重金屬去除劑的應(yīng)用
一:印制電路板廢水中含重金屬的來源:
在印制電路板行業(yè)的生產(chǎn)工藝中,產(chǎn)生大量的絡(luò)合劑如NH3、EDTA、磷酸脂,檸檬酸鹽和天然有機(jī)酸的廢水,它們與銅離子配位形成非常穩(wěn)定的可溶性絡(luò)合物,其中EDTA等物質(zhì)可與重金屬結(jié)合成極其穩(wěn)定的螯合物,其穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)過絡(luò)合物,從而影響了傳統(tǒng)工藝對含銅廢水的處理;以電路板工業(yè)為例,大多數(shù)采用堿氨蝕刻液,該蝕刻液借助氧化,溶解,配合等化學(xué)過程,將印刷電路板上露出的銅以二氯化四氨合銅的形式溶解下來,其總反應(yīng)為:
Cu+2NH4CL+2NH3·H2O+1/2O2=Cu(NH3)4CL2+3H2
電路板經(jīng)堿性蝕刻后產(chǎn)生了大量的合二氯化四氨合銅的清洗廢水和回收尾液,此類廢液呈堿性,NH3較多,銅以穩(wěn)定的銅氨絡(luò)合物形式存在,采用傳統(tǒng)的方法,難以達(dá)到良好的去除效果,或去除成本太高。
二:目前采用的重金屬水處理藥品概述:
印制線路板廠,一般采用綜合沉淀法和硫化物沉淀法處理絡(luò)合物的重金屬廢水,由于各種重金屬硫化物的溶度積都非常小,重金屬的去除效果較好,常采用的硫化物為無機(jī)硫(硫化鈉)和有機(jī)硫(DTC、TMT)兩大類(如下表)。
表1
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注:[LC50]為導(dǎo)致參與實(shí)驗(yàn)魚類50% 死亡的藥劑的臨界濃度。
[LC0]b為魚類死亡率為零的藥劑的最大濃度。
從表1中可以看出,與TMT相比,硫化鈉、DTC的毒性較大,特別是DTC更具有生物殺傷性,曾經(jīng)由于它的過量投加,殺死了從Anderson 到 Indianapolis的50英米流域內(nèi)的117噸魚。TMT常見的商品形式為15%的水溶液,俗稱TMT-15,它在20℃時的密度為1.12g/mL可見,當(dāng)每立方米廢水中含有高達(dá)12000mLTMT-15時,仍不會對魚類的生存造成任何不良影響,因此,TMT是一種環(huán)境友好型有機(jī)硫藥劑。從圖1中可以看出,TMT是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu),其具有很強(qiáng)的螯合性,可與金屬離子形成極其穩(wěn)定的螯合物質(zhì)。在含有[Cu(NH3)4]2的廢水中會產(chǎn)生如下反應(yīng):
3[Cu(NH3)4]2+ + 2TMT3- → Cu3(TMT)2(固體) + 12NH3
從表1中可以看出,Na2S同重金屬離子反應(yīng)不能形成螯合物,只能形成硫化物沉淀,其沉淀物的穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生成螯合物沉淀的穩(wěn)定性。
從表1中可以看出,DTC的配位能力較強(qiáng),它能通過一個氮原子.一個硫原子。共兩個配位原子與重金屬離子結(jié)合,形成穩(wěn)定的具有一個四原子環(huán)的螯合物。
從表1中可以看出,TMT的配位能力強(qiáng)大,它能通過三個氮原子.三個硫原子,共六個配位原子與重金屬離子結(jié)合形成穩(wěn)定的具有六個四原子環(huán)的螯合物。
在印制線路板廢水中最難處理的是銅與[EDTA]已二胺四已酸形成的螯合物,它與重金屬離子結(jié)合,形成很穩(wěn)定的五個四原子環(huán)的螯合物。比TMT少一個四原子環(huán)。配離子之間的轉(zhuǎn)化是向生成更穩(wěn)定的配離子方向進(jìn)行的,所以說:‘TMT具有清除印制線路板廢水中絡(luò)合.螯合重金屬物質(zhì)的能力。
中國是電路板企業(yè)云集之地,排名世界前三,大多數(shù)企業(yè)采用添加硫化鈉來處理有絡(luò)合物的含銅廢水,使用這種藥劑有二個致命的弱點(diǎn);一、形成的金屬硫化物為膠體物質(zhì)(硫化銅等),很難通過傳統(tǒng)的方法沉淀完全,需通過反滲透才能完全過濾,成本太高.且在應(yīng)用過程中產(chǎn)生劇毒的硫化氰氣體。二、在測銅含量的過程中,需預(yù)先對樣品進(jìn)行消解,即加入硝酸等物質(zhì),調(diào)節(jié)水質(zhì)PH為1-2,在消解過程中,未沉淀完全的硫化銅中的銅離子又游離出來,導(dǎo)致檢測結(jié)果顯示為銅離子超標(biāo)。
TMT重金屬去除劑在線路板廢水中對重金屬的處理效果是很好的,但價格為5萬/噸,國內(nèi)企業(yè)很難承受如此高的價格,只有突破技術(shù)壟斷,掌握核心技術(shù),在國內(nèi)自主生產(chǎn),才能降低成本,方能滿足國內(nèi)電路板制造企業(yè)廢水處理的需要,才能使TMT在線路板的廢水處理中推廣開來,為中國的環(huán)保事業(yè)作出貢獻(xiàn),使線路板廢水的排放達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。我公司生產(chǎn)的重金屬去除劑(TMT 專利號:200810086797.6).價格僅為德國的1/5,其單位處理成本為企業(yè)所接受。
三:印制線路板廢水處理現(xiàn)狀
線路板廢水的處理工藝一般是先進(jìn)行廢水分流,并設(shè)立不同的廢水分流池,如破氰池,酸析池,高濃度有機(jī)廢水池等,通過預(yù)處理后提升至綜合池,加入NaOH進(jìn)行PH調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)PH至10-11,并依次加入硫化鈉,PAC,PAM后,進(jìn)行混凝沉淀,出水后PH回調(diào)至6-9即排放,由于上述硫化物的自身特性,使出水中的重金屬很難達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
四:TMT用于廢水處理工藝示意圖
線路板廢水先進(jìn)行分流,如含氰廢水先破氰,顯影廢水先酸析,高濃度有機(jī)廢水先強(qiáng)氧化降解等,處理后的廢水和清洗廢水一起流入綜合池,然后通過提升泵提升至調(diào)節(jié)池,加入重金屬去除劑調(diào)節(jié)廢水的PH為10-11,再加入PAM混凝,進(jìn)入沉淀池進(jìn)行混凝沉淀,出水酸回調(diào)即可達(dá)到國家一極排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放。處理后的出水清澈,重金屬可達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
五:物理和化學(xué)指標(biāo)
外觀:灰黑色強(qiáng)堿性固體 氣味:無不良?xì)馕?nbsp; PH值:約為10.5-11.5
六:注意事項(xiàng)
該產(chǎn)品有刺激性,萬一接觸眼睛及皮膚,立即用大量水沖洗。
戴好適用的手套及眼睛和臉部防護(hù)器具。
七:存貯
避免污染,尤其避免接觸酸。避免高熱。
八:包裝
25公斤紙袋包裝。
九:運(yùn)輸
不受DOT管制,不屬于危險品。
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