民营科技２０１４耳第８期 科技论坛 化学镀镍废液的资源回收与处理 郭苏湘 （江苏省淮安市涟水县炎黄职业技术学院，江苏淮安２２３４００） 摘要：对常见的化学镀镍废液的资源回收与处理方法进行了探讨，以期对相关从业人员有所借鉴意义。 的研究人员用钛基二氧化钌涂层电极当做阳极，以多孔性泡沫镍作为 关键词：化学镀镍；环境；处理方法 １概述 相比于电镀技术，化学镀镍不需要外加电源，镀层比较均匀、具 阴极，在８０℃的恒温下进行废液电解实验，结果在２个小时的时间 有很强的耐磨ｌ生和高强度，在］ 业上得到了广泛的应用，特别是在汽 内，化学镀镍废液中镍的回收率超过９７％，碳等有机物的去除率也超 车工业、电子产业、船舶＿Ｔ业和精密机械应用上。正是由于化学镀镍的 过９７％，回收效率高。而且这种电极材料可以联系使用４０多个小时， 诸多优点，该技术被引入我过后得到了迅速的推广和使用。但是在化降低了能耗。 学镀镍生产规模不断扩大的同时，其废液处理问题开始凸显。化学镀 ２－３膜分离方法。膜分离技术是利用高分子膜所具有的选择性来进 镍溶液使用一段时问后，一般是６个周期，镀层开始出现针孔状，化学 行物质分离的一种技术，包括：电渗析、扩散渗析、反渗透等技术。其最 镀镍溶液开始 现老化和浑浊的现象，溶液开始报废，形成废液。废液 常见的是电渗析技术，在阳极和阴极电场力的作用下，化学镀镍废液 中主要成分是镍、磷等元素，镍是一种有毒的重金属物质，可以致癌。 中的阴、阳离子分别透过阴、阳离子交换膜，最终将有害物质去除掉。 根据研究证明，长时间接触镍物质的Ｔ人患皮肤癌的比率远远高于其 膜分离技术最先进的国家是日本，早在１９９０年，日本科学家就尝试 他行业，还会引起过敏Ｉ生皮炎等不良反应。另据研究表明，化学镀镍溶 使用电渗析法来对化学镀镍溶液进行处理，通过实验，可以有针对Ｉ生 液排放到水中可以引起大量的鱼群死亡；磷可以导致水体Ｈ｛现富氧反 的将亚磷酸盐从化学镀镍溶液中分离出来，进行有效去除，从而有效 应，带来严重的水体污染。但同时镍也是一种十分珍贵的金属资源，在 延长了化学镀镍溶液的使用寿命。除了亚磷酸根离子外，电渗析法还 国家市场上一直处于供不应求的状态，其价格也居高不下，一度达到 可有有效的去除钠离子和硫酸根离子等，大大节约了镍、磷等资源，降 １５０００美元／ｔ，如果将化学镀镍的废液简单的排放掉，不仅对环境带来 低了化学镀镍成本，经济效益显著。国内科学家也进行了相应的研究 巨大的破坏，也会造成重要金属资源的白白损失。因此，对化学镀镍废 工作，实验表明，在电压４０，－－６０Ｖ、电流５ Ａ的环境下，对化学镀镍废 液的处理成为化学领域的研究热点。液进行连续一小时的电渗析处理，可以将溶液中的硫酸根离子和亚磷 ２化学镀镍废液的资源回收与处理技术 酸根离子浓度降低２Ｏ％左右。而且与电解法类似，膜分离法也不产生 ２．１化学沉淀法。化学沉淀法是一种常用的传统方法，通过向化学镀 废渣，降低了对环境的破坏作用。但这种方法对设备的要求比较高，维 镍废液中投入一些沉淀剂，在一定的条件下，沉淀剂与废液中的有害 护管理费用较高，通常在废液中有较高浓度亚磷酸盐时才可以使用。 物质产生化学反应，生成一些不溶于水的物质，再通过后续的沉降、液 随着这项技术的不断研发，可以预见，膜分离法在未来将得到更加广 固分离等方法，将废液中的有害物质分离出去。最常见的沉淀剂是石 泛的使用。 灰乳或氢氧化钠，等到化学镀镍废液的ｐＨ值达到１２．０的时候，可以 ２．４离子交换法。利用离子交换法处理化学镀镍废液是一种深度处 将对大部分的镍元素和重金属污染物分离出去，最终废液中镍物质的 理方法，可回收贵重金属或分离重金属。该法的关键在于树脂的选择、 含量降到ｌｍｇ／Ｌ以下，满足国家规定的废液排放标准。有专家对两种 Ｔ艺的设计及操作管理，由于化学镀镍废液中含有的大量的络合剂和 沉淀剂的具体效果进行了比较，发现使用石灰乳作为沉淀剂，沉淀速 钠离子，给处理带来了较多困难。采用离子交换工艺对原有化学镀镍 度较陕，尽管产生较大的沉淀体积，但其综合效果是优于氢氧化钠的。 废液预处理Ｔ艺进行改造，改造后降低了废液预处理成本，节约了大 而且采用石灰乳做沉淀剂，不仅可以去除废液中的镍物质，也可以通 量化Ｔ原材料，在减轻环境污染的同时可提高镍资源的回收利用率， 过化学反应去除大部分的磷物质。但这种方法的弊端也是存在的，其 达到综合利用目的，具有很高的环境效益及经济效益。改造后采用大 产生的大量含镍废渣属于二次污染物，一般采用填埋等方式进行处 孔隙苯乙烯系列螯合型离子交换树脂吸附，该树脂对金属离子的选择 理，这样会形成二次污染。为了解决这个难题，日本科学家对化学沉淀 性高于强酸陛或弱酸性阳离子交换树脂，ｘ￣－￣Ｓｚ属离子具有高的亲 法进行了改进，首先向废液中投入草酸，草酸与废液中的镍离子产生 和力和强的选择吸附Ｉ生，经过对比实验证明，该树脂非常适合回收化 反映，形成含有草酸镍的沉淀物，将此沉淀物进行高温煅烧，形成含镍 学镀镍废液中的二价镍离子。离子交换法处理化学镀镍废液，自动化 的氧化物，可以作为再生资源进行使用。然后再向废液中投入石灰乳， 程度高，回收的镍质量高，可作为化学镀镍槽的补充液，且消耗药剂较 形成含有磷离子的沉淀物，将此沉淀物进行高温煅烧，形成具有使用 少，可明显地提高镀液的使用周期；ｇｔ点是一７欠Ｉ生投资高，操作要求及 价值的磷石灰。这种方法不仅大大降低废液中镍、磷等有害物质的含 管理严格，存在树脂再生、中毒、老化等问题。 量，达到国家规定的排放标准。同时也减少了废渣等物质的排放，减少 总之，由于化学镀镍废液成分复杂，单一的处理方法很难满足 了环境污染，义极大的促进了资源回收。 环保要求。国外在化学镀镍废液处理上有着成熟的经验和技术，但 ２．２电解法。电解法就是以二氧化铅等不溶的材料作为阳极，对化学 其成本较高，不适合我国的基本情况。近年来，国内相关行业的专家 镀镍的废液进行电解处理。在阳极上产生氧化反应，放出氧气。在阴极 学者也一直在致力对化学镀镍废液处理技术的改进和完善，通过组 上分离出镍物质，附着在阴极上，然后用化学手段将镍分离出来，将其 合使用几种处理技术对废液进行综合处理，才能得到良好的处理效 进行回收再利用。可以做阴极的材料有很多，例如一些特殊的涂层电 果和经济效果。 极、旋转电极或者不锈钢网等等。与化学沉淀法相比，电解法具有操作 参考文献 方便、处理效率高等优点，而且在整个废液处理过程中没有废渣的产 ［１］姜晓霞，沈伟．化学镀理论及实践ＩＭＩ．北京：国防工业出版社，２０００． 生，防止了二次污染问题的 现，这种方法在欧美等发达国家得到了 ｆ２］崔国峰，李宁，黎德育．化学镀镍和镍脸在微电子领域中的应用及 广泛的应用。但其缺点也是存在的，随着化学镀镍废液电解时间的延 展望ｌＪＩ．电镀与环保，２ｏｏ８（４）：１０２． 长，废液中镍元素的浓度开始降低，导致电流效率降低，能耗开始增 【３】贾韦，宣天鹏．化学镀镍在微电子领域的应用及发展前景们．稀有金 加，运营成本居高不下。因此，如果想将废液中镍元素的含量降到国家 属快报，２ｏｏ９（３）：１３３． 标准以下，就不能仅仅采用这一种方法，还要搭配其他方法来使用。电 ［４Ｉ孟祥和，胡国飞．重金属废水处理［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０００． 极所用材料不用，镍物质的回收效率相差很大。一直以来，为了提高镍 ｌ５１陈志勇，刘彦明，王辉．化学镀镍液的循环利用及废水处理研究叨．信 的同收率，很多研究人员尝试了各种可以作为阴阳极的材料。例如有 阳师范学院学报（自然科学版），２００８（３）：１５２．
