摘要：對反丁烯二酸鉀鹽吸附回收模擬廢水中鎳離子的影響因素進行了考察，得到了含鎳廢水中鎳回收的最佳工藝條件。研究結果表明：以反丁烯二酸鉀鹽為沉淀劑，在pH為8.0，反應溫度為50℃，反應時間為280min，轉速為1400 r/min的條件下處理含鎳廢水，鎳的回收率達到了99.37%，處理后廢液濃度為0.25mg·L-1，達到國家一級排放標準(1.0 mg·L-1)

　　關鍵詞：含鎳廢水 反丁烯二酸 化學沉淀法 處理技術

　　Study on recycling of nickel in nickel wasterwater by fumaric acid

　　Abstract: Nickel was recycled in nickel waster by fumaric acid , and the factors affecting the recovery were studied. The optimum process conditions for Ni2+ recovery showed that fumaric acid was taken as precipitant, the pH value was 8.0, the temperature was 50℃, the rection time was 280 min，and the rotate speed was 1400 r/min. The nickel recovery increased to 99.37%, and the concentration of the nickel waster was 0.25mg·L-1. The result was in accordance with the integrated wastewater discharge standard GB 8978-1996(1.0 mg·L-1).

　　Keywords: nickel wastewater; fumaric acid ; chemical precipitation; treatment process

　　伴隨著科學技術的不斷發展，鎳由于其優異的性能得到了越來越廣泛的應用。我國鎳礦中多為低品味，露采比例很小，可采儲量僅占總儲量的10%，開采和冶煉的技術相對較為落后。然而工業生產中產出的大量超標含鎳廢水,不僅造成了浪費，而且對環境與社會造成極大的危害。含鎳廢水主要來源于電鍍，化學鍍等工藝[1]。鎳的污染屬于重金屬污染，并且難以在自然環境中降解為無害物[2]。高效低耗地處理這些含Ni2 +廢水并回收利用鎳，成為目前急需解決的一個環保課題。

　　目前含鎳廢液處理方法有生化法，化學沉淀法，氧化還原法，吸附法等[3-7]。于明泉[8]等以含鎳廢水作為處理對象，研制了新型金屬捕集劑PEI，研究了影響去除效果的因素，發現水中某些二價陽離子的存在會促進Ni2+的絮凝沉淀。李增新[9]等用沸石-殼聚糖作為吸附劑，考察其吸附廢水中的Ni2+，得到了其最佳吸附條件。Liu Changjiu[10]等人用NaOH和質量分數為千分之五的絮凝劑攪拌靜置得到了濾餅Ni(OH)2，取得了一定效果。然而當今研究中操作復雜，回收率不高制約了回收鎳工藝的進步。

　　本研究基于當今含鎳廢水的研究進展，將反丁烯二酸鉀引入到模擬的含鎳廢水中，從而達到富集回收鎳的目的。

　　1實驗部分

　　1.1實驗原料和試劑

　　反丁烯二酸;氫氧化鉀;硝酸鎳(Ni(NO3)2.6H2O)尿素;乙二酸四乙酸標液(0.01001mol/L);二甲酚橙。實驗所用試劑均為分析純。

　　1.2 實驗儀器和方法

　　國華85-2恒溫磁力攪拌器;PHSJ-3F實驗室pH計;TD2-SO-2B離心機;DW-3數顯無級恒溫攪拌器;BS124S電子天平

　　鎳離子濃度用乙二胺四乙酸作標準溶液、二甲酚橙為指示劑，以絡合滴定方法測定;計算鎳離子的去除率R的公式如下：

　　R=C0-Ce/C0×100%

　　C0為起始溶液中鎳離子的濃度mg/mL，Ce為吸附平衡時鎳離子的濃度mg/mL

　　1.3 實驗步驟

　　(1)配置模擬含鎳廢水(鎳離子含量約為2g/L)。

　　(2)準確秤取反丁烯二酸盛于250mL錐形瓶中，按其中的酸基含量準確加入氫氧化鉀，加熱至完全溶解，轉移到500mL容量瓶中，得到羧基含量為的反丁烯二酸鉀鹽溶液(pH=6-7)。

　　(3)用移液管準確移取一定量的含鎳廢水至錐形瓶中，以一秒兩滴的速度慢慢加入定量的反丁烯二酸鉀鹽溶液中，調節pH、轉速，實時測定鎳離子的去除率。40℃真空干燥兩天得到綠色粉末狀固體。

　　2結果與討論

　　2.1溶液pH對鎳離子去除率的影響

　　準確移取一定量體積的模擬含鎳廢水，之后加入一定量準確濃度的反丁烯二酸鉀鹽，調節pH值分別為6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，9.0，室溫攪拌至達到平衡后測定鎳離子的去除率。溶液pH值對鎳離子去除率的影響見圖1，由圖可知在溶液pH為8.0時去除率已經達到99.04%以上，為最佳pH。

　　2.2攪拌速度對鎳離子去除率的影響

　　在溶液pH為8.0時，調節轉速分別為200，600，1000,1400,1800 R/min，測定回收率。圖2為攪拌速度對鎳鎳離子去除率的效果圖。可以發現，當攪拌速度為1400 R/min時，去除率達到了99.13%，為最佳攪拌速度。

　　2.3反應時間對鎳離子去除率的影響

　　考慮工廠排放廢水為50℃，為了降低能耗，模擬廢水為50℃，在不同時間檢測鎳的去除率。圖3為反應時間對鎳離子去除率的影響效果圖。

　　從圖3可知，當反應時間達到280min鎳離子的回收率達到了99.24%，達到了國家標準，為最佳反應時間。

　　2.4所得產物綠色粉末狀固體的解吸附

　　所得產物為綠色粉末狀固體，具有良好的耐溶劑性，但是可以被硫酸等強無機酸所分解，重新釋放出配體和鎳離子。重新釋放的配體可以用氫氧化鉀中和后直接用于下一循環，最大程度利用了原料。同時可以富集到不同濃度的金屬鎳離子溶液。

　　3 結論

　　通過單因素實驗法，考察了含鎳廢水不同的pH，溫度，反應時間和攪拌速度對鎳回收率的影響，研究了回收鎳的工藝，得到最佳工藝如下：pH為8.0，攪拌速度為1400 R/min，50℃溶液溫度，反應時間為280min。此時進一步檢測鎳離子的回收率為99.37%，處理后廢液濃度為0.25mg·L-1，達到國家一級排放標準GB 8978-1996《污水綜合排放標準》(1.0 mg·L-1)。此研究有望用于富集回收含鎳廢水中的鎳從而達到充分利用，防止水體減少污染。

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　　[10]Liu Changjiu, Wang Huijing, Wu Huabin, etal.Study on Physical Speciality and Electrochemical Characteristics of Electrode material of Amorphous Nano-Ni(OH)2 ,Rare Metal Mater Eng,2007,36(1):1545-1548