含鎳電鍍污泥的資源化技術(shù)及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、電鍍污泥是電鍍過程中產(chǎn)生的電鍍底泥及廢水處理后的固體物。電鍍污泥的危害性比廢水的危害要大，如何處理電鍍污泥，避免其任意堆放或處置不當(dāng)造成更嚴(yán)重的二次污染，使其實(shí)現(xiàn)資源化成為亟待解決的問題。本文以某電鍍處理工業(yè)園含鎳電鍍污泥為研究對(duì)象，通過對(duì)其成分檢測(cè)可知，鎳在污泥中的含量占14.63％，具有良好的資源化利用價(jià)值。通過正交試驗(yàn)與單因素優(yōu)化試驗(yàn)，考察了酸浸條件對(duì)重金屬鎳的浸出率的影響與離子交換樹脂對(duì)酸浸液中鎳的吸附及解吸效果的主要影響因素，

2、同時(shí)，也研究了酸浸動(dòng)力學(xué)與離子交換吸附動(dòng)力學(xué)機(jī)理。
　　選取硫酸為浸出劑，對(duì)含鎳電鍍污泥進(jìn)行了浸出試驗(yàn)。通過正交試驗(yàn)得出了最佳浸出方案，通過單因素優(yōu)化試驗(yàn)，得到浸出的最佳條件：硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％、固液比為1:7、污泥粒徑小于0.15 mm、時(shí)間為60 min、溫度20℃，此條件下鎳的浸出率可達(dá)96.02％。分別對(duì)電鍍污泥進(jìn)行放大10倍和40倍試驗(yàn)，鎳的浸出率仍在95％左右。
　　浸出過程動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，該電鍍污泥的硫酸浸出

3、過程符合固體產(chǎn)物層擴(kuò)散控制模型，反應(yīng)級(jí)數(shù)是1，反應(yīng)擴(kuò)散系數(shù)K=0.0117×e3.127/RT,Ea=3.127kJ/mol.浸出熱力學(xué)研究表明：ΔH=-95.93 kJ·mol-1，ΔS0=-146.96 J·mol-1·K-1，ΔG=-52.14 kJ·mol-1。ΔH<0，表明浸出過程為放熱過程。ΔG<0，表明浸出過程自發(fā)進(jìn)行。
　　進(jìn)行鐵離子去除試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，SI-2樹脂對(duì) Fe3+的最佳吸附條件為：pH是1.5，吸附時(shí)

4、間為80 min，溫度是20℃。SIAP樹脂對(duì)Fe3+的最佳吸附條件為：pH是2，吸附時(shí)間是40min，溫度是20℃。兩種樹脂的飽和吸附量均為35.00 mg/g左右。
　　選用SI-2樹脂對(duì)鎳離子進(jìn)行了提取研究，其靜態(tài)吸附的研究結(jié)果為：最佳pH是5，吸附時(shí)間是100 min，溫度是20℃，飽和吸附量為3000 mg/g。最佳靜態(tài)洗脫條件為：洗脫劑是鹽酸，濃度是4 mol·L-1，洗脫80 min后洗脫率保持在93％左右。

5、　　吸附過程動(dòng)力學(xué)研究表明，SI-2樹脂對(duì)鎳離子的吸附過程與擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型t/Q=1/(K2Qe2)+t/Qe相符，并且線性相關(guān)系數(shù)大于0.99，液膜擴(kuò)散控制是主要速率控制步驟，吸附表觀活化能Ea=1.532 kJ/mol。
　　吸附過程熱力學(xué)研究表明，SI-2樹脂對(duì)鎳離子的吸附過程同時(shí)符合 Langmuir和Freundlich兩種等溫吸附模型，并且Freundlich常數(shù)在2-3之間，說明吸附過程簡單易行。根據(jù)熱力學(xué)公式計(jì)算