鍍銅層常作為鍍鎳、鍍錫、鍍鉻、鍍銀、鍍金的底層,以提高基體金屬與表面鍍層的結合力和鍍層的防腐蝕性能,因此,含銅電鍍合約在電鍍行業中十分普遍,而且該種工業合約通常含有多種重金屬和絡合劑。目前,對於含銅電鍍合約的處理主要采用化學法、離子交換法、膜分離法、吸附法、生物法等。
1化學法處理含銅電鍍合約
1)中和沈澱法
目前國內常采用化學中和法、混凝沈澱法處理含銅綜合電鍍合約,在對合約中的酸、堿進行中和的同時,銅離子形成氫氧化銅沈澱,然後再經固液分離裝置去除沈澱物。
單壹含銅合約在pH值為6.92時,就能使銅離子沈澱去除而達標,壹般電鍍合約中的銅與鐵共存時,控制pH值在8~9,也能使其達到排放標準。然而對既含銅又含其它重金屬及絡合物的混合電鍍合約,銅的去除效果不好,往往達不到排放標準,主要是因為此方法的處理實質是調節合約pH值,而各種金屬最佳沈澱的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果合約中含有氰、銨等絡合離子,與銅離子形成絡合物,銅離子不易離解,使得銅離子不能達標排放。特別是對含有氰的含銅混合合約經處理後,銅離子的濃度和CN-的濃度幾乎成正比,只要合約中的CN-存在,出水中的銅離子濃度就不會達標。這就使得利用中和沈澱法處理含銅混合合約的出水效果不好,特別是對於銅的去除效果不佳。
2)硫化物沈澱法
硫化物沈澱法處理含銅合約具有很大的優勢,可以解決壹些弱絡合態重金屬不達標的問題,硫化銅的溶解度比氫氧化銅的溶解度低得多,而且反應的pH值範圍較寬,硫化物還能沈澱部分銅離子絡合物,所以不需要分流處理。然而,由於硫化物沈澱細小,不易沈降,限制了它的應用,另外氰根離子的存在影響硫化物的沈澱,會溶解部分硫化物沈澱。
3)電化學法
電化學方法處理含銅合約具有高效、可自動控制、汙泥量少等優點,且處理含銅電鍍合約能直接回收金屬銅,處理時對合約含銅濃度的範圍適應較廣,尤其對濃度較高(銅的質量濃度大於1g/L時)的合約有壹定的經濟效益,但低濃度時電流效率較低。
2離子交換法處理含銅電鍍合約
離子交換法是處理含銅合約的主要方法之壹。而各種離子交換劑不斷推陳出新。離子交換劑種類很多。絡合劑對該方法處理含銅電鍍合約的影響較小。
1)離子交換樹脂
離子交換樹脂除銅效果頗佳,樹脂法處理含高濃度氨銅漂洗液已見報道;也有工廠采用弱酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗合約;有些企業用強堿性陰離子交換樹脂處理焦磷酸鹽鍍銅合約,使部分水循環利用。另外鰲合樹脂具有選擇性好、吸附容量大、快速等優點,並且交換速度快。然而由於這些鰲合樹脂價格昂貴,大多停留在試驗階段,較少在工業中大規模應用。
2)離子交換纖維
離子交換纖維是近年來發展較快的壹種離子交換新材料,在重金屬合約處理領域也有較大的發展。改性聚丙烯腈纖維對電鍍合約中銅的吸附研究表明,含銅電鍍合約經改性聚丙烯腈纖維吸附後,銅離子的含量顯著低於國家排放標準。
3膜分離技術處理含銅電鍍合約
膜法處理工業合約壹般選用反滲透、超濾及二者的結合技術,膜法處理工業合約的關鍵是根據分離條件選擇合適的膜。利用反滲透膜分離技術對含銅電鍍合約的處理已見報道很多,該方法對含銅絡合物的電鍍合約處理效果也不錯,有的已應用於工業,並與其它水處理技術連用取得很好的效果。
4吸附法處理含銅電鍍合約
吸附法處理含銅合約具有很多優點,成為水處理研究的重點,開發了許多性能良好的吸附劑,特別是利用工業廢棄物和農作物余物作吸附劑,並且對現有的吸附劑改性提高其吸附性能。沸石和麥飯石價格低廉,應用較廣泛,麥飯石對銅離子的吸附可以達到95%以上;藍晶石在適當的條件下對銅離子可以達到100%的吸附效果;煙煤灰、爐渣等可以用作吸附劑處理含銅電鍍合約,而且從煙煤灰中合成4A沸石可以吸附多種重金屬,對銅離子的吸附效果很好。
目前研究重點轉向了壹些植物和動物的廢棄物作為吸附劑,為了增大吸附量和吸附選擇性,進行改性,改性後的吸附劑對銅離子的吸附效果顯著提高。經酒石酸改性後的谷殼大大提高對銅離子的吸附效果,通過堿液處理後的雞羽毛吸附銅離子的容量大大提高,吸附效果很好。利用木屑吸附混合電鍍合約中的銅離子,效果優於單壹合約中銅的處理。
5生物法處理含銅電鍍合約
生物法處理含銅合約最大的特點是在運行過程中微生物能不斷地增殖,生物質去除銅離子的量隨生物質量的增加而增加。生物法在應用上具有很多優點,如綜合處理能力較強,使合約中的銅、六價鉻、鎳、鋅、隔、鉛等有害金屬離子得到有效的去除;處理方法簡便實用;過程控制簡單;汙泥量少,二次汙染明顯減少。然而生物法處理含銅合約存在著功能菌繁殖速度和反應速率慢,處理水難以回用的缺點。