第 5 卷 2011 年 8 月 8 日
环境工程学报
卷． 5.不。 8月8日 2011年
复合破乳剂处理化学镀镍废水的效果
李子
挑选
想
焦阳春平
陈宏宇 冠龙 张晓明 郭俊元
（1.湖南大学环境科学与工程学院，长沙；2.环境生物与控制教育部重点实验室（湖南大学），长沙）
采用CaCl 2 和BaCl 2 三种复合破坏剂处理化学镀镍废水时，采用不同的复合破坏剂处理化学镀镍废水。 CaO和的影响
考察了CaO与BaCl 2 结合处理化学镀镍废水时Ni 2+ 去除率、CaO、CaCl 2 和BaCl 2 用量的影响。实验结果表明，在6.0和4.5g/L条件下， Ni 2+ 去除率分别为32%、19%和99.9%； 首先用CaO调节pH至8，分别调节至3.0，然后用2。 4g/LBaCl 2 处理化学Ni镀镍废水，
2+
BaCl 2 分解效果最好，CaO次之，CaCl 2 较差； CaO与BaCl 2 结合去除率可达99.9%以上。 由此可见，
2+
BaCl 2 的用量比单独处理化学镀镍废水时少很多。 学习镀镍废水时，破络效果良好，且在Ni去除率相同的情况下，
关键词：复合破剂、络合物、化学镀镍废水、化学沉淀法
中国国家图书馆分类号
X781.1
文件识别码
9108 (2011) 08-1713-05 文章编号 1673-
的 - 的
从
李姣
杨
陈红
于宇
张
郭
（1. 和，湖南，中国；2. 键 和（湖南），
中国 ）， ，
- 用于镍的中。 CaO、CaCl 2 和BaCl 2 等三种的
Ni 2+ 的含量为 ，CaO BaCl 2 的含量也为 。 Ni 2+ 对3. 0g/LCaO、6. 0g/的还原率为32%、19%、99.9%，
CaCl 2 和 4. 5g/LBaCl 2 ． 当使用 CaO 将 pH 设定为 8 时，使用 2. 4g /LBaCl 2 时，最高（大于 99. 9%）。其中 BaCl 2on 的效果最好，Ni 2+ 的效果最好， CaO 和CaCl 2 的效果很好，在99.9%以上，使用CaO BaCl 2 时，BaCl 2 的效果比只用Ni 2+ 低很多，达到了同样的效果。
关键词-; ; 从 ; 预
化学镀镍作为一种常用的表面处理技术，广泛应用于电子、汽车、机械等行业。
[1]
。我们的国家
配体，这些配体与镍离子结合并阻碍氢氧化镍的氧化。
沉淀，所以只有破坏这些络合剂后才能得到良好的
[3]
20世纪90年代以来，化学镀镍技术迅速发展并提高了其化学沉淀效果。 由于在化学镀镍溶液中，
因此，在扩建期间，其技术和涂层性能已达到或接近国际水平。 添加不同的络合剂会形成不同类型的配位离子。
[2]
化学镀镍废水处理难度大，但其三废处理尚未引起足够重视。为了使用不同类型的络合剂，保证镀液的稳定性、使用寿命和镀层质量，镀液必须是
除添加大量的可溶性镍盐和次磷酸盐外，还需添加大量的促进剂、稳定剂、光亮剂和pH值络合剂、缓冲剂等。
[3]
基金项目：国家自然科学基金面上项目() 收稿日期：2010-04-13； 修改日期：2010-05-19
作者简介：李娇(1985)，女，硕士研究生，主要从事废水表面处理工作
雅虎邮件。 com. cn研究. E-*通讯联系人，E-mail：yangc@hnu． 教育。 中文
.化学镀镍液中，络合剂用量较大
[4]
例如柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、羟基多为有机酸。
醋酸、琥珀酸、醋酸等
.络合剂含有多种成分
第1714章 不一样
[5]
环境工程学报第5卷
。
目前化学镀镍废水主要采用化学沉淀法处理[1]
升高温度，金属配合物2H 2O被氧化破坏，分析纯，天津大茂化学试剂厂）； 用氢氧化钠处理。 比如调节pH值，
[3]
分析纯，配制浓度为4mol/L的溶液，预处理化学镀镍废液方法； H 2O 2 氧化-NaOH沉淀（NaOH，
[6]
沉淀-FeSO 4·7H 2O 进一步沉淀处理化学镀镍方法； 使用石灰乳作为沉淀剂，提高反应温度，延长反应时间[7]
中间处理化学镀镍法等。其他处理方法包括：离子处理
[8][9][10,11]
、交换树脂法、电渗析法、膜分离法溶剂萃取
天津大茂化学试剂厂）； 无水氯化钙（CaCl 2，分析
纯，天津大茂化学试剂厂）； 氯化钡（BaCl 2·
天津化学试剂三厂）； 聚合氯化铝(PAC，分析纯，配制成质量分数为2%的溶液，天津科米奥化学试剂500万件有限公司)； 聚丙烯酰胺（PAM，分析纯，以上分量，配制成质量分数为0.3%的溶液，天津市
如何服用
科美欧化学试剂有限公司）。
并且还会出现其他问题。 比如普通的化学1.2实验水样就不太划算。
废水取自长沙某表面处理厂化学镀镍车间。 净化沉淀法的处理效率较差，有些方法操作不便、不便。
[1]
该电镀厂化学镀镍浴液中的主要添加剂有：硫酸产生大量沉淀，造成二次污染； 离子交换法树脂洗涤水，
.由于化学镀镍废水成分复杂，现有方法
而且树脂容易氧化、污染； 电渗处理能力有限，
[8,9]
; 膜分析的选择性和耐久性较差，且渗透膜容易被污染。
[13]
分离技术的运行和维护费用昂贵； 溶剂萃取是近年来研究人员比较感兴趣的方法。
[8]
[8]
[12]
镍、次磷酸钠、乙酸钠、柠檬酸钠、乳酸、琥珀酸和
废水pH为4-5，氨水等，废水量1·2m/d，
Ni 2+ 的质量浓度为30±60mg/L，颜色为浅绿色。现实
Ni 2+ 的质量浓度为44mg/L。 ，但目前研究人员检测的水样pH值为4. 5。
所用萃取剂仅对碱性镀液有效，对广泛使用的酸性镀液无效 1.3 实验方法
[1]
将化学镀镍废水放入烧杯中，置于六通镀液中。 有效的萃取剂仍在进一步研究和讨论中。
搅拌速度为120r/min。 添加一定量的解络剂。 在化学沉淀法的基础上，用解络剂对混合器进行预处理。 搅拌反应30分钟。 然后使用NaOH(4mol/L)。
调节水样pH至10，搅拌反应30分钟； 然后慢慢添加
搅拌均匀后沉淀1小时。 两种破络剂并用，可去除镍离子。 使用 2mL 助凝剂 PAM (0.3%)。
去除率达99%以上。 该方法处理效率高、操作简便、固液分离效果好。采用火焰原子吸收分光光度法进行测试
计算镍离子的去除率。 实用性强，非常适合中小企业化学镀镍废水滤液中镍离子浓度的测定。 经实验，已用于多种复合破剂处理物理化学镀镍废水。
对化学镀镍废水的影响进行了研究比较，并提出了处理建议。
2.1
结果与讨论
1.1
材料和方法
主要仪器及试剂
700型原子吸收分光光度计（美国PE
公司）; SC656实验混合机（湖北省潜江市美宇仪器）
复合破胶剂的选择
分别取水样至4个烧杯中，按表1
CaO、CaCl 2 及添加复合破乳剂H 2O 2 的要求，
BaCl 2 ，然后是NaOH (4mol/L) 和PAM (0.3%)。
进行沉淀处理。 如果溶液中没有沉淀发生，则添加
PE型镍离子空心阴极灯（北京曙光有限公司）； KY-火焰原子吸收光谱仪（光明电子光源仪器有限公司）； 精密pH试纸（上海1mL混凝剂PAC。取上清液，
萨奈斯试剂有限公司）； 氧化钙粉末（CaO，分析纯，用于分光光度法测定水样中镍的浓度。
表格1
表格1
反应数
①②③④⑤
添加药物
NaOH +PAM +PACH 2O 2+NaOH +PAM +PAC
CaO +NaOH +PAM CaCl 2+NaOH +PAM BaCl 2+NaOH +PAM
复合破胶剂的选择
反应过程补充说明：在水样中加入10mL 30%H 2O 2
残留Ni 2+ 浓度(mg/L)
41.6
41.
的 -
向水样中添加 1.5 克 CaO。 此时pH=8左右。
然后将3.0g CaCl 2 添加到水样中，使用4mol/L NaOH沉淀。
向水样中添加 3.0g BaCl 2
第8期 李焦等：络合剂对化学镀镍废水处理的影响
1715
2+
原水样中Ni浓度为44mg/L。 反应①中，用4mol/L NaOH处理水样。 当调节其pH=
原子吸收分光光度法测定水样滤液中镍离子浓度
2+
度，计算Ni去除率。由图1可知，当CaO用量小于2.0g/L时，
镍离子去除率迅速提高。 当CaO用量增加时，
当用量为2. 0 3. 0g/L时，随着用量的增加，镍离子被去除
去除率变化并不明显。 最高去除率约为32%，这表明CaO可以分解废水中部分络合镍。废水中的乙酸以单齿吸附的形式粘附在镍基体上，与镍离子形成单网状络合物。 尽管琥珀酸有两个配位原子，但它不与镍相互作用。
[16]
由离子形成的络合物也可以包括在单网状络合物的列表中。 单网状复合物的稳定性较低。 CaO溶解在水样中后，钙离子可以与废水中的单齿配合物相互作用，导致单镍配合物中的配位镍离子脱离其配体并形成游离态。
16]
镍 2+[5,. 水样中的游离Ni 2+ 与OH - 形成Ni(OH) 2 沉淀。同时，钙离子可以沉淀废水中的亚磷酸根离子，降低废水中的总磷含量，并有利于镍离子的沉淀。
[17]
13时，水样仍无沉淀。 使用4mol/L NaOH
将水样pH调节至10，加入混凝剂PAC和混凝剂PAM。 沉淀后，上清液中Ni 2+ 的浓度仍为41. 6 mg/L。这是因为在溶液中，每个镍离子可与6个水分子弱结合。 当它们被羟基、羧基、氨基等官能团取代时，就形成稳定的镍配体。如果络合剂含有多个以上这些官能团，则
[14]
氮配位键形成镍的闭环络合物。镍络合物
2+2+
的形成，降低了游离镍的浓度，并且只有游离镍
——[15]
反应②中，水样用2+30%H 2O 2 氧化，加碱沉淀后，上清液中Ni浓度为41.2 mg/L，相同4 mol/L NaOH 处理后的结果。
水样中镍离子为41. 6 mg/L，相差无几。 如果镍离子与氧化剂的反应摩尔比为1ʒ1，则需要加入的H 2O 2 (30%)小于1. 5mL，因此10mL过氧化氢就远远过量。 可见，过氧化氢可以分解化学镀镍废水中的络合镍。 当有效地使用H 2O 2 作为氧化破坏剂处理化学镀镍废水时，镍离子的去除率可以达到95%左右，差异较大。这是因为，一方面，由于化学镀镍废水的种类和用量不同。两种废水所用络合剂不同； 另一方面，王晓波采用H 2O 2 作为氧化络合剂处理化学镀镍废水时，反应时间长达3小时，最后引入了催化剂等
FeSO 4·7H 2O 在废水中引起催化氧化反应。 反应③中，水样经CaO和NaOH处理后，上清液中CaO的化学浓度为32mg/L。 由此可见，
对镀镍废水中络合镍的裂解有一定的效果。 反应④中，水样用3.0g CaCl2沉淀并加碱后，上清液中的Ni
2+［6］
。
果子很少。这与王小波等人的观点一致。
[6]
图1
如图。 1
CaO用量对Ni 2+ 去除率的影响
Ni 2+ 上的 CaO
浓度为36mg/L，可见CaCl 2 具有
镀镍废水中络合镍的裂解也起到一定的作用。 反2.3水样经3.0g BaCl 2 沉淀并加碱后，应为⑤，
2+
上清液中Ni的浓度为10mg/L。 可见BaCl 2 对化学镀镍废水中络合镍的裂解作用显着。
液体中的镍
2+
CaCl 2 处理化学镀镍废水
将水样放入 6 个烧杯中，并置于 6 个接头中
2、3、4、5 和 6 克搅拌机。 分别加入1和CaCl 2 ，搅拌反应后，使用NaOH(4mol/L)和PAM
(0. 3%)进行沉淀处理。取上清液，用火焰原子
在上述实验结果的基础上，本实验进一步研究了CaO，
,
CaCl 2 、BaCl 23种络合物破坏剂对化学镀镍废水中络合物吸收的影响 水样中镍离子浓度的测定 镍的计算
离子去除率。
镍处理效果及CaO结合BaCl 2 处理化学镀镍
由图2可知，当CaCl2用量小于3.0g/L时，
讨论了废水。
镍离子去除率迅速提高； 当CaCl 2 的量增加时，
2. 2CaO处理化学镀镍废水
当投加量为3. 0 6. 0g/L时，随着投加量的增加，镍离子
将水样放入 6 个烧杯中，并置于 6 个接头中
去除率的增加并不显着。 其最大去除率仅为19%
混音器上的 1.0、1.5、2.0、2.5。 添加0.5，
可见CaCl 2 可以分解废水中一小部分络合镍。
和3.0g CaO，搅拌反应后，用NaOH(4mol/L)和
CaCl 2 从图1和图2的对比结果可以看出，与CaO相比，
用PAM（0.3%）进行沉淀处理，取上清液，用火焰
1716
环境工程学报第5期
卷
形成沉淀。钡离子不仅可以与单网状配合物相互作用，还可以与这些多元环状镍配合物相互作用，使它们
[5] 所有配位的镍离子都会脱离其配体形成游离镍离子。
-
废水中的游离镍离子与OH形成沉淀并被去除。
另外，废水中的亚磷酸盐和一些游离有机酸自由基可与钡离子反应沉淀，从而促进镍离子的沉淀。 2.5
CaO与BaCl 2 结合处理化学镀镍废水
将水样放入8个烧杯中，并置于6个接头中
图2
如图。 2
CaCl 2 用量对Ni 2+ 去除率的影响
先向其中加入CaO，调节其pH=8，反应30分钟，0.6、0.9、1.2、1.5，然后加入0.3、1.8、2.1和2. 4g BaCl 2，搅拌反应后，使用NaOH(4mol/L)和PAM(0.3%)进行沉淀处理，取上清液
Ni 2+ 上的 CaCl
液体 火焰原子吸收分光光度法测定水样中的镍离子
化学镀镍废水中络合镍的裂解效果较差。 此外，
计算镍离子的去除率。 专注，
CaCl 2 作为可溶性钙盐，也能与废水中的亚磷酸盐发生反应。
CaO与BaCl 2 结合处理化学镀镍废水。 图 4 显示，
反应，形成不溶性钙盐，降低废水中总磷含量
当 时，镍离子的去除率很高，氯化钡的使用量为 [17]
。数量
2.在4g/L时，镍离子去除率可达99.9%以上。附图
2.4BaCl 2 化学镀镍废水的处理
3、可以看出，当镍离子去除率相同时，图4
将水样放入 9 个烧杯中，并置于 6 个接头中
BaCl 2 的用量比图3中的少得多。这是因为一方面，化学
1.0、1.5、2.0，在混音器上。 分别添加0. 5、2-2-。
其摩尔镀镍废水中含有大量的SO 4 和HPO 3 ，
BaCl 2 2.5、3.0、3.5、4.0、4.5g，搅拌反应后使用
甚至比镍离子的摩尔量还要大，而钡离子和钙离子则可以
用NaOH(4mol/L)和PAM(0.3%)进行沉淀处理。 走2-2-[17]
与SO 4 、HPO 3 反应生成难溶物质； 另一边
使用火焰原子吸收分光光度法测量水样中的上清液。
CaO 可以与废水的一侧相互作用。 由2.2的实验结果可知
镍离子浓度，计算镍离子去除率
。
啮合复杂的相互作用。因此，CaO 与 BaCl 2 结合处理
当钙离子优先与SO 4 和HPO 3 相互作用逆转化学镀镍废水时，应生成不溶物，同时与单一网状络合物相互作用，从而减少BaCl 2 的用量。因此，将其单独处理氯化钡2
减少使用BaCl2
。 与学习镀镍废水时相比，
2-
2-
图3
如图。 3
BaCl 2 用量对Ni 2+ 去除率的影响
Ni 2+ 上的 BaCl
图3表明，随着BaCl2用量的增加，镍离子的去除率
去除率迅速上升。 当氯化钡用量为4.5g/L时，镍离子去除率可达99.9%。 可见BaCl 2 对化学镀镍废水中的络合镍具有良好的裂解作用。这是因为
羟基羧酸例如柠檬酸可以与镍离子形成非常稳定的酸。
五元环或六元环配合物
[16]
图4 图. 4
氯化钡用量与镍的比较
2+
去除率的影响
Ni 2+ 上的 BaCl
.它们不能与OH反应 -
第8期 李焦等：络合剂对化学镀镍废水处理的影响
1717
3结论
(1)化学镀镍废水中含有多种有机络合剂等
镍主要以稳定络合物的形式存在，在废水处理中很难使用其他添加剂。
大程度。在化学沉淀法的基础上，直接添加络合破坏剂
化学镀镍废水的预处理。 该方法处理效率高、操作简便、实用性强。
(2)分别对CaO、CaCl 2 和BaCl 23种复合物破坏剂进行处理。
BaCl 2 的分解效果最好。 学镀镍废水时，CaCl 2 的镍离子较差。 CaO的综合去除率最高，其次是CaO，
BaCl 2 处理化学镀镍废水时，具有良好的破络作用，镍离子去除率可达99%以上。 另外，处理化学镀镍废水时，镍离子的去除率高于单独使用BaCl 2 的去除率。 ,
在水中时则少得多。
(3)废水pH为4.5，Ni 2+ 质量浓度为44mg/L
当BaCl 2 用量为 、CaO调节pH至8、2.4g/L时，镍离子去除率达到99.9%以上。 参考文献
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