要是定期處理電鍍溶液后分離沉淀及其吸附物的方法。此法可能導致溶液的損失，要盡可能減少此法的使用次數。二是電化學處理方法。一般用以清除電鍍溶液中的金屬雜質。三是其他處理方法。其中離子交換法、冷凍法使用較多，滲法及膜分離法因其生產成本和膜的質量問題，使用并不廣泛。

（3）電鍍溶液的維護和調整。此維護調整能實現延長鍍液壽命的目的，這是降低消耗、節約資源、減少污染的有效措施。電鍍溶液的調整必須及時、穩定、可靠，使電鍍溶液的組成穩定在合理的范圍內，以確保鍍層質量。

1.2生產過程中減少電鍍溶液的帶出量

電鍍溶液的粘度與使用溫度、工件和掛具的形狀與表面狀態及出槽的停留時間對電鍍溶液的帶出量有較大的影響，控制好這些因素可以大幅減少電鍍生產過程中電鍍溶液的帶出量。

（1）電鍍溶液的濃度與使用溫度的選擇。電鍍溶液濃度控制在工藝條件的下限可以減少電鍍溶液的帶出量；提高電鍍溶液的使用溫度，能夠降低電鍍溶液的粘度，也能減少帶出；通過添加表面活性劑以降低電鍍溶液的表面張力，也能減少電鍍溶液的帶出量。

（2）掛具的設計與選用。掛具分為專用掛具和通用掛具。要按實際生產需求確定使用類型，做到既滿足生產需要，也能實現節能、減污。同時，掛具的表面要盡可能光滑，無毛刺、桔皮等缺陷。

（3）出槽停留時間的控制。適當延長工件出槽后在空中的停留時間可以有效減少電鍍溶液的帶出量。

1.3工件的清洗

要采用清洗效率高、清洗水量少和可回收利用工件帶出液的清洗方法。電鍍工藝的設計，應采用低濃度電鍍溶液，并要采取有效措施減少電鍍溶液的帶出量。工件單位面積的電鍍溶液帶出量要通過試驗確定。回收槽或第一級清洗槽的清洗水要采用滿足電鍍工藝要求的水質或去離子水。在槽內回收液達到回用要求的濃度時應補入鍍槽回用，在回收液對電鍍溶液質量產生影響時，要采用過濾、離子交換或隔膜電化學處理等方法凈化后再回用。末級清洗槽廢水中主要的金屬離子允許濃度要按電鍍工藝技術要求等確定。

要采用以下數據：中間鍍層清洗為5-10mg/L，最終鍍層清洗為20-50mg/L。在末級清洗槽采用噴洗或淋洗清洗時應采用數據的上限值。

在電鍍槽中電鍍溶液蒸發量與清洗用水量相平衡時，要采用自然封閉循環工藝流程；在蒸發量不大于清洗用水量時，要采用強制封閉循環工藝流程。

在電鍍工藝采用自動線生產時，工件清洗要采用反噴洗清洗法；在采用手工操作時應采用間歇逆流清洗法或回收清洗法。工件預處理的清洗要采用串聯清洗工藝流程，其酸洗清洗水可復用于堿洗清洗水。

在電鍍生產為自動線時，清洗槽級數應采用3-5級，手工操作時不可超過3級。工件的各種清洗方法要按具體情況與離子交換、電化學處理等方法組合使用。

1.4金屬回收

這是減少資源流失和治理環境污染的有效措施。現在，離子交換法、電化學法、化學法處理污水和回收金屬過程有效結合，在處理含錫、鉛、銅、鋅、鎳、鉻等重金屬的電鍍廢水的同時能夠實現回收金屬的目的。

新型大孔性離子交換樹脂及離子交換纖維的產生，離子交換法在回收金屬、提高水的回用率等技術要求方面遠優于其他方法。通常采用離子交換法和膜分離法從鍍鎳清洗水中回收鎳。離子交換法成本低，回收的鎳價值很快就可補償回收設備的投資。

銀的回收采用化學法回收和陰極電化學處理回收。而化學法回收銀的過程復雜，還必然帶來新的污染，所以，目前多用電化學處理法回收銀。銀的電化學處理回收系統中陰極面積比陽極大，采用不銹鋼制作能使沉積在陰極的銀易于剝離開來，其純度能達99.99%。

金的回收要采用陰極電化學處理回收、離子交換法回收，也適合采用化學法回收。電化學處理回收與離子交換回收聯合使用，能在確保清洗水中金的回收更徹底，以防止貴金屬的流失。

2、電鍍液的配制方法

因不同種類鍍層需要的電鍍液的成分不同，因此，其配制的具體方法也各不相同，應按具體的電鍍液配制工藝和注意事項正確配制。但由于各種電鍍液的配制方法和順序是大致相同，通常遵循以下個基本要求：

2.1配位劑和主鹽的加入順序十分重要

（1）在鍍槽中添加50%左右體積的蒸餾水后，把計算量的配位劑和導電鹽類等化學藥品在攪拌條件下逐漸加入，使它溶解在水中，還應對電鍍液及時進行加熱或降溫，促使化學藥品全部溶解。

（2）把計算量的主鹽類化學藥品溶解在以上電鍍液中，還可先在另一容器中用少量蒸餾水調成糊狀后再加入。主鹽的加入要在加入配位劑后進行，充分保證主鹽的溶解和配位化合。

（3）把添加劑、光亮劑等化學藥品分別溶解在另外的容器中，再加入以上電鍍液中。

（4）補充蒸餾水達到規定體積，調整電鍍液pH值后，再過濾、分析凋整、進行通電處理，試鍍合格后應正常使用。

2.2配制電鍍液時應注意的問題

（1）操作人員要穿戴好防毒、防酸、防堿的防護用品。

（2）配制氰化物等有毒電鍍液，要嚴守安全操作規程。

（3）有毒電鍍液的配制一定在良好通風設備運行的環境下進行。

（4）嚴格執行電鍍液配制的工藝程序，遵守各組成物配制的順序，如配位劑和主鹽，酸與水等的先后順序。

2.3電鍍液的維護管理

要掌握維護電鍍液和去除雜質的方法。電鍍過程的操作非常復雜，生產過程中電鍍液各組成成分的含量時刻在出現變化，因此，對電鍍液進行嚴格的管理和維護是保證得到合格鍍層的關鍵環節。所以，要注意以下幾點：

（1）定期分析電鍍液，要按分析結果對電鍍液成分進行適當的調整。要用蒸餾水或去離子水分別溶解計算所需量的各成分，按電鍍液配制的先后順序加入到鍍槽中，再經過濾、通電處理、分析調整，試鍍合格后就能正常使用。

（2）在電鍍液使用過程中一定要定期過濾，排除有害雜質。

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關鍵詞：化學還原技術；含鉻電鍍污水；處理；pH：去除率；成分檢測

中圖分類號：U664.9+2 文獻標識碼：A 文章編號：

電鍍行業是關乎國計民生的行業，同時也是高污染的工業之一。電鍍工藝產生的污水，對環境的影響極大，這些污水中含有氰化物、酸、堿以及六價鉻、銅、鋅、鎘、鎳等重金屬污染物，尤其是含鉻電鍍污水危害最為嚴重，一旦處理不當就排入自然環境可引起肺癌、腸道疾病和貧血，因此，被列為國家一類有害物質。目前，含鉻電鍍污水的處理方法有：化學法、離子交換法和吸附法。本文將根據某電鍍企業含鉻污水處理的工程實例，論述采用化學還原技術處理含鉻電鍍污水的相關方面。

1化學還原法處理電鍍含鉻污水技術

在電鍍污水中，數含鉻電鍍污水危害最為嚴重，化學還原技術對其處理的原則是將Cr6+還原成Cr3+，加堿調整pH值，使Cr3+形成氫氧化鉻進一步絮凝沉淀。常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁鐵等。化學還原法常用處理工藝一般分為兩個反應池處理，首先在第一反應池中先將污水用硫酸調節pH值至2～3，再加入還原劑硫酸亞鐵，在下一個反應池中用NaOH或Ca(OH)2調pH值至7～8，生成Cr(OH)3沉淀，再加絮凝劑，使Cr(OH)3沉淀并去除。

2單反應池化學還原法處理電鍍含鉻污水的實驗

該廠在進行含鉻電鍍作業時，原來的含鉻電鍍污水處理過程也是采用上述兩個反應池處理工藝。含鉻電鍍污水成分如表1所示。

表1鍍廠含鉻電鍍廢水成分

日產生含鉻電鍍污水約為100m3左右。為了探討含鉻電鍍污水處理的工藝方法，該廠采用單反應池處理技術處理本廠電鍍含鉻污水。首先在反應池中先將污水用硫酸調節pH值至2左右。其次在反應池中投加過量的硫酸亞鐵，用NaOH或Ca（OH）2調pH值至7～8，生成Cr（OH）3沉淀，再加混凝劑，使Cr（OH）3沉淀除去。技術實驗效果表明：單反應池處理電鍍含鉻污水技術可以滿足含鉻污水日處理量為300m3的需要，處理后的污水中鉻含量為10mg/l。具有成本低廉，工藝簡單，沉降速度快，處理效果好，總鉻去除率達到92％左右。設備投資和運行費用低等特點，主要用于間歇處理。

化學還原法的影響因素：還原劑的添加量；pH的控制（還原反應的pH、沉淀反應時的pH）；污水中Cr的濃度。

2.1 pH的控制

pH對化學還原法的反應影響很重要，必須加以嚴格控制。隨著還原反應的進行，Cr6+逐步轉化為Cr3+，溶液pH逐步上升。該反應大致分兩個階段完成，第一階段是還原劑與Cr6+離子產生化學反應的過程，在酸性介質中進行，要求將污水用硫酸調節pH值至2～3。實驗過程中通過改變溶液pH，當pH上升到3.8時，溶液出現淡黃色并有少量Fe(OH)3沉淀生成，實驗表明，此時的化學還原反應已經接近終點。第二階段是沉淀反應過程，要求用NaOH或Ca(OH)2調pH值至9。在堿性條件下使Cr3+完全生成Cr(OH)3沉淀并加入絮凝劑后將沉淀去除。

表2 pH 改變與Cr6+ 濃度關聯表

2.2還原劑的添加量

作為還原劑的硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）的添加量對Cr6+還原性有重要影響。理論上計算，硫酸亞鐵的添加量應為六價鉻量的16倍。我們的實驗從16倍開始實驗，通過加入不同比例的還原劑添加量的實驗結果表明：還原劑實際添加量應高于這個比例。實際還原劑添加量應為六價鉻量的20～23倍。反應基本上達到平衡狀態。

2.3污水初始濃度的影響

不同Cr初始濃度時，化學沉淀法對總Cr去除率的影響為：Cr初始濃度＞220mg／L時，水中的Cr（OH）3懸浮物明顯增多，且隨電鍍污水初始濃度的增大，絮凝沉淀后的上清液中總Cr直線增加，說明隨電鍍污水初始濃度的增大，去除效果比較差。當初始濃度＜220mg／L時，絮凝沉淀后的上清液中總Cr的量變化很小。

2.4小結

單反應池化學沉淀法處理含鉻電鍍污水的效果和穩定性很好總鉻去除率在93％左右；實驗則表明：實際還原劑添加量應為六價鉻量的20～23倍（質量比）時還原效果比較好；控制pH＜3.8還原率最高。

在第二階段反應進入絮凝沉淀時，pH變化范圍控制為9。實驗表明：當pH＜4時，Cr3+自由離子形式存在；pH＞4時開始生成Cr(OH)3沉淀；但是當pH＝10～14時出現Cr(OH)3沉淀溶解，原因是Cr(OH)3屬兩性化合物，當pH太大時Cr(OH)3會發生轉化。實驗結果表明，最佳pH為9左右。

3含鉻電鍍污水成分檢測

實驗中總Cr、Cr6+濃度的測量采用二苯碳酰二肼法用原子吸收分光光度計測量吸光度（數據見表3），繪制標準曲線。使用Cr標準曲線通過內插法計算樣品液中總Cr的含量。根據電鍍污水中總Cr初始濃度和化學沉淀法處理后的總Cr濃度，可以計算總Cr去除率。

表3 含鉻標準溶液吸光度

3.1實驗前準備

(1)儀器：原子吸收分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；pH計；六聯攪拌儀ZR4-6。

(2)試劑：六水合硫酸亞鐵、高錳酸鉀、二苯碳酰二肼、尿素、亞硝酸鈉、濃磷酸（1+1）、濃硫酸（1+1）、銅鐵試劑、鹽酸羥胺等。

(3)顯色劑制備：稱取0.2g二苯碳酰二肼,加入50ml丙酮中溶解，移入100ml容量瓶中加水稀釋至標線，搖勻裝入棕色瓶中并放入冰箱待用。

3.2實驗操作

(1)標準溶液吸光度測定：在50ml比色管中將0.01g/l鉻標準溶液，分別加入0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00ml，再加入0.5ml硫酸和0.5ml磷酸，加水稀釋至比色管標線，再加入2ml顯色劑，搖勻靜置5～10min，在540nm波長處，用鉻濃度為0的標準溶液進行對比，從稀至濃依次測定標準系列溶液吸光度。

(2)待測樣品六價鉻含量測定：在100ml容量瓶中加入1ml電鍍污水，加水稀釋至刻度線，搖勻備用。在兩個50ml比色管中加入20ml稀釋水樣，加入0.5ml硫酸和0.5ml磷酸，在其中一個比色管中另加入1.00ml鉻標準溶液，定容至刻度線后再加入2ml顯色劑，搖勻靜置5～10分鐘后，與540nm波長處，以鉻濃度為0的標準溶液進行對比，測定吸光度并作空白校正，從校準曲線上查得六價鉻含量。

(3)計算：根據鉻標準曲線線性方程和待測液吸光度計算各待測液濃度。根據進、出口待測液六價鉻含量可以計算出回收率。

A、企業樣品液y1=0.016，依據y1=0.0045x1-0.0005求得x1=3.6667；

B、加標樣品液y2=0.020，依據y1=0.0045x1-0.0005求得x2=4.5556；

C、回收率=（4.5556-3.6667）/1×100％＝88.89％；

D、電鍍企業污水濃度＝x1/20×100＝18.33mg/l。

4采用DTCR系列絮凝劑進一步調節Cr(OH)3沉淀污水

電鍍污水中含有氰化物、酸、堿以及六價鉻、銅、鋅、鎘、鎳等重金屬污染物，由于存在重金屬離子混合的現象，在堿性介質中，重金屬離子沉淀可能形成絡合物，增加它在水中的溶解度。我們在用化學沉淀法處理含鉻污水時，由于各離子生成沉淀的最佳pH值不同，在處理含鉻污水時生成的Cr（OH）3沉淀，容易受到其他重金屬離子的干擾。曾經出現部分Cr（OH）3沉淀會隨著pH值的降低而重新溶解于水中，使得處理效果受到影響。實踐表明：當pH值調至8～9時，鋅、鎳嚴重超標，但若將pH值提高到9以上時則鉻會因反溶而超標。

5結束語

總而言之，工業電鍍含鉻污水是危害性較強的一類環境污染源，電鍍行業必須予以重視。為了處理好這一污染物，必須從實際出發，不斷地提高科技含量，選擇合適的處理方法，消除對環境的污染。實踐證明，化學還原技術處理含鉻電鍍污水，在理論和實踐應用上是完全可行的，有利于實現了電鍍行業的清潔生產，符合電鍍行業的可持續發展要求，值得推廣。

參考文獻

篇5

關鍵詞： 電鍍廢水；廢水處理；金屬離子

電鍍被稱為當今全球三大污染工業之一，隨著科學技術的發展電鍍工業的規模亦發展，排放的廢水量越來越大，有資料報道電鍍廢水排放量約占工業廢水排放量的10%，其主要來源有：前處理除油酸洗工序，鍍件的清洗水，廢電鍍液，跑、冒、滴、漏的各種槽液和排水，沖洗水及設備冷卻水，成分非常復雜，除含CN-廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。隨著電鍍工業的快速發展，

一、化學法。此法就是向廢水中投加化學藥劑。通過化學反應改變廢水中污染物的化學性質，使其轉變成無害或易于與水分離的物質再從廢水中除去的處理工藝。但化學法的最大不足之處，是生產用水不能回收利用，浪費水資源且占用場地較大。包括以下四種：

(1)中和沉淀法。此法主要是向含重金屬的廢水中加入石灰、碳酸鈉、苛性鈉等沉淀劑進行中和反應，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。但此法處理的廢液出水pH值較高，特別是其當廢水中含有 Zn、Al、Pb、Sn等兩性金屬時，生成的沉淀物會在較高的pH值下再溶解，因此要嚴格控制pH值，實行分段沉淀。另外廢液中如果含有鹵素、氰根等陰離子要先予去除，否則將會和重金屬形成絡合物，影響處理效果。

( 2)硫化物沉淀法。但其缺點是：沉淀顆粒小，易形成膠體，需添加絮凝劑輔助沉淀，因此增加了成本，且沉淀物在水中殘留，遇酸生成氣體，易造成二次污染，故此法應用并不廣泛。但可和中和沉淀法配合使用，用石灰作為硫化法沉淀的pH調節劑，效果更好。

( 3)氧化還原法。向廢水中投加還原劑將高價重金屬離子還原成低毒的低價重金屬離子后，再使其堿化成沉淀而分離去除的方法。如向廢水中加入硫酸亞鐵將毒性高的Cr6+（約為Cr3+的100倍）還原為毒性低得Cr3+，再利用沉淀法除去Cr3+。該法原理簡單，易于操作，但存在處理出水水質差，不能回收利用，處理混合廢水時，易造成二次污染。所以該法一般用于污水的預處理。

(4)鐵氧體法。該法是利用過量的 FeSO4作為還原劑，在一定酸度下使廢水中的各種金屬離子(主要是Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+)形成鐵氧體晶粒沉淀析出從而使廢水得到凈化的方法。故此法在國內電鍍業中應用較廣。但該法產泥量大，且污泥制作鐵氧體時的技術條件較難控制，需耗能加熱至70℃左右，處理成本較高，處理后鹽度高，而且不能處理含汞和絡合物的廢水。

二、電解法。在電場的作用下使廢水中的有害物質通過電解在陰、陽兩極上分別發生還原、氧化反應轉化成無害物質，或利用電極氧化還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應。但缺點是不適用于處理含較低濃度的金屬廢水，并且電能消耗、鐵極板消耗量很大，成本高，一般經濃縮后再電解經濟效益會更好。

三、離子交換法。是利用離子交換劑自身所帶的自由移動離子與廢水中待處理的離子進行選擇換，從而分離廢水中有害的物質使廢水凈化的處理方法。但由于離子交換劑選擇性強，制造復雜，成本高，再生劑耗量大，因此在應用上受到一定限制。

四、萃取法。利用一種不溶于水而能溶解水中某種物質的有機溶劑投入廢水中，使廢水中的溶質充分溶解而從廢水中分離出去的方法。由于溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，此法的應用受到了很大的限制。

五、吸附法。是利用吸附劑的物理吸附、化學吸附及氧化還原等作用，以除去廢水中的有害物質的方法。不足之處是吸附速度慢，容量小，不適于有害物濃度高的廢水。一般用作預處理手段或深度凈化。

六、膜分離技術。是利用膜的選擇透過性對廢水中某些成分進行分離去除的方法。應用于電鍍廢水處理的膜技術主要有電滲析、反滲透、超濾、納濾等。利用膜分離技術一方面可以回收利用電鍍原料，大大降低成本，另一方面可以實現電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經濟和環境效益，是一項很有發展前途的技術。

七、生物法。生物處理過程主要是利用微生物的生命活動過程，在這個過程中通過生物有機物本身或其代謝產物具有的靜電吸附、酶催化轉化、絡合、絮凝、共沉淀和對pH值緩沖等功能與重金屬離子的相互作用達到凈化廢水的處理方法。由于傳統處理方法有成本高、對大流量含低濃度重金屬的廢水難于處理等缺點，隨著重金屬毒性微生物的研究進展，生物處理技術日益受到人們的重視，采用生物技術處理電鍍金屬廢水呈發展勢頭。

綜述

以上介紹了廢水處理的幾種常用方法，都各有利弊。顯然各種重金屬因其行業和工藝的差異，而是在設計處理方法時要統籌考慮以下幾個原則：1經處理后的廢水應符合國家排放標準或可回用，不產生二次污染。2應適應廢水的濃度、pH值、成分變化等特點。3所用廢水處理設備、設施，投資要小占地面積和基建工作量也要小。4應節約能源，回收效益高。力求把電鍍工藝、鍍件漂洗工藝、廢水的分流和收集，各類廢水治理技術的選擇，綜合成一個統一系統來設計，尋找一個最經濟合理的方案。

另外，實施循環經濟、推行清潔生產，提高電鍍物質、資源的轉化率和循環利用率，從源頭上削減重金屬污染物的產生量，不難看出未來綜合治理技術、生物技術和膜分離技術的運用將是電鍍廢水治理的熱點和發展方向。

參考文獻

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[2] 馬小隆，劉曉東，周廣柱. 電鍍廢水處理存在的問題及解決方案 山東科技大學學報，2005

[3] 劉軍壇.電鍍廢水處理技術的發展[ J] .化工縱橫， 1996

篇6

【關鍵詞】電鍍廢水；新型處理工藝；回用技術

電鍍是利用電化學的方法對金屬和非金屬表面進行裝飾，防護及獲取某些新性能的一種工藝過程[1]。

工業電鍍工藝過程一般是：前處理電鍍后處理，其中每個工藝過程都涉及到環境問題，其后果對人類生存環境危害極大，使環境治理成本高昂。因此電鍍是當今世界三大污染行業之一。

1.車間電鍍廢水的來源

電鍍企業電鍍工藝由于表面鍍層的不同而不同，鍍層大多是單一金屬或合金，如銀、鉻、鎳、鈦靶、鋅、鎘、金或黃銅、青銅等。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外，還有非鐵金屬，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料等，但塑料電鍍前，必須經過特殊的活化和敏化處理。更重要的是電鍍企業為了保證鍍液的穩定性、使用壽命和鍍層質量，在鍍液中添加了很多的絡合劑、穩定劑、加速劑、PH緩沖劑和光亮劑等有機溶劑[2]。因而產生了鍍前各鍍件的酸洗、堿洗廢水，鍍件漂洗廢水，鍍后清洗鈍化廢水及其他廢水等。

2.電鍍廢水的主要分類

按照不同廢水處理的方法進行分類，如含氰廢水，含鎳廢水，含鉻廢水，含銅綜合廢水，鍍前處理廢水等。

3.電鍍廢水回用的技術背景

電鍍廢水回用有其技術背景，電鍍行業對我國經濟發展起著重要作用，但其生產過程耗水量較大，對周圍水體污染嚴重。為推行清潔生產，實現節能減排，節省水資源，部分地區針對電鍍企業提出排放廢水回用不低于60%的要求，這是節約水資源、減少水資源污染的一個重要舉措[3]。

目前，電鍍廢水處理最常用的是膜分離技術，例如將微濾、超濾、納濾與反滲透進行多級組合運用，但電鍍廢水進行膜分離處理之前需要對電鍍廢水進行預處理，現有技術中，電鍍廢水預處理單元中幾乎都是采用氫氧化物或硫化物沉淀法，即投加大量的化學藥劑后絮凝沉降，除去電鍍廢水中的重金屬離子，然而投加化學藥劑不僅提高廢水處理的成本，而且會產生較多的污泥，同時有大量的膠體粒子被帶入膜分離裝置中，造成膜污染、膜堵塞等現象，降低膜通量，回用水回收率降低。

有鑒于此，針對現有技術存在之缺失，本文介紹了一種新型的處理工藝及回用技術。

4.新型電鍍廢水處理工藝和回用技術簡介

含氰廢水含氰廢水預處理單元緩沖池雙膜法回用系統回用；含鎳廢水鎳離子交換回收系統緩沖池雙膜法回用系統回用；含鉻廢水鉻離子交換回收系統緩沖池雙膜法回用系統回用；含銅綜合廢水重金屬離子交換回收系統緩沖池雙膜法回用系統回用；前處理廢水前處理廢水處理單元生化MBR系統反滲透系統回用

5.新型電鍍廢水處理工藝及回用技術說明

5.1含氰廢水

含氰廢水用泵打至兩級破氰池，出水投加還原劑還原多余的氧化劑，再投加片堿將pH值調整至合適的范圍，然后投加少量混凝劑后進入MCR膜-沉淀池，出水經真空泵抽至緩沖池與其它類預處理后廢水一并進入雙膜法回用系統，產水回用，RO濃水排至排放廢水處理系統，集中處理后達標排放。

5.2含鎳廢水

含鎳廢水經過砂濾罐去除原水中較大顆粒的懸浮物、泥沙、雜質及部分有機物等，出水進入鎳離子交換回收系統回收鎳離子，當產水Ni2+超過設定值時，停止運行，進入再生程序，利用強酸洗脫再生并回收硫酸鎳，回收液濃度Ni2+﹥20g/L，可作為有價值金屬廢液再利用。回收裝置產水Ni2+﹤0.5mg/L，出水流入緩沖池與其它類預處理后廢水一并進入雙膜法回用系統，產水回用，RO濃水排至排放廢水處理系統，集中處理后達標排放。

5.3含鉻廢水

含鉻廢水經過過濾器以除去原水中較大顆粒的懸浮物、泥沙、雜質及部分有機物等，出水進入鉻離子交換回收系統回收鉻酸，當產水Cr6+超過設定值時，停止運行，進入再生程序，利用強堿洗脫再生并回收鉻酸，回收液濃度30-50g/L（以CrO3計），可作為有價值金屬廢液再利用。回收后的Cr6+﹤0.1mg/L，出水流入緩沖池與其它類預處理后廢水一并進入雙膜法回用系統，產水回用，RO濃水排至排放廢水處理系統，集中處理后達標排放。

5.4含銅綜合廢水

含銅綜合廢水經過過濾器以除去原水中較大顆粒的懸浮物、泥沙、雜質及部分有機物等，出水進入重金屬離子交換回收系統回收銅金屬離子，當產水Cu2+超過設定值時，停止運行，進入再生程序，利用強酸洗脫再生并回收硫酸銅，回收液濃度Cu2+﹥25g/L，可作為有價值金屬廢液再利用。回收后的Cu2+﹤0.5mg/L，出水流入緩沖池與其它類預處理后廢水一并進入雙膜法回用系統，產水回用，RO濃水排至排放廢水處理系統，集中處理后達標排放。

5.5前處理廢水

前處理廢水中含有乳化液、表面活性劑和化學溶劑等有機物，污染成分較復雜，廢水中含有少量的重金屬離子，需經過化學法預處理后再進入后續生化降解工藝。前處理廢水收集至前處理廢水調節池中，均化水質水量后用泵打至PH調整池，投加堿調節PH值后出水至混凝反應池，投加少量混凝劑、助混劑將重金屬離子轉化為可沉淀物在沉淀池析出，上清液進放PH回調池，經過厭氧池、好氧池及MBR池處理后進入反滲透系統，產水回用，RO濃水排至排放廢水處理系統，集中處理后達標排放。

6．結語

篇7

【關鍵詞】電鍍廢水；分系統處理；重金屬離子；酸堿廢水

1 電鍍廢水的概況

電鍍是將金屬通過電解方法鍍到制品表面的過程。電鍍是當今全球三大污染工業之一，隨著科學技術的發展電鍍工業的規模亦發展，排放的廢水量越來越大，據不完全統計，1999年全國工業和城市生活污水排放總量為401億m3，電鍍廠排放出廢水達40億m3。由此可見，電鍍廢水的排放量約占工業廢水排放量的10%。目前，絕大多數電鍍分散在各有關企業，例如：自行車廠、家具廠、汽車廠等等，都附設有電鍍車間，實為廠多面廣，較為分散，大多數直接排放，給環境造成嚴重污染。為了解決這一問題，在一個城市或一個地區集中建立電鍍工業，使電鍍工業由分散轉向集中，則有利于電鍍廢水的處理。

電鍍廢水主要來源有：（1）鍍件清洗廢水；（2）電鍍廢液；（3）其他廢水（包括沖刷車間、刷洗地板以及通風設備冷凝水和由于鍍槽滲漏或者操作管理不當造成跑、冒、滴、漏的各種槽液和排水）；（4）設備冷卻水。其廢水的水質、水量與電鍍生產的工藝條件、生產負荷、操作管理以及用水方式等因素有關，其成分復雜，水質變化較大，其中含有鉻、銅、鎳、鎘、鋅等重金屬離子和氰化物等，具有毒性，有的屬“三致”物質，對人類危害極大。如隨意排放或處理不當，會造成嚴重的環境污染。為此，對電鍍廢水進行有效處理已成為每個生產企業的艱巨任務。電鍍品種較多，主要有：鍍鉻、鍍鋅、鍍銅、鍍鎳、鍍銀等，有金屬電鍍，也有塑料電鍍。廢水主要來自鍍件鍍前的酸、堿處理以及鍍后的漂洗。鍍件鍍前的酸、堿處理液對各種電鍍是相同的，但是，鍍件的漂洗液的組成則完全不同，處理方法也完全不同，所以要把各種電鍍按車間分開，使整體布局合理化，給電鍍廢水的處理集中提供好的基礎。通過對該類廢水的處理試驗研究并進行工藝比較，確定了適合該廢水水質水量變化特點的處理方法。即將各類廢水單獨收集，并進行必要的預處理，然后再進行適當合并綜合處理。該工藝技術已在多家電鍍廢水處理項目中得到成功應用。

2 電鍍廢水的處理方法

電鍍廢水可以分為四個系統，含氰廢水；含鉻廢水；其他重金屬廢水以及酸堿廢水。實踐證明分系統處理各種廢水非常合理。

2.1 含氰廢水處理

常見的含氰廢水處理方法有離子交換法、蒸發法、電解氯化法、臭氧法和堿性氯化法。氰化鈉和氰化鉀是優良的電鍍絡合劑，采用氰化物電鍍的有金、銀、銅、鋅及鉻等，可獲得很高質量的鍍層，但是氰化物有劇毒，對人的致死量為0.3mg/kg。我國政府在大力提倡用無氰電鍍工藝替代含氰電鍍工藝。目前除少量有特殊要求的產品保留含氰電鍍工藝外，其余大量產品都已改為無氰電鍍工藝。

采用二級氧化法進行處理。氧化破氰可用的藥劑有NaCIO、Ca（CIO）2、液氯、臭氧等。液氯和臭氧由于價格高等原因不常用。用較便宜的Ca（CIO）2又會產生Ca（OH）2和CaSO4沉淀，增加了污泥量，故采用NaCIO是合適的破氰氧化藥劑。該方法是在堿性條件下，用氧化劑NaCIO把游離氰離子以及與金屬離子絡合的氰離子氧化成氮氣和二氧化碳[6]。氰離子的氧化破壞分兩個階段：第一階段，在堿性條件（pH≥10）下，氧化劑把氰離子氧化成氰酸鹽；第二階段，在pH為7～8的條件下，氰酸鹽進一步被氧化成氮氣和二氧化碳。

第一階段氧化成不完全氧化反應，反應如式（1）、（2）、（3）：

NaCN+NaCIO+H2O=CNCI+2NaOH （1）

2NaCu（CN）2+5NaCIO+NaOH+H2O=4NaCNO+5NaCI+2Cu（OH）2（2） （式中的銅元素也可能是其他金屬如銀、鋅等）

CNCI+2NaOH=NaCNO+NaC+H2O（3）

操作時次氯酸鈉與氰氫根的投加比為：CN-：NaCIO=1：2.85，控制廢水的pH值為12～13，反應溫度為15℃～90℃，反應時間為30min。廢水經第一階段氧化處理后，氰化物轉化為氰酸鹽，其毒性降低為NaCN的千分之一，故必須進行第二階段的氧化物處理，才能達標排放。

第二階段氧化為完全氧化反應，反應如式（4）、（5）：

2NaCNO+3HOCI=2NaCI+H2O+2CO2+N2（4）

4NaCNO+3NaCIO+2H2O=4CO2+2N2+4NaOH+6NaCi（5）

操作時次氯酸鈉與氰氫根的投加比為：CN：NaCIO=1：3.42。用稀硫酸把廢水pH值調整為8.5～9.0，溫度15～40℃，反應時間約為30min，第二階段氧化處理是把氰酸鹽連同第一階段氧化反應后留下的殘存的氯化物一起氧化成無毒的CO2和N2。

2.2 含鉻廢水中鉻的回收處理

常見的含鉻廢水處理方法有離子交換法、電解法、鐵氧體法、活性炭吸附法和化學還原法。廢水中六價鉻是有害和有毒物資，成為工業廢水的一個重要污染源，一旦攝入人體內達到一定數量會引起癌癥。廢水中六價鉻黨因鍍件表面附著而帶入漂洗水中，據資料報道80%的鉻酐損耗于鍍件帶出的附著液。它在廢水中的一般含量為25～100mg/L。處理電鍍鉻廢水的傳統工藝是將廢水中六價鉻變成三價鉻排放，使用最多的是鐵癢體法。該法只是把毒性大的六價鉻變成毒性較小的三價鉻，沒有從根本上消除鉻對環境的污染，必須對其實施回收處理。理論上有下列幾種回收方法：

（1）鉻酸鹽沉淀法 這種方法是在堿性條件下投加沉淀劑氧化鋇溶液，使CrO42- 與 Ba2+形成難溶的BaCrO4 沉淀（BaCrO4 的Ksp=1*10-10），因此習慣上也稱為鋇鹽法。該方法的優點是處理后的水清澈透明，工藝簡單，但是引入了Ba2+ ，造成新的污染。

（2）以氫氧化鉻或三氧化二鉻形式回收 該法首先是把六價鉻還原成三價鉻，再把三價鉻沉淀為氫氧化鉻，進一步把氫氧化鉻加熱脫水，則變成三氧化二鉻。含鉻廢水中的六價鉻在酸性條件下是以Cr2O72-形式存在，而在堿性條件下是以CrO42- 形式存在。在酸性條件下六價鉻的還原反應速度較快，故要求還原反應PH

Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O （6）

6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O （7）

Cr2O72-+8H++3H2S=2Cr3++7H2O+3S（8）

（3）陰離子交換法 當選用大孔弱堿性陰樹脂370填充陰離子交換柱時，對陰離子CrO42- 的親和力最強，同時，在離子交換過程中，能自行將SO42- 、NO3-、Cl-有效的排出樹脂層。使含鉻廢水通過該陰離子交換柱，發生如式（9）的交換反應：2ROH+CrO42- =R2CrO4+2OH-（9）吸附CrO42后的陰離子交換樹脂，用12%（m/n）KOH溶液可以將CrO42-交換出來，使陰離子交換樹脂再生，反應如式（10）：2R2CrO4+4KOH =2ROH+2K2CrO4+2OH-（9）再生液中含有少量Fe3+和AI3+ 陽離子雜質，用調節再生液PH值的方法除去，得到只含K2Cr2O7的再生液，進行蒸發濃縮，將K2Cr2O7晶體分離出來[7]。

2.3 含其他重金屬離子的廢水處理

電鍍廢水中的其他重金屬離子一般是指銅、鋅、鎳、鎘等，他們有一種共性，在堿性條件下可形成氫氧化物沉淀；若加入硫化鈉，則形成硫化物沉淀。酸堿重金屬廢水處理方法[8]；改法利用金屬離子的氫氧化物溶度積低的特點，在堿性條件下，將這些重金屬離子沉淀下來。為了達到排放要求，排放前加酸堿調pH值。

2.4 酸堿廢水處理

鍍件電鍍前需經除油、酸洗、機械磨光或滾桶滾光來清潔表面。使鍍件在入槽前達到無油、無銹、無厚的氧化膜和無臟物覆蓋。一般用化學法可達到清潔表面的目的。應盡可能的采用滾桶滾光法，用較低濃度的酸、堿或表面活性劑，借機械摩擦可將鋼鐵件的油污和鐵銹等除去，并可將零件表面磨光滑。這些措施能大幅度的減少酸堿廢水的排出量，但仍然會有堿洗和酸洗產生的酸堿廢水已經地面清洗廢水。一方面可以利用產生的酸、堿液相互中和達到處理目的；也可以在其他系統中加以利用，例如：用酸性、堿性廢水用來調整pH值。使領加藥品中和酸堿廢水變為補充措施，可大大境地治理廢水的成本。

酸堿縱橫廢水主要來自鍍件清洗水，呈酸性，水量最大，是電鍍廢水的主要來源。廢水中主要含有Cu2-、Ni2+等重金屬離子，這些重金屬離子以游離態形式存在于廢水中。通過調節廢水pH值（9-10），添加絮凝劑、助凝劑，使之形成氫氧化物沉淀，經過固液分離可除去Cu2+、Ni2+等重金屬離子，最后經砂濾器過濾及中和池條件pH值（6-9）使廢水達標排放。另外預處理后的含氰廢水及含鉻廢水也并入酸堿綜合廢水處理系統中進一步處理。主要化學反應：

Cu2++2OH-Cu（OH）2

Ni2++2OH-Ni（OH）2

Cr3++3OH-2Cr（OH）3

H++OH-H2O

3 結論

電鍍廢水的種類和水樣性質因生產條件和生產目的的不同而各有差異。因此，對不同的情況要區別進行處理，在設計廢水處理工藝流程時應結合生產，充分利用廢水中的可回收成分，如鍍鉻、鎳、金、銀等的廢水應該進行回收利用。實踐證明用合理工藝處理電鍍廢水，首先可大幅度減少廢水的排放量；按系統分別處理電鍍廢水，簡化了處理方法，提高了處理效果；回收鉻等重金屬，有效的防止了污泥對環境造成的二層污染。

參考文獻：

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篇8

關鍵詞：膜分離技術；電鍍廢水；超濾；反滲透；處理應用

中圖分類號： X703 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著我國社會經濟的快速發展，電鍍行業得到進一步的發展。電鍍廢水中的成分較為復雜，含有大量的鋅、鎳和鉻等重金屬離子及有機光亮劑等，若處理不當就會影響環境和危害到人們的身體健康。傳統的電鍍廢水處理工藝由于存在能耗高、操作復雜及處理效果不穩定等缺點，無法滿足如今電鍍廢水的處理要求。而膜分離技術作為作為一種新型分離技術，具有分離效率高、過程能耗低等優點，能夠實現電鍍廢水的充分利用，基本達到零排放處理。因此，本文結合電鍍企業的廢水處理實例，論述了膜分離技術在電鍍廢水中的應用。

1設計概要

1.1水質水量

設計水量、水質要求見表1。

表1 各種電鍍廢水處理量及回用濃度

3種漂洗水均較濃；

鋅槽1漂洗水含鎳；

鋅槽2漂洗水無鎳。

1.2 工藝流程

3種漂洗廢水采用三套工藝進行處理，工藝設備均相同。每套系統均采用三級膜濃縮工藝：一級RO、二級RO、NF。多套系統的最終濃縮液量為2m3/d。淡水去純水制備系統，提高水的回收利用率。單套系統工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2系統配置

根據原水水質，廢水中含有大量懸浮物、明膠等雜質，通過多介質過濾器和超濾預處理去除水中的雜質，出水濁度和SDI達到反滲透進水要求。一級反滲透淡水去純水制備系統，濃水進入二級反滲透系統，二級反滲透淡水回原水收集池，濃水進入三級納濾系統，納濾淡水回二級反滲透原水箱，濃水循環達到要求濃度后返回電鍍槽回用。

2.1單套系統主要設備部件

（1）雙層濾料過濾器

Φ1800多介質過濾器兩臺（一用一備），濾料為Φ0.8～1.6無煙煤和Φ0.5～1石英砂，無煙煤高度400mm，石英砂高度800mm。主要作用是去除水中的大顆粒雜質、懸浮物、部分膠體及有機物等。單臺處理能力大于20m3/h。

（2）超濾裝置

采用耐污染的聚砜材質UF1IA200型中空纖維超濾膜組件10支，主要用于除去水中的有機物、膠體、微生物等。裝置自動運行，運行跨膜壓差0.06～0.1MPa，產水量20m3/h左右，每40min反沖洗1min，反沖洗壓力0.15MPa，反沖洗水量40m3/h。超濾產水濁度小于0.1NTU，SDI小于2，達到反滲透進水要求，保障反滲透正常的清洗周期和使用壽命。

超濾在運行一段時間后需進行化學清洗，化學清洗時常用的藥劑為質量分數2%～3%的檸檬酸和2%～3%燒堿，在進行堿性化學清洗時，應先用清水對膜組件和管路沖洗，以防止重金屬離子與堿發生反應在膜表面結垢。

（3）反滲透裝置

反滲透裝置是本系統中的脫鹽濃縮裝置。系統采用二級反滲透處理，一級反滲透裝置用AG8040F聚酰胺復合膜元件25支，設計出力16m3/h，淡水去純水制備系統，濃水進二級反滲透裝置進一步濃縮，濃縮4倍左右；二級反滲透裝置用AG8040F聚酰胺復合膜元件6支，設計出力4m3/h，淡水回一級反滲透原水池，濃水去納濾裝置。

（4）納濾裝置

納濾裝置是重金屬的進一步濃縮裝置，通過循環濃縮，最終將鋅、鉻的質量濃度濃縮至3g/L左右，達到重新回用的濃度，濃縮液最終量為2m3/d。裝置采用耐污染NF8040納濾膜元件3支，設計出力2m3/h。納濾裝置和反滲透裝置共用一套清洗系統，根據原水水質及運行情況，清洗藥劑多采用檸檬酸或鹽酸，每一個月左右清洗一次。

3運行結果及問題分析

3.1運行結果

整個廢水處理系統采用自動化運行，每個裝置發揮各自功能，單套系統的膜裝置運行效果見表2。

表2 各種膜處理后水質

超濾在運行一段時間后，進行化學清洗，用清水先將超濾沖洗一遍，然后用質量分數2%～3%的氫氧化鈉進行循環浸泡清洗2h，清洗后投入運行，超濾的透水量沒有上升，反而下降。停機后再進行酸洗，用質量分數2%的檸檬酸循環浸泡清洗2h，投入運行后超濾的透水通量得以恢復。經過分析，出現這種問題的原因是超濾在用清水沖洗時未能沖洗干凈，膜內殘留的重金屬物質與堿發生反應結垢，導致膜的透水通量降低。采取的措施是在膜（包括超濾、反滲透、納濾）清洗時，先用清水將膜沖洗干凈，先用酸清洗，然后再用堿清洗，這樣就不會產生重金屬結垢。

4技術經濟分析

工程投資及技術經濟效果均按單套系統工藝進行分析。

（1）工程投資：整個污水處理工程設備投資62萬元。

（2）運行費用估算：操作人員3人，工資及福利72000元/a；運行藥劑費5000元/a(PAC、PAM1000元/a，檸檬酸、氫氧化鈉4000元/a)；工程電機總裝機容量40kW，平均運行功率10kW，按電費1.0元/kWh計，則電費為86400元；設備維修費按2000元/a計，則年總運行費用165400元。廢水處理運行費用為1.15元/m3。

（3）收益分析：一級RO年產淡水138000m3，按自來水價2.5元/m3計，年節約水費345000元；重金屬回收2160kg/a，折合人民幣約（按鋅10元/kg計），年可回收21600元。

5結語

綜上所述，與傳統處理工藝相比，膜分離技術應用于電鍍廢水處理中能夠降低廢水排放量，提高資源利用率、污水排放量少、設備自動化程度高，提高企業的生產效率。這就表明了膜分離工藝既滿足了生產工藝用水需求，又回收了重金屬，基本實現了廢水的零排放處理，取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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篇9

【關鍵詞】鉻上鍍鉻；階梯式給電；結合力

1.前言

鍍鉻具有很高的化學穩定性、硬度高、耐磨性優良等特點，常作防護裝飾性鍍層和機械性鍍層應用于工業領域，但鍍鉻生產過程中（特別是鍍硬鉻）常因為下述原因需要進行鍍鉻返修。

（1）鍍鉻時由于某種原因暫時停電，此時需要修復鍍鉻。

（2）有些鍍鉻件由于足寸不足，需復鍍鉻。

（3）某些大型零件修復性鍍鉻或由于鍍層較厚，連續電鍍72h以上，設備和槽液難以承受，需要分兩次鍍或換槽鍍。

（4）某些零件鍍鉻后尺寸超差，磨削加工后需修復鍍鉻等。

實現鉻上鍍鉻并非易事，因為鉻鍍層具有很強的鈍化能力，在大氣和許多水溶液中，其表面很快生成一層薄而致密的氧化膜，在這樣一層導電性不良的氧化膜上直接鍍鉻，很難得到結合良好的鍍鉻層。有時甚至根本鍍不上，要達到鉻上鍍鉻結合牢固的目的，就必須針對鉻層的特性，采取有效的工藝措施，合理控制參數，才能有效解決鉻上鍍鉻的問題。

1.1鋁及鋁合金鍍鉻存在的難點

我廠對于鋁及鋁合金鍍鉻具有較長的生產歷史，有著完善的技術指導體系，有著經驗豐富的操作者和不斷壯大的工藝技術隊伍，也在這個過程中積累了豐富的操作經驗，但由于鋁及鋁合金本身具有特殊性.在其表面電鍍比較困難，經常發生鉻層結合力差，易起皮、起泡、針孔等缺陷，主要基于鋁材本身以下幾點原因：

（1）鋁的標準電位很負（ω0=-1.67V），當零件浸入槽液中，立即與電位較正的金屬發生置換反應，產生疏松的接觸鍍層。

（2）鋁的化學性質活潑，與氧的親合力很強，極易生成A12O3薄膜，除去舊氧化膜后，表面又會很快生成一層新的氧化膜。

（3）鋁是典型的兩性金屬，在酸、堿溶液中都易溶解，基體易腐蝕。在電鍍槽液中，也會因為鋁的溶解污染電鍍溶液。

（4）鋁的線膨脹系數比大多數金屬都大，在電鍍過程中。基體與鍍層間易產生內應力，影響結合力，特別當溫度發生變化時，鍍層就易產生裂紋、起泡等缺陷。

（5）鋁合金中若含有Cu、Si、Mn等元素。處理不好，對鍍層結合力影響很大。

1.2解決措施

通過鍍鉻零件的實際生產跟蹤，數據積累和理論分析，摸索影響鉻層質量的主要因素，并通過理化分析，結合力檢查，硬度檢查等方法檢測鉻層主要性能指標，保證鋁及鋁合金鍍鉻返修質量。

2.工藝操作與維護

鉻鍍層種類很多，鉻上鍍鉻按鍍液組分以及操作條件的不同，可分為鍍硬鉻和裝飾性鍍鉻，不管哪種類型的鍍鉻，均可采用“階梯式給電法”實現鉻上鍍鉻，即首先將鍍鉻件作陽極（如果件表面有油污，應先采用常規除油方法除去油污，再進行陽極處理），通電進行陽極浸蝕處理，然后再將鍍鉻件轉為陰極，以小電流密度對其進行陽極活化處理，最后再逐步升高電流密度至正常電流密度電鍍至規定厚度。

工藝流程：有機溶劑除油D化學除油D流動熱水洗D流動冷水洗D裝掛（可在溶劑除油前進行）D第一次腐蝕D流動冷水洗D第一次活化腐蝕鍍鎳D流動冷水洗D第二次腐蝕D流動冷水洗D第二次活化腐蝕鍍鎳D流動冷水洗D第三次腐蝕D流動冷水洗D鍍鉻―回收槽洗―流動冷水洗D拆卸D流動熱水洗D吹干D檢驗。

2.1陽極浸蝕處理

陽極浸蝕處理的目的：一是利用鉻層作為陽極時的電化學作用使致密的氧化膜（也稱鈍化膜）溶解，即Cr2O3 +4H2O-6eCr2O72++8H，從而除去鍍鉻層表面的氧化膜，出鉻金屬晶格；二是通過電化學作用溶解掉部分基體鉻層即Cr-3eCr3+ ，造成鉻層表面微觀粗糙不平，進而提高鉻上鍍鉻層的結合力，操作時主要是控制好浸蝕時間和陽極電流密度，浸蝕時問過短，鉻層表面活化不夠.難以獲得結臺力良好的鉻上鍍鉻層；時間過長，零件易產生過腐蝕陽極電流密度過低，鉻層表面活化不徹底，難以鍍上鉻層；電流密度過大，基體鉻層易產生過腐蝕，使鍍層變粗糙。經生產驗證，陽極電流密度控制在20～40A/dm2，浸蝕時間控制在10～30s，處理溫度控制在50～55℃ 為宜。

2.2階梯式給電法鍍鉻

鍍鉻件經過陽極浸蝕處理后，其表面呈活化狀態，但活化態鉻在強氧化性溶液中，又會立即生成一層新的薄層氧化膜。鍍鉻時不能按常規鍍鉻采用沖擊電流，也不能立即采用正常電流密度電鍍，否則鍍層結臺力不好，必須采用“階梯式給電法”電鍍，其操作步驟如下：

（1）先用小電流密度（DA=2～4A/dm2）進行陰極活化處理，這是鉻上鍍鉻成敗的關鍵；當陰極電流密度小于金屬析出的最低Dk（小于5A/dm2）時，工件表面僅有氫析出，即2H-2eH2，生成的初生態氫原子具有很強的還原能力，使鉻層表面生成的簿而致密的氧化膜還原成金屬鉻（Cr2O3 +3H22Cr-+3H2O），使工件處于活化狀態，注意控制陰極活化處理時間，一般控制在1～2min為宜.時間過長會使原有鍍鉻層發黑，導致結合力下降。

（2）逐步升高陰極電流密度DA至正常電流密度進行電鍍，升壓時間控制在1～2min為宜.然后按正常電流密度DA電鍍至規定時間，正常鍍鉻過程中，要按鍍鉻工藝規范控制好電流密度、鍍液成分、鍍液溫度、電鍍時問、陰陽極面積比、鍍液中有害雜質等主要因素，同時還要注意掛具接觸導電是否良好、輔助陽極和保護性陰極安裝位置是否正確、電源波形是否符臺要求等，這都是獲得高質量鉻上鍍鉻層的根本保證。

3.鍍層性能表征

在鋁合金鍍鉻工藝中，根據產品的使用情況與要求，主要注重鍍層界面結合力的情況測試。

結合力測試方法：

從目前國內對鍍硬鉻所制定的檢測標準來看，一般采用彎曲法、加熱法、磨削法，都是對基體金屬材料為鋼件或銅合金件而言，但對鋁合金及鋁合金為基體材料的，國內尚未有明確的規定。為了找到適合生產過程檢測鋁和鋁合金結合力的方法，我們將2#原件進行解剖，并參照現行航標（HB5401-92）和美國聯邦標準（QQ-C-320B），對鋼件檢測結合力的方法，與國產鋁合金試件進行彎曲法、加熱法、磨削法對比試驗，以期得到適合于鋁合金鉻層結合力的檢測方法。

（1）彎曲法：將鍍有鉻層的金屬試件沿一直徑等于板材厚度的軸反復彎曲1800；或是將試樣夾入虎鉗內進行彎曲，直至基體斷裂，用5倍放大鏡檢查斷裂，鍍層與基體基本不分離。

結論：彎曲法檢查1#、2#件結合力相當。

（2）加熱法：將試樣加熱到190℃，保溫1h，然后在冷水中驟冷，用目視方法檢查，鍍層不起泡、不脫落。

結論：用加熱法檢查結合力，結合力良好。

但由于鋁合金7075T73狀態，時效溫度1073℃左右和1773℃左右，加熱溫度超過其時效溫度，所以在生產過程中的檢驗，不應采用此法。

（3）磨削法：進行正常磨加工，在磨削加工后鍍層應無起皮、脫落即認為鉻鍍層結合力合格。

結論：試件鍍鉻后用磨削法檢查結合力，鍍層無起皮、脫落現象，結合力良好。

4.結語

采用“階梯式給電法”能獲得結臺力良好的鉻上鍍鉻層.在實際生產過程中，嚴格遵守操作規程，精心操作，就能很好的解決鉻上鍍鉻的問題。

【參考文獻】

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篇10

關鍵詞：電鍍污泥 銅 回收利用 資源化

據不完全統計，我國約有電鍍廠1萬余家，年排電鍍廢水約40億 m3 [1]。電鍍廠大都規模較小且分散，技術相對落后，絕大部分以鍍銅、鋅、鎳和鉻為主[2]。目前處理電鍍廢水多采用化學沉淀法[3]，因此在處理過程中會產生大量含Cu等重金屬的混合污泥。這種混合污泥含有多種金屬成分，性質復雜，是國內外公認的公害之一。若將電鍍污泥作為一種廉價的二次可再生資源，回收其中含有較高濃度的銅，不僅可以緩解環境污染，實現清潔生產，而且將具有顯著的生態和經濟效益。因此，研究含銅污泥的資源化及銅的回用等綜合利用技術對我國實現可持續發展將具有深遠的現實意義。

1 電鍍污泥中回收銅的主要工藝流程和技術

1.1 回收銅的一般過程

1.1.1 銅的浸出

污泥經過一定的預處理后，采用氨水﹑硫酸或硫酸鐵浸出污泥中的銅。氨水浸出選擇性好，但氨水具有刺激性氣味，對浸出裝置密封性要求較高。當NH3的濃度大于18%時，氨水的揮發較多，將造成氨水的損失及操作環境的惡化[4]；硫酸浸出[5，6]反應時間較短，效率較高，但硫酸具有較強的腐蝕性，對反應器防腐要求較高；硫酸鐵的浸出效率更高[7]，但反應時間較長，因此需要更大的反應器容積。采取哪種浸出方式要根據污泥的性質來確定。

1.1.2 分離提純浸出液中的銅

利用各種技術把浸出液中的銅分離提取出來，從而以金屬銅或銅鹽的形式回收。

1.2 銅的主要回收利用技術

根據對銅的回用程度，電鍍含銅污泥治理與綜合利用的方法可分為三類。

（1）使電鍍含銅污泥穩定化，使其對環境的危害降到最低，而不回收其中的金屬銅。主要采用固化劑固化、穩定電鍍污泥后，再進行填埋、填海或堆放處理。

（2）對電鍍含銅污泥進行綜合利用，即采用一系列的處理措施，把電鍍含銅污泥加工成建筑材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等工業材料[8]。

（3）采用多種物理及化學處理方法，把污泥中的銅提取出來最終以金屬銅或銅鹽的形式進行回收，實現電鍍污泥的資源化利用。

2 電鍍污泥資源化利用技術

2.1 電鍍污泥焚燒固化填埋處理技術

此技術采用一系列手段來處理電鍍污泥，使其中的重金屬不再對環境產生污染，對含大量重金屬的電鍍污泥處理十分有效。主要優點有：設備和工藝簡單；投資、動力消耗和運行費用都比較低，固化劑水泥和其他添加劑價廉易得；操作條件簡單，常溫下即可進行；固化體強度高、長期穩定性好；對受熱和風化也有較強的抵抗力，因而對控制電鍍污泥的污染簡單而有效。但未能回用其中的重金屬造成資源的浪費[9]。

2.2 制作工業復合材料

2.2.1 鐵氧化體法綜合利用技術

電鍍污泥多是電鍍廢水經鐵鹽處理產生的絮凝產物，一般含有大量的鐵離子，實踐證明，通過適當的技術可以使其轉變為復合鐵氧化體。在生成復合鐵氧化體[10]的過程中，幾乎所有重金屬離子都進入鐵氧化體晶格內而被固化，其中鐵離子以及其他多種金屬離子以離子鍵作用被束縛在反尖晶石面形立方結構的四氧化三鐵晶格節點上[6]，在pH 3～10范圍內很難復溶，從而消除污染。鐵氧化體固化產物穩定、且具磁性，可用作磁性材料，同時也易于分離、產物可進一步加工[11，12]，是檔次較高的綜合利用產品，而且處理方法簡單，可以實現無害化與綜合利用的統一，比傳統的固化和填埋處置等方法要合理，效益要高。

2.2.2 制作建筑材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等工業材料

這種方法適用于各種電鍍污泥的處理，污泥消耗量大，經濟效益較明顯。上海閘北區環保綜合廠建設了年處理電鍍污泥1200 t的生產線，進行多年的工業化生產，效果良好[13]。

2.3 以金屬銅或銅鹽形式回收銅

2.3.1 濕法冶金回收重金屬技術

濕法冶金回收重金屬，能從多種組分的電鍍污泥中回收銅﹑鎳﹑鋅等重金屬，資源回收層次比較高，處理效果較穩定。工藝過程主要包括浸出、置換、凈化、制取硫酸鎳和固化 [14] 。采用本工藝可以得到品位在90%以上的海綿銅粉，銅的回收率達95%。但該技術采用置換方式來回收銅，置換效率低，費用偏高，且對鉻未能有效回收，有一定的局限性。

2.3.2 離子交換膜法

一般采用液膜來進行回收。液膜包括無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散于電鍍污泥浸出液時，流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子，然后在液膜內擴散，在膜內界面上解絡。重金屬離子進入膜內相得到富集，流動載體返回膜外相界面，如此過程不斷進行，廢水得到凈化，重金屬得到回收利用。

膜分離法的優點：能量轉化率高，裝置簡單，操作容易，易控制、分離效率高。但投資大，運行費用高，薄膜的壽命短，比較容易堵塞，操作管理煩瑣，處理成本比較昂貴[15]。

2.3.3 溶劑萃取法

20世紀70年代，瑞典提出了 H-MAR與Am-MAR“浸出-溶劑萃取”工藝，使電鍍污泥中銅﹑鋅﹑鎳的回收率達到了70%，并已形成工業規模。美國在此工藝的基礎上進行改進，使銅﹑鎳的回收率達到90%以上。我國祝萬鵬等[16]在此基礎上又進行了改進，首先將含銅的電鍍污泥經氨水浸出，絕大部分鐵和鉻被抑制在浸出余渣中。然后將氨體系料液轉變為硫酸體系料液再進行萃取，經萃取和反萃取后可以得到銅的回收產物，其中產生的金屬沉渣可以加入硫酸進行調配后再循環。工藝流程如圖1所示。

采用N510-煤油-H2SO4四級逆流萃取工藝可使銅的回收率達99%，而共存的鎳和鋅損失幾乎為零。銅在此工藝過程中以化學試劑CuSO45H2O或電解高純銅的型體回收，初步經濟分析表明，其產值抵消日常的運行費用，還具有較高的經濟效益。整個工藝過程較簡單，循環運行，基本不產生二次污染，環境效益顯著[16]。

但萃取法操作過程和設備較復雜，成本較高，工藝有待于進一步優化。

2.3.4 氫還原分離技術

在高壓釜中氫還原分離制取銅、鎳金屬粉是比較成熟的技術，20世紀50年代以來，在工業上用氫氣還原生產銅、鎳和鈷等金屬，取得了顯著的經濟效益和社會效益。此法可分離回收電鍍污泥氨浸產物中的銅、鎳、鋅等有價金屬。對氨浸產物進行培燒、酸溶處理后，進而氫還原分離出銅粉，然后在酸性溶液中氫還原提取鎳粉，最后沉淀回收氫還原尾液中的鋅。有價金屬的回收率達98%～99%。它可以在液相體系、漿料體系通過各種工藝條件的變化分離和生產各種類型(粗、細、超細)的、各類型體(單一、復合)的金屬粉末和金屬包復材料。與其他分離方法相比，濕法氫還原方法流程簡單，設備投資少，操作方便，產品質量好，產值較高，可以針對不同需要改變生產條件，獲得不同純度、不同粒度的銅、鎳產品。此外，過程不封閉，不存在雜質積累問題，排放的尾液中的主要重金屬離子含量均

控制在極低的范圍內，基本不污染環境，具有良好的環境和經濟效益[17]。

2.3.5 肼(N2H4)還原技術回收金屬銅

肼（N2H4）是一種廣泛運用的還原劑，用肼作為生產高精度金屬、金屬-玻璃膜、金屬水溶膠和非電鍍金屬板的還原劑具有良好的效果，在Ducamp-Sanguesa作的一項研究中表明，肼以[Pd（NH3）4]2+的形式作還原劑，在乙烯-乙二醇中，在-9～20 ℃下會形成單分散性球狀鈀顆粒[18]，在還原銅的過程中也有同樣的現象發生。Degen 等[19]發現，在還原銅的過程中圍繞肼有一系列重要的反應：

4OH-- + N2H4 = N2 + 4H2O + 4e- E0 = 1.17 V

通過下面的反應，肼可以很有效地把銅離子還原為金屬銅：

2Cu2+ + N2H4 2Cu + N2 +4H+

肼還可以和浸取液中的溶解氧發生如下反應：

N2H4 + O2 N2 + 2H2O

肼在酸性或堿性條件下也會發生自身的氧化還原反應：

3N2H4 N2 + 4NH3

通過上述反應可知，可以很容易利用肼把浸出液中的銅離子還原為金屬銅。通過去除反應器里的氧，可以防止銅離子和氨水的螯合反應發生，而剩余的肼可以通過向反應器通氣吹脫去除[20]。由于銅離子很迅速地轉變為金屬態，因此對金屬態顆粒存在的數量有很嚴格的限制。pH是最重要的影響因素，為了達到較高的回收效率，應該保持系統pH穩定在11以上。

2.3.6 煅燒酸溶法

Jitka Jandova等[21]研究發現，對含銅污泥進行酸溶、煅燒、再酸溶，最后以銅鹽的形式回收，是一種簡便可行的方法。在高溫煅燒過程中，大部分雜質，如鐵、鋅、鋁、鎳、硅等轉變成溶解緩慢的氧化物，從而使銅在接下來的過程中得以分離，最終以Cu4(SO4)6H2O鹽的形式回收。主要工藝流程如圖2所示。

這種方法流程簡單，不需要添加別的試劑，具有較強的經濟性和簡便性，但回收得到的銅鹽含雜質較多，工藝有待進一步優化。

3 結語及展望

電鍍污泥資源化及綜合利用技術在我國尚處于起步階段。目前制約大規模應用的主要問題是電鍍污泥中銅的浸出效率還比較低；而浸取效率和污泥中銅的型體密切相關，對污泥中銅的型體技術研究有待深化；一些先進的綜合回收利用技術還處于實驗室階段，還達不到大規模生產的階段，其中膜法和溶劑萃取法具有回收效率高、選擇性好等優點必將取得進一步的發展。

理論及實踐表明，實現電鍍污泥資源化管理及利用，對實現經濟社會的可持續發展將具有深遠的現實意義，電鍍污泥資源化及綜合利用技術必將得到長足發展，在未來的經濟發展中將會逐漸顯示出良好的應用前景。

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