关于膜电解法处理含镍废水的研究摘要：镍金属作为合金化元素，在冶金电镀等工业领域有着十分重要的价值，在应用广泛的同时，工厂产生的含镍废水也随之增多。笔者选用膜电解法，实现对含镍废水中镍离子的沉积回收。试验具有一定的经济和环保意义。关键词：膜电解法；含镍废水；镍回收：X703：A：2095-672X（2017）04-0109-02DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.051Abstract：Nickelmetalasalloyingelement，inmetallurgicalelectroplatingandotherindustrialfieldshasaveryimportantvalue，inawiderangeofapplications，thefactoryproducednickel-containingwastewateralsoincreased.Iusemembraneelectrolysismethodtoachievethenickel-containingwastewaterinthenickeliondepositionrecovery.Thetesthassomeeconomicandenvironmentalsignificance.Keywords：membraneelectrolysis；nickel-containingwastewater；nickelrecovery鎳金属是一种合金化元素，其化学性质稳定，且具有极强的可塑性，因此被广泛应用于冶金、电镀、轻工等领域。由于镍元素本身具有的易积累、易流失等特性，工厂在生产镍产品的过程中，排除的废水中含有大量的镍元素。而镍离子具有强烈的致癌作用，废水排放会渗入土壤，产生富集作用并进入到农作物中，最终会危害人的生命健康。再加上镍本身价格高昂，故对镍元素的回收再生对经济、环保等方面有十分重要的意义。随着人们对含镍废水再利用的重视度不断增加，目前可用于镍回收的技术及方法已经有很多，其中包括离子交换法、溶剂萃取法、化学沉淀法和膜电解法等等，对于膜电解法还分为单阴膜电解法、单阳膜电解法及双膜三室电解法。笔者选用的是单阳膜电解法进行试验。1试验用水本次试验选用的含镍废水是某金刚石厂生产后的残留废水，并且经过了除锰处理，废水属酸性，pH值约在3～4，镍离子的平均质量浓度在1500mg/L，硫酸根离子的平均质量浓度约在2000～2300mg/L，氯离子的平均质量浓度约在110～130mg/L。2试验原理与设计膜电解法利用了离子交换膜的选择透过性，以直流电场力产生的电位差作为推动力，使离子在电解液中作定向移动。试验中电解池被离子交换膜分隔成阴极室和阳极室，通过观察在电极上产生的氧化反应及还原反应判断镍的析出量，从而达到分离镍离子的作用[1]。试验中选用的离子交换膜3361C型聚乙烯异相磺酸型阳离子交换膜，电解电流量设定0.1A，阳极室选用0.5mol/L浓度的NaOH溶液作为阳极液，石墨作为阳极；阴极室装入经过除锰处理后的酸性含镍废水，不锈钢板作为阴极。试验装置如图1所示。如图所示，电解过程中阳极室电解产生了Na+以及OH-，而OH-由于失去电子，放出了O2和H+。Na+和H+不断通过阳离子交换膜到达阴极室；同时，根据电荷守恒原则，阴极室中的Ni2+得到电子生成Ni，附着在不锈钢板上。反应式分别为：使用此装置进行含镍废水处理的优点在于，阴、阳两极产生的气体只有H2和O2，试验不会造成任何污染。另外使用阳离子交换膜不易产生氧化，相较阴离子交换膜来说使用年限更长。3结果与讨论3.1阴/阳膜对镍去除效果的影响笔者在上述试验中采用的是单阳膜电解法，如果换用单阴膜电解法的话，只需将离子交换膜更换为异相型3362A型阴离子交换膜即可，其它设计不变[2]。由于试验用含镍废水呈酸性，阴极液中的Cl-会选择性透过交换膜，Ni2+及H+在阴极室中发生还原反应生成Ni和H2，与单阳膜电解法中阴极室反应相同；阳极液中H2O失电子生成O2和H+，H+会和NaOH中的OH-结合生成H2O，阳极液的碱性被逐渐中和。在对比试验中发现，由于阴离子交换膜抑制了H+从阳极到阴极的传播，阴极中产生的H2较少，从而会提高镍的回收率。因此，选用阴膜对镍去除效果较好。不过在阳极液酸碱度逐渐被中和后，可能会使得溶液中的Cl-失电子产生有毒气体Cl2。因此选择电解方式时要依照需求考虑。3.2电解时间对镍去除效果的影响为判断电解时间对镍去除效果的影响，设定温度为40℃，电解电流为350mA，其它试验环境不变的前提下，每隔4小时观察一次镍的回收率，得到如图2所示结果。试验表明，随着电解时间的增加，镍的回收率也在随之增加[3]。但在电解一段时间后，曲线逐渐...