一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法与流程

文档序号:33948036发布日期:2023-04-26 09:18阅读:61来源:国知局

本发明属于电镀废水资源化利用,具体涉及一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法。


背景技术:

1、化学镀镍是利用还原剂使镍离子在具有催化活性的镀件表面形成金属镀层的一种表面处理方法。在化学镀镍溶液中使用的主盐一般是硫酸镍,还原剂为次磷酸钠,施镀过程中主要发生如下反应:

2、n i2++h2po2-+h2o→hpo32-+3h++n i

3、在施镀过程中,镍离子被还原成金属镍,次磷酸根被氧化为亚磷酸根。随着施镀反应的进行,镍离子和次磷酸根逐渐消耗,而副产物亚磷酸根不断积累。并导致镀镍速度逐渐减慢,镀层质量下降。当这些变化达到一定程度,使镀层质量无法满足使用要求时,镀液不能继续使用而成为老化液。而老化液内仍含有大量磷酸盐、镍离子及各种有机物,如果直接将老化液废弃排放,会造成环境污染,同时也是一种资源浪费。对于镀镍老化液的回收,已有研究者做出多种尝试,例如冷冻结晶法、离子交换树脂法、氧化法等,但都因存在一定缺陷无法得到良好应用。

4、电渗析法即在静电场的作用下,使阴阳离子分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜,达到尽量去除有害的亚磷酸根及硫酸钠的目的。电渗析技术不但可以除去镀液中有害的亚磷酸根,还能去除多余的na+和so42-,这是一种理论上可以无限延长镀液寿命的方法。电渗析浓缩出的含磷溶液,镍含量很低,可以考虑用作磷肥,无二次污染问题。该法既保护了环境,又节约了资源,是一种很有前途清洁工艺。电渗析与其他方法相比虽然有很多优点,但是电渗析的工作效率较低,在电渗析过程中,离子交换膜容易受到镀镍老化液中的有机物和无机物的污染,因此需频繁进行拆槽清洗,工作效率较低。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,以解决背景技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,包括以下步骤:

4、用稀硫酸溶液调节化学镀镍老化液ph值至3.5,将化学镀镍老化液通入电渗析装置的淡室,浓室内通入钠盐溶液,极室内通入硫酸钠溶液,安装阳离子交换膜和改性阴离子交换膜,在40-70ma/cm2的电流密度下,处理24-30h,得再生老化液,即可实现化学镀镍老化液中大部分亚磷酸盐的转移,镀镍老化液中亚磷酸盐的去除,向再生老化液中加入10wt%-40wt%的次磷酸盐,重新投入使用,即实现利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的目的;

5、所述阴离子交换膜的改性过程:将多巴胺溶解在ph为8.5的tris-hcl溶液中,搅拌加入聚苯乙烯磺酸钠和氯化钠溶液,得改性液,利用改性液通过电沉积法对阴离子交换膜进行电沉积改性,得聚苯乙烯磺酸钠改性阴离子交换膜,再利用二氧化钛悬浮液通过电沉积法对聚苯乙烯磺酸钠改性阴离子交换膜进行电沉积改性,得改性阴离子交换膜。

6、化学镀镍老化液的主要成分:主盐(多为硫酸镍)、还原剂(次磷酸盐)、络合剂(柠檬酸、乳酸和丙酸等)、缓冲剂(醋酸钠)、稳定剂(含硫有机或无机物,重金属离子,水溶有机物,双极有机阴离子等)、加速剂(丙二酸、丁二酸等)、其他成分(表面活性剂、光亮剂等)。电渗析过程中,当施加电场时,表面活性剂等有机污染物将迁移到阴离子交换膜的表面,与阴离子交换膜的表面通过静电作用和亲和作用结合,导致有机污染物在阴离子交换膜上沉积并形成污染层。要想提高阴离子交换膜的抗污染性能,需要提高其表面的电荷密度和亲水性,因此,选择合适的亲水性材料及其重要。

7、优选地,所述钠盐溶液为硫酸钠溶液或次磷酸钠溶液。

8、优选地,所述钠盐溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。

9、优选地,所述硫酸钠溶液的浓度为2wt%-4wt%。

10、优选地,所述多巴胺和tris-hcl溶液的用量比为0.4-0.75g:1l。

11、优选地,所述改性液中聚苯乙烯磺酸钠的浓度为1.5-1.7g/l;

12、所述改性液中氯化钠溶液的浓度为0.1mol/l。

13、优选地,所述二氧化钛悬浮液中二氧化钛的用量为5g/l,溶剂为乙醇。

14、优选地,所述电沉积法中控制电流密度为5ma/cm2,时间为30min。

15、优选地,所述阳离子交换膜和改性阴离子交换膜在使用前需要经预处理:

16、将阳离子交换膜和改性阴离子交换膜裁剪至所需尺寸,改性阴离子交换膜置于4wt%的碱性溶液中搅拌浸泡1h,每隔20min更换一次碱性溶液;阳离子交换膜置于4wt%的盐酸溶液中搅拌浸泡1h,每隔20min更换一次盐酸溶液;1h后用去离子水冲洗阳离子交换膜和改性阴离子交换膜各3次,然后,用0.5mol/l的氯化钠溶液冲洗阳离子交换膜和改性阴离子交换膜各3次,最后,将阳离子交换膜和改性阴离子交换膜分别浸泡在0.5mol/l氯化钠溶液中,保持24h,取出,干燥,完成阳离子交换膜和改性阴离子交换膜的预处理过程。

17、优选地,所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化铵溶液。

18、本发明的有益效果:

19、本发明所提出的利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,可以实现本需要当作危废处置的老化液,可以继续投入生产使用,对企业具有极高的经济价值和环保价值。

20、本发明采用电沉积改性的方法,将聚苯乙烯磺酸钠、二氧化钛和多巴胺用于阴离子交换膜的表面改性中,其中,聚苯乙烯磺酸用于提高阴离子交换膜表面的电荷密度;二氧化钛用于提高阴离子交换膜表面的负电性和亲水性,同时二氧化钛的加入能够提高膜表面的稳定性;多巴胺的加入能够提高聚苯乙烯磺酸钠和二氧化钛形成的改性层之间和改性层与阴离子交换膜表面的粘附性,同时,多巴胺能够与二氧化钛之间发生螯合作用,进一步提高改性层的稳定性。



技术特征:

1.一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述钠盐溶液为硫酸钠溶液或次磷酸钠溶液。

3.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述钠盐溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述硫酸钠溶液的浓度为2wt%-4wt%。

5.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述多巴胺和tris-hcl溶液的用量比为0.4-0.75g:1l。

6.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述改性液中聚苯乙烯磺酸钠的浓度为1.5-1.7g/l;

7.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述二氧化钛悬浮液中二氧化钛的用量为5g/l,溶剂为乙醇。

8.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述电沉积法中控制电流密度为5ma/cm2,时间为30min。

9.根据权利要求1所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述阳离子交换膜和改性阴离子交换膜在使用前需要经预处理:

10.根据权利要求9所述的一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,其特征在于,所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化铵溶液。


技术总结
本发明公开了一种利用电渗析技术再生化学镀镍老化液的方法,属于电镀废水资源化利用技术领域,具体方法:调节化学镀镍老化液pH值,将化学镀镍老化液通入电渗析装置的淡室,浓室通入钠盐溶液,极室通入一定浓度硫酸钠溶液,采用合适的阳离子交换膜和阴离子交换膜,在一定的电流密度下,处理一定时间,即可实现化学镀镍老化液中大部分亚磷酸盐的转移,补充一定比例的次磷酸盐即可重新投入使用。通过此方法可以实现化学镀镍老化液中影响施镀过程的有害物质的去除,在少量补充原料后即可恢复化学镀镍液的性能,原本的废液变成了可再生利用的资源,在绿色生产的环保方向上具有很大的应用前景,同时也有很高的经济价值。

技术研发人员:吴文明,张治杰,马林,李海洋,李淑艳,丁宝强,慕海
受保护的技术使用者:中新联科环境科技(安徽)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/11
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