羧酸离子交换纤维对含镍铜电镀废水的资源化处理

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResourceTreatmentofNickelandCopper—containingPlmingWastewaterUsingCarboxylicAcidIonExchangeFiberBy：JieZhangSupervisor：Prof．SiguoYuanChemicalTechnologySchoolofChemicalEngineeringandEnergyMay，2014学位论文原创性声明本

2、人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论

3、文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要电镀行业每年都会产生大量镍、铜废水，不仅造成资源的浪费，而且污染环境。目前市场上金属镍和铜的价格很高，所以亟需找到一种既能使废水达标排放又能回收废水中镍和铜的方法，实现环保和经济的双赢。实际镍／铜废水中多含caz+、Md+，在对其治理的过程中，它们不仅使洗脱液中Ni

4、2+／Cu2+纯度降低，也使吸附材料的交换容量受到一定影响。本文在实验室前期研究基础上，利用PAN基羧酸离子交换纤维为吸附剂，首先比较了羧酸纤维对Ni2+、Cu2+、Ca2+、M92+四种金属离子的吸附性能，然后通过静态和柱式动态实验系统研究了该纤维对镍／铜的吸附与解吸选择性能，采用多柱串联、饱和吸附、循环浓缩的工艺方法完成了对含Ni2+或Cu2+电镀废水的资源化治理研究，并进行了处理含铜废水的中试放大实验。研究结果表明：(1)对于单组份溶液，羧酸纤维对四种金属离子的吸附量都均超过2mmol／g；对于混合离子体系的溶

5、液，羧酸纤维对镍／铜的吸附选择性大于钙镁离子，延长吸附时间有利于提高纤维对镍／铜的吸附容量。解吸过程中，纤维对几种离子的选择性并不明显，在此过程中难以将几种离子分离开来。(2)洗脱时流速对消耗洗脱剂的总量影响明显，并且洗脱剂经一次使用后，其利用率低，浓缩循环的方法可以成倍的提高洗脱液中镍／铜离子的浓度，增大洗脱剂的有效利用率。多柱串联显著提高了废水的总处理量，n柱串联的总处理量明显大于同样条件下单柱处理量的n倍，增加串联的吸附柱的数目，单位时间的处理量也成倍增大。(3)PAN基弱酸离子交换纤维对Ni外、Cu2+离子具

6、有吸附速度快(1．85—5mL／g·min)、交换容量高(饱和吸附量高达110～150mg／g)、选择性能好，纤维在多柱串联工艺下吸附饱和后，以2mol／L硫酸为洗脱剂，得到的回收液中镍、铜浓度高(分别达45．2eye、39．2g／L5，钙、镁杂离子浓度小(掣00rag／L)，得到的洗脱液镍／铜离子的浓缩倍数大于700倍。(4)工厂放大实验结果表明，羧酸纤维对工业含铜废水具有良好的处理效果，经处理的废水不仅能够达标排放，同时回收得到的洗脱液浓度和纯度都较高，用10％的盐酸作为洗脱剂，回收得到的溶液中铜离子的浓度高达3

7、6．0g／L，摘要IIIIlUlMIllMMIIIIIIY2547635钙镁离子的浓度均小于5％。关键词：羧酸纤维；含镍／铜废水；吸附选择性；多柱串联；饱和吸附；浓缩循环；工厂放大实验ⅡAbstraclAbstractEveryyearelectroplatingindustryproducesalargeamountofnickel-containingandcopper-containingwastewater，whichisnotonlyawasteofresourcebutalsoanenvironmenta

8、lpollution，inadditiontothese，onthemarketnickelandcopper’Spriceisveryhi曲．Therefore，itisurgenttofindamethodtorecyclenickelandcopperfromwastewaterwhilewastewatercandischargeacc