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重金属去除剂的应用

更新时间:2012-02-03 14:47 来源:深圳市杜邦环保科技有限公司 作者: 阅读:4871 网友评论0

一:印制电路板废水中含重金属的来源:

在印制电路板行业的生产工艺中,产生大量的络合剂如NH3、EDTA、磷酸脂,柠檬酸盐和天然有机酸的废水,它们与铜离子配位形成非常稳定的可溶性络合物,其中EDTA等物质可与重金属结合成极其稳定的螯合物,其稳定性远远强过络合物,从而影响了传统工艺对含铜废水的处理;以电路板工业为例,大多数采用碱氨蚀刻液,该蚀刻液借助氧化,溶解,配合等化学过程,将印刷电路板上露出的铜以二氯化四氨合铜的形式溶解下来,其总反应为:

Cu+2NH4CL+2NH3·H2O+1/2O2=Cu(NH3)4CL2+3H2

电路板经碱性蚀刻后产生了大量的合二氯化四氨合铜的清洗废水和回收尾液,此类废液呈碱性,NH3较多,铜以稳定的铜氨络合物形式存在,采用传统的方法,难以达到良好的去除效果,或去除成本太高。

二:目前采用的重金属水处理药品概述:

印制线路板厂,一般采用综合沉淀法和硫化物沉淀法处理络合物的重金属废水,由于各种重金属硫化物的溶度积都非常小,重金属的去除效果较好,常采用的硫化物为无机硫(硫化钠)和有机硫(DTC、TMT)两大类(如下表)。

表1

         药剂
项目
 Na2S
DTC
TMT
化学名称
硫化钠
二硫代氨基甲酸钠
三巯基均三嗪三钠盐
商品形式
固体
液体
液体
急性毒性LD50
(小白鼠 mg/kg)
53
3590
7878
致死浓度LC
(鱼 mg/L)
25
20
13720
致癌性
未知
分解产物
H2S
CS2+二硫化四甲基秋兰姆
重金属去除率效果
重金属离子的去除效果较好,能去除金属离子和部分络合物中的重金属,但无法处理螯合物中的重金属且必须在较窄的PH值范围内使用。
重金属离子的去除效果较好,能去除金属离子和络合物,在广泛的PH范围内可直接使用
重金属离子的去除效果极高,能去除金属离子和络合物及螯合物中所有的重金属,在广泛的PH范围内可直接使用。
与重金属离子生成的沉淀物性质
生成小分子无机沉淀物,易形成悬浮胶体,不易沉降。沉淀物的溶解度随着温度的升高而增大,硫化沉淀反应也越不完全。
生成难溶的大分子立体螯合物,沉淀产物性质稳定,易沉降。
生成难溶的大分子立体螯合物,在高温或强水流冲刷的情况下,硫化反应依旧完全,沉淀产物性质稳定,易沉降。

注:[LC50]为导致参与实验鱼类50% 死亡的药剂的临界浓度。

[LC0]b为鱼类死亡率为零的药剂的最大浓度。

从表1中可以看出,与TMT相比,硫化钠、DTC的毒性较大,特别是DTC更具有生物杀伤性,曾经由于它的过量投加,杀死了从Anderson 到 Indianapolis的50英米流域内的117吨鱼。TMT常见的商品形式为15%的水溶液,俗称TMT-15,它在20℃时的密度为1.12g/mL可见,当每立方米废水中含有高达12000mLTMT-15时,仍不会对鱼类的生存造成任何不良影响,因此,TMT是一种环境友好型有机硫药剂。从图1中可以看出,TMT是一种环状结构,其具有很强的螯合性,可与金属离子形成极其稳定的螯合物质。在含有[Cu(NH3)4]2的废水中会产生如下反应:

3[Cu(NH3)4]2+  + 2TMT3-  → Cu3(TMT)2(固体)  + 12NH3

从表1中可以看出,Na2S同重金属离子反应不能形成螯合物,只能形成硫化物沉淀,其沉淀物的稳定性远远小于生成螯合物沉淀的稳定性。

从表1中可以看出,DTC的配位能力较强,它能通过一个氮原子.一个硫原子。共两个配位原子与重金属离子结合,形成稳定的具有一个四原子环的螯合物。

从表1中可以看出,TMT的配位能力强大,它能通过三个氮原子.三个硫原子,共六个配位原子与重金属离子结合形成稳定的具有六个四原子环的螯合物。

在印制线路板废水中最难处理的是铜与[EDTA]已二胺四已酸形成的螯合物,它与重金属离子结合,形成很稳定的五个四原子环的螯合物。比TMT少一个四原子环。配离子之间的转化是向生成更稳定的配离子方向进行的,所以说:‘TMT具有清除印制线路板废水中络合.螯合重金属物质的能力。

中国是电路板企业云集之地,排名世界前三,大多数企业采用添加硫化钠来处理有络合物的含铜废水,使用这种药剂有二个致命的弱点;一、形成的金属硫化物为胶体物质(硫化铜等),很难通过传统的方法沉淀完全,需通过反渗透才能完全过滤,成本太高.且在应用过程中产生剧毒的硫化氰气体。二、在测铜含量的过程中,需预先对样品进行消解,即加入硝酸等物质,调节水质PH为1-2,在消解过程中,未沉淀完全的硫化铜中的铜离子又游离出来,导致检测结果显示为铜离子超标。

TMT重金属去除剂在线路板废水中对重金属的处理效果是很好的,但价格为5万/吨,国内企业很难承受如此高的价格,只有突破技术垄断,掌握核心技术,在国内自主生产,才能降低成本,方能满足国内电路板制造企业废水处理的需要,才能使TMT在线路板的废水处理中推广开来,为中国的环保事业作出贡献,使线路板废水的排放达到一级排放标准。我公司生产的重金属去除剂(TMT 专利号:200810086797.6).价格仅为德国的1/5,其单位处理成本为企业所接受。

三:印制线路板废水处理现状

线路板废水的处理工艺一般是先进行废水分流,并设立不同的废水分流池,如破氰池,酸析池,高浓度有机废水池等,通过预处理后提升至综合池,加入NaOH进行PH调节,调节PH至10-11,并依次加入硫化钠,PAC,PAM后,进行混凝沉淀,出水后PH回调至6-9即排放,由于上述硫化物的自身特性,使出水中的重金属很难达到国家排放标准。

四:TMT用于废水处理工艺示意图

线路板废水先进行分流,如含氰废水先破氰,显影废水先酸析,高浓度有机废水先强氧化降解等,处理后的废水和清洗废水一起流入综合池,然后通过提升泵提升至调节池,加入重金属去除剂调节废水的PH为10-11,再加入PAM混凝,进入沉淀池进行混凝沉淀,出水酸回调即可达到国家一极排放标准进行排放。处理后的出水清澈,重金属可达到国家一级排放标准。

五:物理和化学指标

外观:灰黑色强碱性固体   气味:无不良气味  PH值:约为10.5-11.5 

六:注意事项

该产品有刺激性,万一接触眼睛及皮肤,立即用大量水冲洗。

戴好适用的手套及眼睛和脸部防护器具。

七:存贮

避免污染,尤其避免接触酸。避免高热。

八:包装

25公斤纸袋包装。

九:运输

不受DOT管制,不属于危险品。

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