电解法处理含镍废水的研究

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1、电解法处理含镍废水的研究摘要：含镍废水不仅造成镍金属的浪费，并且带来环境污染。本文通过配制硫酸镍溶液模拟含镍废水，采用电解法确定最佳阳极材料为钌涂层钛板，并研究了电解时间、电流强度和Ni2+浓度等因素对Ni2+的回收率的影响。实验结果表明：在电解时间240min，电流强度15A，Ni2+浓度20g/L，电解温度50oC，pH值6，搅拌速率300r/min的条件下，Ni2+的回收率为85.42%，电流效率为52.16%。关键字：电解法；含镍废水；回收率；电流效率；Studyonelectrolytictreatmentofnickel-containingwastewaterAb

2、stract:Wastewatercontainingnickelnotonlycauseswasteofnickelmetal,butalsobringsenvironmentalpollution.Inthispaper,nickelsulfatesolutionwasusedtosimulatenickel-containingwastewater.Thebestanodematerialwasdeterminedtoberuthenium-coatedtitaniumplatebyelectrolyticmethod.Theeffectsofelectrolysisti

3、me,currentintensityandnickelionconcentrationonNi2+recoverywerestudied.TheexperimentalresultsshowthattherecoveryrateofNi2+is85.42%，andefficiencyis52.16%undertheconditionof240minelectrolysistime,15Aamperage,20g/L，Ni2+concentration,50°Celectrolysistemperature,6pHandstirringrateof300r/min.Keywor

4、ds:Electrolysismethod;Nickel-containingwastewater;Recoveryrate;Currentefficiency;0引言镍是一种似银白色且延展性良好的金属，由于其高度抗腐蚀性和抗腐蚀性[1]，被广泛用于电镀行业。含镍电镀废水能够对人体造成巨大的健康危害，电解法处理废水具有效果好、效率高[2]等优点，本文通过硫酸镍溶液模拟电镀废水，以不锈钢为阴极，钌涂层钛板为阳极，分析了电解时间、电流强度和Ni2+浓度等因素对Ni2+的回收率的影响，得到其最佳工艺条件。1实验材料及方法1.1实验仪器及试剂实验所用化学试剂包括：乙二胺四乙酸二钠（AR

5、），硫酸镍（AR），醋酸钠（AR），二甲酚橙（AR），氢氧化钠（AR），盐酸（AR），硫酸（AR），锌粉（AR），冰醋酸（AR）等。实验所用仪器包括：PHS-3C型pH计、FA2204型电子天平、SHZ-A型水浴恒温振荡器、E3620A实验室用两路输出电源、自行设计的石英玻璃电解槽（20cm×10cm×12cm）等。实验所用阳极材料包括钌涂层钛板、石墨和不锈钢，阴极材料为不锈钢，尺寸自行定制，极板布置为阴阳间隔，极距为20mm。1.2实验原理含镍废水电解时，主要发生以下反应[3]。阳极发生H2O的分解反应：2H2O=O2↑+4H+4e-（1）阴极发生Ni2+氧化反应：Ni2++

6、2e-=Ni↓（2）2H+2e-=H2↑（3）1.3实验方法通过配制硫酸镍溶液模拟电镀废水，然后通过硫酸与氢氧化钠调节电解质溶液pH，石英玻璃电解槽置于水浴恒温振荡器，直流电源供电，搅拌混合电解液。实验主要分析不同阳极材料、电解时间和电流强度等因素对废水中Ni2+回收率的影响，并探讨最佳工艺参数。Ni2+浓度通过EDTA配位滴定法测定，并根据式（1）计算其回收率：回收率=（1）式中：C0表示电解前的Ni2+浓度（g/L）；Ct表示电解t时刻Ni2+浓度（g/L）。电流效率[4]同样作为评价指标，其计算公式为：电流效率=（2）式中：M1表示实际上阴极析出Ni的质量（g）；k表示电

7、化当量(1.095g/(A·h))；I表示电流强度（A）；t表示电解时间（min）。2结果与讨论2.1不同阳极材料的影响为了分析不同阳极材料的影响，钌涂层钛板、石墨和不锈钢为阳极，不锈钢板为阴极，Ni2+浓度15g/L，pH值5.0、温度40oC、电流强度15A、电解时间210min，Ni2+回收率曲线见图1。图1不同阳极材料对镍回收率的影响由图1可知，三种阳极材料皆可以有效回收Ni2+，120min内Ni2+回收率大小顺序为：不锈钢板<石墨<钌涂层钛板，表明钌涂层钛板的电解性能最佳；120