浅谈废电镀铬液的危害与无害化处理
一、前言
我国每年从国外进口大量的铬铁矿石年产铬盐约8万吨左右,其中相当部分用以生产铬酸酐,而铬酸酐的83%～90%均应用于电镀。在机械、航空、航天、兵工、电子、轻工、仪表等行业的大中型工厂的电镀车间常常具有一定的规模,铬酐与蒸馏水、硫酸等混合成电镀液后,更经反复使用,其中各种杂质及Cr+3逐渐增多,达到一定程度后即为废铬镀液。经长期积存,其浓度一般为100g/L左右,加上蒸发所至,浓度可达300～500g/L,超过国家最高允许排放浓度几十乃至几百万倍。同时众所周知,Cr+6毒性很大,为国家一类污染物,对人体和环境产生很大的影响。而采用碳酸钠溶液处理,然后加硫化钠可处理浓度较低的废液,而对于电镀生产的高浓度废液效果不明显。采用黄原酸脂为还原剂后加入稳化剂,再经固化处理,在保证安全高效的同时,又具有操作简单,费用低廉的优势。
二、废镀铬液的处理研究
1.危害特性
(1)健康危害。侵入途径:吸入、食入。
健康危害:金属铬对人体几乎不产生有害作用,未见引起工业中毒的报道。进入人体的铬被积存在人体组织中,代谢和被清除的速度缓慢。铬进入血液后,主要与血浆中的铁球蛋白、白蛋白、r-球蛋白结合,六价铬还可透过红细胞膜,15分钟内可以有50%的六价铬进入细胞,进入红细胞后与血红蛋白结合。铬的代谢物主要从肾排出,少量经粪便排出。六价铬对人主要是慢性毒害,它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和黏膜侵入人体,在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。通过呼吸道进入的则易积存在肺部。六价铬有强氧化作用,所以慢性中毒往往以局部损害开始逐渐发展到不可救药。经呼吸道侵入人体时,开始侵害上呼吸道,引起鼻炎、咽炎和喉炎、支气管炎。
(2)毒理学资料。六价铬污染严重的水通常呈黄色,根据黄色深浅程度不同可初步判定水受污染的程度。刚出现黄色时,六价铬的浓度为2.5～3.0mg/L。
致癌性判定:动物为可疑反应。
危险特性:其粉体遇高温、明火能燃烧。
2.废液处理原理
经过实验室实验、工艺操作实验、生产运行确定以黄原酸脂为高效还原剂,石灰与粉煤灰为复合稳化固化剂。
黄原酸脂的分子表达式为CnH2(n_1)Q(N_1)
还原反应为(n+2)H2Cr2O7+2 CnH2(n_1)Q(N_1)+2(n+2)H2SO4===
2(n+2)Cr(OH)SO4+2nCO2↑+[4(n+1)-2]H2O+Q热
加入复合稳化剂后,其反应为
Cr(OH)SO4+Ca(OH)2===Cr(OH)3+CaSO4
H2SO4+Ca(OH)2===CaSO4+2H2O
在完成了以上的解毒作用之后,在废液中加入复合稳化固化剂,利用石灰、粉煤灰与Cr +3离子结合,因粉煤灰中硅酸盐具有很强的吸附能力,有利于生成硅酸三钙的水合物,最终反应使部分微粒被包裹在凝胶基质中,完成了对所产生物质的固化。以达到零排放、安全处置的宗旨。
固化反应为Ca(OH)2+SiO2+nH2O→CaO.SiO2(1+n)H2O
xCa(OH)2+Al(OH)3+SiO2+nH2O→XCaO.Al2O3.SiO2(n+x+3)H2O
3.废液处理设备及材料
材料:黄原酸脂CnH2(n_1)Q(N_1) 盐酸
石灰 等 塑料袋
附料 还原催化剂
4.处理工艺
解毒处理——用防腐泵将槽中的废镀铬液按计划处理量分别输入反应槽中,调整酸度,缓慢加入黄原酸脂及还原催化剂。由于为放热反应,反应渐渐沸腾,同时放出二氧化碳气体,待废液呈绿-黑绿色,无气泡冒出,即完成还原,取样检测,当Cr+6<0.5mg/l时解毒完成。当检测不合格时,重新调整酸度并投加黄原酸脂直至合格。
稳化固化处理——将上述溶液注入固化盘中,加入石灰等及少量水,充分搅拌均匀,装袋,放置一周后,稳化固化完成。取样,进行毒物浸出实验,符合国家毒物浸出标准,可用于修路及掩埋。