一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于络合物转型实现EDTA‑Ni/Cu络合物废水深度净化的方法，该方法是将EDTA‑Ni/Cu络合物废水的pH值调节至酸性后，加入竞争络合金属阳离子进行竞争络合反应，释放EDTA‑Ni/Cu络合物中的Ni

【技术实现步骤摘要】
一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法
本专利技术涉及一种EDTA-Ni/Cu废水深度净化的方法，特别涉及一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu废水的非氧化破络深度净化的方法，属于废水中重金属离子的深度净化领域。
技术介绍
化学镀镍/铜法被广泛用于电子信息行业中生产电路板的镀镍/铜作业，随着电子器件的需求不断增大，电镀镍/铜产生的强络合含镍/铜重金属废水也不断增加。EDTA-Ni/Cu由于具有非常强的络合能力，可以稳定的存在溶液中，EDTA-Ni/Cu的作用有：(1)防止镀液析出镍/铜沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命；(2)提高化学镀镍/铜在工件表面的沉积速度；(3)提高化学镀镍/铜工作的pH范围；(4)改善镀层质量，使工件表面的镀层光洁致密。国标GB/T31962-2015(《废水排入城市下水道水质标准》)要求含镍废水的排放标准为总镍含量低于1mg/L，含铜废水的排放标准为总镍含量低于2mg/L，国标GB201900-2008(《电镀污染物排放标准》)要求含镍废水的排放标准为总镍含量低于0.1mg/L。而部分靠近饮用水源、河流湖泊地区要求含镍废水达到近零排放，即排放水中总镍含量低于0.05mg/L。由于EDTA能与镍/铜离子形成1:1的六配位重金属螯合物，结构非常稳定。采用常规的中和沉淀、膜净化、离子交换、树脂吸附等方法处理含EDTA-Ni/Cu废水的效果很差；而采用强效镍重捕剂处理含EDTA-Ni/Cu废水，产生的含镍沉淀颗粒及细且净化深度难以达到镍的排放标准；采用高级氧化(芬顿、过硫酸盐以及二者结合)的方法处理含EDTA-Ni/Cu废水，需要消耗大量的氧化剂(双氧水、过硫酸盐)，处理成本高且净化深度难以达到镍的排放标准。
技术实现思路
针对现有技术中对含EDTA-Ni/Cu络合物废水处理，通常采用常规的中和沉淀、膜净化、离子交换、树脂吸附等方法处理效果很差，而采用强效镍重捕剂处理含EDTA-Ni/Cu络合物废水，产生的含镍沉淀颗粒极细且净化深度难以达到镍的排放标准；而采用高级氧化(芬顿、过硫酸盐以及二者结合)的方法处理含EDTA-Ni/Cu络合物废水，需要消耗大量的氧化剂(双氧水、过硫酸盐)，处理成本高且净化深度难以达到镍的排放标准等技术问题。本专利技术的目的旨在提供一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法，该方法通过采用对环境毒性小或无毒，或者在后续易于净化处理的金属阳离子来实现EDTA-Ni/Cu络合物的络合物转型，并结合沉淀方法来实现镍和铜的深度净化处理，使得废水中铜和镍的排放达到国标，且该方法流程短，成本低，操作简便，有利于大规模推广应用。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法，该方法包括以下步骤：1)将EDTA-Ni/Cu络合物废水的pH值调节至1～4后，加入竞争络合金属阳离子进行竞争络合反应，释放EDTA-Ni/Cu络合物中的Ni2+和Cu2+，得到含Ni2+和Cu2+的废水；所述竞争络合金属阳离子为Fe3+、Co2+、Ti3+、Bi3+中至少一种；2)将含Ni2+和Cu2+的废水pH值调节至5～12后，加入沉淀剂进行沉淀反应，得到脱除Ni2+和Cu2+的净化废水。作为一个优选的方案，所述竞争络合金属阳离子来源于水溶性的铁盐、钴盐、钛盐、铋盐中至少一种。理论上，易溶于水电离出金属阳离子的铁盐、钴盐、钛盐、铋盐都适应于本专利技术技术方案，具体如硝酸盐、硫酸盐、卤素盐等。本专利技术技术方案选择铁离子(Fe3+)、钴离子(Co2+)、钛离子(Ti3+)、铋离子(Bi3+)等来作为竞争络合金属阳离子，主要是基于EDTA对这些金属阳离子的络合能力要高于镍离子和铜离子，因此可以将EDTA-Ni/Cu络合物中的铜离子和镍离子置换出来。此外，选择的竞争络合金属阳离子毒性远远低于铜离子或镍离子，且相对铜离子或镍离子更容易在后续废液处理过程中得到净化处理。最优选的竞争络合金属阳离子为三价铁离子。作为一个优选的方案，所述竞争络合金属阳离子的添加量为EDTA-Ni/Cu络合物废水中Ni和Cu总摩尔量的1～50倍。在优选的条件下，能够保证EDTA-Ni/Cu络合物的彻底转型将其包含的铜离子和镍离子能够充分释放。竞争络合金属阳离子的添加量进一步优选为EDTA-Ni/Cu络合物废水中Ni和Cu总摩尔量的2～10倍。作为一个优选的方案，所述竞争络合反应在强力搅拌、超声振动或加热条件下进行，反应时间为0.5～24h。作为一个优选的方案，所述沉淀剂为二硫代氨基甲酸盐。优选的沉淀剂能够实现铜离子和镍离子的深度沉淀净化。作为一个优选的方案，所述沉淀剂的添加量为含Ni2+和Cu2+的废水中Ni和Cu总摩尔量的2～20倍。沉淀剂添加量进一步优选为含Ni2+和Cu2+的废水中Ni和Cu总摩尔量的2～10倍。本专利技术涉及的沉淀反应时间为0.5～24小时。本专利技术涉及的沉淀剂可以为中和沉淀剂或者为硫化沉淀剂等等，中和沉淀剂主要是强碱，如氢氧化钠，生石灰等，可以将铜离子和镍离子以氢氧化物形式沉淀。而硫化沉淀剂主要是硫化盐或者为有机硫，能够将铜离子和镍离子以硫化物形式沉淀。最优选为二硫代氨基甲酸盐，能够实现铜离子和镍离子的深度净化。本专利技术技术方案先将EDTA-Ni/Cu络合物废水的pH值调节至1～4，在该酸性条件下有利于EDTA-Ni/Cu络合物与竞争络合金属阳离子进行竞争络合反应，实现竞争络合金属阳离子将镍离子和铜离子彻底置换，而将竞争络合反应后的含镍离子和铜离子的废水的pH调节至中性偏碱性环境，主要是有利于对镍离子和铜离子沉淀。本专利技术调节pH可以采用现有技术中常见的酸和碱，具体如硫酸、盐酸、硝酸、石灰、氢氧化钙或氢氧化钠等，或者以上这些常见酸和碱的任意组合。本专利技术涉及的EDTA-Ni/Cu络合物为EDTA-Ni络合物、EDTA-Cu络合物或者是两者的混合物。相对现有技术，本专利技术技术方案带来的有益技术效果：本专利技术技术方案利用无毒或毒性较低以及后处理过程简单的金属阳离子来实现EDTA-Ni/Cu络合物的转型，将EDTA-Ni/Cu络合物中的镍离子和铜离子彻底释放，再结合沉淀方法来实现镍离子和铜离子的深度净化，从而可以实现EDTA-Ni/Cu络合物废水的深度净化处理，达到国家排放标准，能够克服现有的EDTA-Ni/Cu络合物废水处理方法存在的处理成本高且净化深度难以达到铜、镍排放标准等技术问题。本专利技术技术方案操作过程简单、流程短、成本低，有利于大规模推广应用。附图说明图1为苏州信之诺电子科技有限公司化学镀镍的冲洗水除镍现象。图2为本专利技术的工艺流程图。图3为不同pH条件下的竞争络合反应结果。图4为不同pH条件下的沉淀反应结果。具体实施方式以下实施例是对本专利技术的内容进一步说明，而不是限制本专利技术权利要求保护的范围。实施例1以实验室EDTA-Ni模拟溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)将EDTA-Ni/Cu络合物废水的pH值调节至1～4后，加入竞争络合金属阳离子进行竞争络合反应，释放EDTA-Ni/Cu络合物中的Ni

【技术特征摘要】
1.一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将EDTA-Ni/Cu络合物废水的pH值调节至1～4后，加入竞争络合金属阳离子进行竞争络合反应，释放EDTA-Ni/Cu络合物中的Ni2+和Cu2+，得到含Ni2+和Cu2+的废水；所述竞争络合金属阳离子为Fe3+、Co2+、Ti3+、Bi3+中至少一种；
2)将含Ni2+和Cu2+的废水pH值调节至5～12后，加入沉淀剂进行沉淀反应，得到脱除Ni2+和Cu2+的净化废水。


2.根据权利要求1所述的一种基于络合物转型实现EDTA-Ni/Cu络合物废水深度净化的方法，其特征在于：所述竞争络合金属阳离子来源于水溶性的铁盐、钴盐、钛盐、铋盐中至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳彤，卢承龙，孙伟，张晨阳，胡岳华，杨越，韩海生，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43