环境友好型退镍剂及其循环再生工艺的研究

论文摘要

针对传统型退镍剂“环境污染大、资源消耗高”的缺陷,本课题从环境友好、资源回收、再生和循环的原则出发,设计了一种组成成分选用谷氨酸作为络合剂,间硝基苯磺酸钠作为氧化剂,葡萄糖酸δ内酯作为缓蚀剂,可循环再生使用的环境友好型退镍剂。并通过对该退镍剂的研究,实现其在退镍行业中的应用,以代替传统型退镍剂。研究内容及方法包括：(1)在确定退镍剂主要成分的基础上,采用静态挂片实验,先通过单因素实验确定环境友好型退镍剂各组成成分适宜的浓度范围,然后通过正交实验确定各组成成分的最佳操作浓度；(2)考查不同操作条件(包括温度、pH值、添加剂、曝气)对环境友好型退镍剂的退镍速率和蚀铁速率的影响,确定最佳工艺条件；(3)通过累积退镍实验,对环境友好型退镍剂新液的退镍容量等技术指标进行研究；(4)采用电沉积法,对环境友好型退镍剂废液中镍资源的回收工艺条件进行研究,以电流效率、镍回收率作为主要参考指标,确定最佳工艺条件；(5)通过对回收镍后的退镍剂进行有效成分物质的补加使其获得再生,并考察环境友好型退镍剂再生液的技术指标及其循环再生工艺的可行性；(6)对环境友好型退镍剂进行技术指标和环境影响分析。研究结果表明：(1)环境友好型退镍剂各组成成分的最佳操作浓度为：谷氨酸50g/L、间硝基苯磺酸钠60g/L、葡萄糖酸δ内酯1.0g/L；(2)最佳退镍工艺条件为：温度90℃,pH值10.0,添加剂DDTC浓度0.5g/L,在此工艺条件下,退镍剂的退镍速率可达15.26μm/h；(3)环境友好型退镍剂新液的退镍容量可达30g/L,平均退镍速率可达2.5μm/h,平均蚀铁速率为0.05μm/h,达到了退镍生产要求。(4)在温度为室温,极间距为3.5cm,溶液pH值为4.0±0.1的情况下,电沉积法回收镍的最佳工艺条件是：槽电压5V,电沉积时间15h。此工艺条件下,电流效率为56.8%,镍回收率可达76.5%,实现了镍的有效回收；(5)对镍进行回收后,通过补加间硝基苯磺酸钠和葡萄糖酸δ内酯可以实现退镍剂的再生,再生液的退镍容量可达15g/L,平均退镍速率可达2.02μm/h,平均蚀铁速率为0.07μm/h,达到了退镍生产要求,实现了退镍剂的循环使用。该环境友好型退镍剂比传统的退镍剂在环保和安全方面更具优势,具有较好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 镍及镀镍工业概况
• 1.1.1 镍的资源特征分析
• 1.1.2 镍的性质
• 1.1.3 镀镍技术的应用
• 1.2 退镍剂及退镍技术
• 1.2.1 退镍剂的用途
• 1.2.2 退镍剂退镍工艺的选择
• 1.3 退镍剂的发展概况
• 1.3.1 传统退镍剂的类型
• 1.3.2 传统退镍剂的技术特征及环境影响分析
• 1.3.3 退镍剂的发展趋势
• 1.4 研究目的和内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 2 环境友好型退镍剂的设计
• 2.1 环境友好型退镍剂的设计理念
• 2.1.1 环境友好
• 2.1.2 镍资源回收
• 2.1.3 退镍剂的再生
• 2.1.4 退镍剂的循环使用
• 2.2 环境友好型退镍剂的技术指标
• 2.2.1 退镍速率
• 2.2.2 蚀铁速率
• 2.2.3 退镍容量
• 2.2.4 物质消耗
• 2.2.5 退镍后外观质量
• 2.2.6 退镍剂的稳定性
• 2.3 环境友好型退镍剂的配方设计
• 2.3.1 络合剂
• 2.3.2 氧化剂
• 2.3.3 缓蚀剂
• 2.4 环境友好型退镍剂的循环再生工艺流程设计
• 2.5 环境友好型退镍剂的可行性探讨
• 2.5.1 技术可行性探讨
• 2.5.2 经济及环境可行性探讨
• 3 实验材料与方法
• 3.1 实验药品、仪器及材料
• 3.1.1 实验药品
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验材料
• 3.2 研究方法与分析检测
• 3.2.1 退镍过程中的方法
• 3.2.2 镍回收过程中的方法
• 3.2.3 退镍剂的管理及检测方法
• 3.3 退镍剂的配制与维护
• 3.4 退镍工艺的操作流程
• 4 实验结果与讨论
• 4.1 环境友好型退镍剂配方研究
• 4.1.1 谷氨酸的浓度范围
• 4.1.2 间硝基苯磺酸钠的浓度范围
• 4.1.3 葡萄糖酸δ内酯的浓度范围
• 4.1.4 正交实验及最佳配方
• 4.2 退镍工艺条件研究
• 4.2.1 pH值的影响
• 4.2.2 温度的影响
• 4.2.3 曝气的影响
• 4.2.4 添加剂的筛选
• 4.3 （累积）退镍容量研究
• 4.4 退镍剂废液中镍的回收工艺研究
• 4.4.1 槽电压的确定
• 4.4.2 电沉积时间的确定
• 4.5 退镍剂的再生研究
• 4.6 最终废液的处置研究
• 5 环境友好型退镍剂的综合分析
• 5.1 技术指标分析
• 5.1.1 退镍速率
• 5.1.2 蚀铁速率
• 5.1.3 退镍容量
• 5.1.4 物质消耗
• 5.1.5 退镍剂的稳定性
• 5.1.6 外观质量
• 5.2 环境影响分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢