电镀废水处理培训(1)——电镀废水中常见的化学物质

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楼主 2020-06-29 16:45:10
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电镀生产过程产水废水主要来源于镀件清洗、地面冲洗、吊挂具和极板冲洗,废弃槽液更换等。现在工业中电镀被广泛的应用于机器制造、轻工、电子等行业,而电镀在加工过程中产生大量的废水,目前电镀废水处理在国内外都是普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,目前,电镀废水处理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。

电镀废水处理培训(1)——化学基础知识篇


电镀废水中常见的化学物质:


1,化学名词

化学式:Au  原子量:196.9   金的化学性质非常稳定。黄金在低温或高温时都不会被氧直接氧化。常温下,黄金与单独的无机酸(如盐酸、硝酸、硫酸)均不起作用,但混酸,如王水(三份盐酸和一份硝酸)以及氰化物溶液都能很好地溶解金。金的熔点为1063℃。如果将黄金加热到近于溶点,黄金就可以象铁一样熔接,细细的金粒可熔结成块,而金粉在温度较低的情况下,必须加压力方能熔接在一起。黄金可与其他金属组成合金,如金银合金、金铜合金、金银铜合金。此外,还有所谓的金汞合金。金还溶于饱和氯的盐酸、含有氧的碱金属和碱土金属的氰化物溶液。在有强氧化剂存在时,金又能溶解于碘酸、硝酸。有二氧化锰存在时金溶解于浓硫酸。

化学式:Ag 原子量:107.8   银Ag在地壳中的含量很少,仅占1×10-5%,在自然界中有单质的自然银存在,但主要以化合物状态产出。纯银为银白色,熔点960.8℃,沸点2210℃,密度10.49克/厘米3。银是面心立方晶格,塑性良好,延展性仅次于金,但当其中含有少量砷As、锑Sb、铋Bi时,就变得很脆。
    银的化学稳定性较好,在常温下不氧化。但在所有贵金属中,银的化学性质最活泼,它能溶于硝酸生成硝酸银;易溶于热的浓硫酸,微溶于热的稀硫酸;在盐酸和“王水”中表面生成氯化银薄膜;与硫化物接触时,会生成黑色硫化银。此外,银能与任何比例的金或铜形成合金,与铜、锌共熔时极易形成合金,与汞接触可生成银汞齐。 

银易于从双碱金属氰化物(例如氰化钾中或者使用银阳极)中产生电解沉淀,因而广泛应用于电镀工艺。银溶液由氰化、碳酸盐、银和增亮剂制成。加入银时通常使用单金属盐如氰化银或双金属盐如氰化钾银。各种形状的银用来做阳极,有板、棒、杆粒状和特制的形状。在某些物品例如熔断器帽上镀层的厚度不到1微米,虽然以后该处的银很容易失去光泽;而重型的电气设备通常镀层为2到7微米。 

 

化学式:Cu  原子量:63.5  铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少,现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的,这种矿石含铜量极低,一般在2-3%左右。金属铜,元素符号CU,原子量63.54,比重8.92,熔点1083Co。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,且抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金,形成的合金主要分成三类:黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,白铜是铜钴镍合金。 

电镀中铜的铜镀层具有良好均匀性、致密性、附着性及拋旋光性等所以可做其它电镀金属之底镀镀层。 镀层可做为防止渗碳氮化铜唯一可实用于锌铸件电镀打底用铜的来源充足 ,铜容易电镀,容易控制 ,铜的电镀量仅次于镍

 

化学式:Ni 分子量:58.7  具磁性,属过渡金属。低温时,镍仍有良好的强度和延展性。银白色铁磁性金属,在元素周期表中属Ⅷ族,原子序数28,面心立方晶体,常见化合价为+2、+3。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,阻止继续氧化。镍能耐氟、碱、盐水和很多有机物质的腐蚀,在稀酸中缓慢溶解,强硝酸能使镍表面钝化而具有抗蚀性。镍同铂、钯一样,能吸收大量的氢,粒度越小,吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍(NiSO4·6H2O)和氯化镍(NiCl2·6H2O)。
  镍用途很广,大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢,用于化工、石油和机器制造业。镍与铬、铜、铝、钴等元素组成非铁基合金。镍基合金、镍铬基合金是耐高温、抗氧化材料,用于制造喷气涡轮、电阻、电热元件、高温设备结构件等;铝镍钴合金是良好的磁性材料,制作电工器材。镍粉用作化学反应的加氢催化剂。镍的镀层有光泽,能防锈
    镍是银白色金属,熔点1455℃,沸点2730℃,密度8.90克/厘米3 。有铁磁性和延展性,能导电和导热 。常温下 ,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。块状镍不会燃烧,细镍丝可燃,特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。加热时,镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸,但在发烟硝酸中表面钝化。镍的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4 ,简单化合物中以+2价最稳定 ,+3价镍盐为氧化剂。镍的氧化物有NiO和Ni2O3。氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱,微溶于水,易溶于酸。硫酸镍( NiSO4 )能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2·6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。在加压下,镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni(CO)4〕 , 加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。

电镀中镀镍的主要用作防护装饰性镀层。镍镀层对铁基体而言,属于阴极性镀层。其孔隙率高,因此要用镀铜层作底层或采用多层镍电镀。从普通镀镍溶液中沉积出来的镍镀层不光亮,但容易抛光。使用某些光亮剂可获得镜面光亮的镍层。它广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。含有一部分氯化物的硫酸盐-氯化物溶液,称为“瓦特”镍镀液,在生产中应用最广。借电化学作用,在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。可用作表面镀层,但主要用于镀铬打底,防止腐蚀,增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。将制件作阴极,纯镍板阳级,挂入以硫酸镍、氯化钠和硼酸所配成的电解液中,进行电镀。如果在电镀液中加入萘二磺酸钠、糖精、香豆素、对甲苯磺胺等光亮剂,即可直接获得光亮的镍镀层而不必再抛光。   

化学式:H2O      原子量:18    

水和金属单质发生氧化还原反应 :

2H2O+2Na=2NaOH+H2
一般而言,水在常温下和活泼金属反应,生成碱和氢气,在高温下,能和较活泼的金属如:
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2(反应需要加热)反应
水和非金属单质发生反应(大多是非氧化还原反应):
Cl2+H2O=HCl+HClO 
2F2+2H2O=4HF+O2 
水能够和氧化物发生反应,生成碱或酸
SO3+H2O=H2SO4 
Na2O+H2O=2NaOH 
水能够辅助生成酸式盐:
CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 
水能够和过氧化物,超氧化物反应,生成氧气
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 
4KO2+2H2O=4KOH+3O2 
水能够和有机物,无机盐发生水解反应:
C12H22O11+H2O=C12H24H12 
FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl 
一般情况下是可逆反应,但是由于水解吸热,所以加热能够促进水解,在加热条件下,上述反应能够进行完全,最终生成Fe2O3 
水还能够分解

2H2O=2H2+O2(在电解或光照情况下)

盐酸

化学式:HCl 分子量:36.5   盐酸是氯化氢的水溶液,可看做是酸类化合物。纯的浓盐酸是无色液体,通常浓盐酸约含37%HCl,密度约为1.19g/cm3,易挥发有氯化氢刺激气味,逸出的氯化氢遇潮湿空气形成白色酸雾。工业盐酸因含铁盐杂质,因而呈黄色,有腐蚀性。盐酸是强酸,具有酸类通性:可使石蕊、甲基橙变红,可跟比氢活动的金属发生置换反应,可跟金属氧化物(碱性氧化物)碱发生中和反应,可跟某些盐发生复分解反应
                  2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑ 
                  Fe+2HCl=FeCl2+H2
                  Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
                  Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
                  FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑
                  BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O
                  AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
 盐酸中氯离子有弱还原性,可被强氧化剂(如KMnO4、MnO2)氧化成氯气
              2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2↑+5Cl2↑+8H2O
              MnO2+4HCl= MnCl2+Cl2↑+2H2O
     (1)跟石蕊的作用:用玻璃棒将稀盐酸一滴分别涂在红色和蓝色石蕊试纸上。蓝色石蕊试纸变成红色,这是酸的通性。 
    (2)跟金属的反应:往两支各盛有5毫升稀盐酸的试管里分别加入少量锌粒和铜屑。前者反应很剧烈,有气泡发生。把生成的气体收集在另一支试管里,在火焰上检验能发出爆鸣声,表明释出的是氢气。后者不见有反应发生。 
    (3)跟金属氧化物的反应:在两支试管里各盛稀盐酸5毫升,分别放入生锈的铁钉一枚和极少量氧化铜粉末。过一会儿把铁钉取出,用水冲洗后,看到表面上的铁锈已被除去,而溶液变成黄色。在放入氧化铜这一试管里没有明显的反应现象,在火焰上加热后,黑色氧化铜粉末才溶解,溶液变成绿色。 
   (4)跟碱反应:取两支试管,分别盛稀盐酸和蒸馏水各5毫升,各加入少量氢氧化铜,振荡,氢氧化铜不溶于水而溶于稀盐酸中生成绿色的溶液。 
   (5)跟盐的反应:在一支试管里盛碳酸钠溶液5毫升,注入少量稀盐酸,即见有大量气泡发生,这是二氧化碳气。 在另一支试管里盛蒸馏水5毫升,加入稀盐酸几滴,摇匀后再滴入硝酸银溶液几滴。振荡,见有白色沉淀生成。倾去上层液体,加入少量硝酸,沉淀不溶解。这是检验可溶性氯化物常用的方法。 
   (6)跟氧化剂的反应:在试管里盛浓盐酸3毫升,加入少量二氧化锰,微微加热,用手扇动试管口部,可以嗅到有氯气的臭味。氧化剂能使盐酸氧化成氯气。

在电镀生产中广泛使用盐酸作为浸蚀剂。            

硫酸

化学式:H2SO4      分子量:98       

1.脱水性

⑴就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

⑵脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。

⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(炭化)。

浓硫酸 如C12H22O11===12C + 11H2O                      

2.强氧化性

⑴跟金属反应

①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。

②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2

  Cu + 2H2SO4(浓) ==== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

  2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

  在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。

⑵跟非金属反应

  热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。

     C + 2H2SO4(浓) ==== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

     S + 2H2SO4(浓) ==== 3SO2↑ + 2H2O

     2P + 5H2SO4(浓) ==== 2H3PO4+ 5SO2↑ + 2H2O

⑶跟其他还原性物质反应

  浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。

    H2S + H2SO4(浓) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O

   2HBr + H2SO4(浓) ==== Br2↑ + SO2↑ + 2H2O

2HI + H2SO4(浓) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O

(3)吸水性

  就硫酸而言,吸水性有很多用处,比如很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是良好的干燥剂。

  这个与脱水性有很大的不同:脱水性一般反应前没有水,而是H、O元素以个数比2:1的形式形成水,从有机物中出来。

  而吸水性则是反应前就有水,只是在此过程中硫酸做了一个干燥剂的作用。如:

CuSO4·5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O

这个反应,就是体现硫酸的吸水性,而不是脱水性,因为反应前有水。

  还有在实验室制取乙烯的过程中,体现浓硫酸的吸水性,促使反应向正反应方向进行。在一些硫酸作催化剂的反应中,尤其是是浓硫酸,一般都体现硫酸的吸水性。

  将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸 具有吸水性。

⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。

⑵浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量 的热:H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O,故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程,吸水性是浓硫酸的化学性质。

⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。

(4)难挥发性(高沸点):制氯化氢、硝酸等(原理:利用难挥发性酸制易挥发性酸) 如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体

     2NaCl(固)+H2SO4(浓)====Na2SO4+2HCl↑

      Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2

再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气。

(5)酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等

         2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4

Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2

(6)稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应

         Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2

1、跟指示剂的反应:
   稀硫酸都能使紫色石蕊试液变红色,但不能使无色的酚酞试液变色。
 2、跟金属反应生成盐和氢气
   H2SO4+Zn=ZnSO4+H2
   H2SO4+Fe= FeSO4 + H2
  注意:①使用较活泼金属(即金属活动性在氢之前的金属,但一般不用K,Ca,Na)。
  ②用稀硫酸。因为浓硫酸氧化性强,跟金属反应生成水,得不到H2。

3、跟金属氧化物反应生成盐和水
  3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3 +3H2O
  H2SO4+CuO=CuSO4+ H2O
  4、跟碱反应生成盐和水
  Cu(OH)2+ H2SO4=CuSO4+2H2O
  Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
  5、跟盐反应生成另一种盐和另一种酸
  H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
  反应生成不溶于稀硝酸的白色硫酸钡沉淀。这个反应用于检验硫酸和其他电离时能产生硫酸根离子的化合物。如:         

Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl 

硝酸

化学式:HNO3          分子量:63          
①硝酸是强酸,具有酸类通性:

CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O,

Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2O

Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2↑,

NH3+HNO3=NH4NO3

②不稳定性:浓度很大的硝酸在常温下见光易分解,受热分解更快见光或受热

4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2

硝酸越浓越易分解、分解出的NO2,又溶于硝酸,使浓硝酸常呈棕黄色

③强氧化性:不论浓硝酸、稀硝酸都有强氧化性,是强氧化剂,能跟大多数金属(Au、铂等除外)和许多非金属发生氧化还原反应。浓硝酸一般还原成NO2,稀硝酸一般还原成NO,还可跟许多有还原性的化合物发生氧化还原反应

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

C+4HNO3(浓)=2H2O+CO2↑+4NO2

S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O

3H2S+2HNO3(稀)=4H2O+2NO↑+3S↓

3K2S+8HNO3(稀)=6KNO3+3S↓+2NO↑+4H2O

3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O

(硝酸呈酸性又显氧化性)

④硝化反应:和苯和甲苯等在浓硫酸作用下,发生硝化反应

⑤硝酸酯化反应:浓硝酸和浓硫酸混合酸可跟甘油等发生酯化反应

注:

1.金属不论是否比氢活动与硝酸(不论浓稀)反应时,均不能生成氢气,因硝酸有强氧化性。一般规律是:金属+ 浓硝酸= 硝酸盐+NO2+水;金属+ 稀硝酸=硝酸盐+NO+水

2.铝、铁等金属在常温下浓硝酸(或浓硫酸)中发生钝化现象。因为金属表面被氧化生成一层致密的氧化物薄膜,阻碍了铁、铝进一步跟酸反应。因此可用铁、铝制容器盛浓H2SO4或浓HNO3。

3.浓硝酸氧化性比稀硝酸强,硝酸越浓氧化性越强。              

氢氧化钠
化学式:NaOH    分子量:40   固体溶于水放热;又称烧碱、火碱、苛性钠,是常见的、重要的碱,英文名称sodiun hydroxide(别名Caustic soda)。密度2.130克/厘米3,熔点318.4℃,沸点1390℃。纯的无水氢氧化钠为白色半透明,结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时能放出大量的热。它的水溶液有涩味和滑腻感,溶液呈强碱性,具备碱的一切通性。市售烧碱有固态和液态两种:纯固体烧碱呈白色,有块装、片状、棒状、粒状,质脆;纯液体烧碱为无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨。对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用,溶解或浓溶液稀释时会放出热量;与无机酸发生中和反应也能产生大量热,生成相应的盐类;与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢;与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物;能使油脂发生皂化反应,生成相应的有机酸的钠盐和醇,这是去除织物上的油污的原理。
氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸湿性,还可用做碱性干燥剂。烧碱在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。工业用氢氧化钠应符合国家标准 GB 209-93;工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准 GB/T 11199-89;化纤用氢氧化钠应符合国家标准 GB 11212-89;食用氢氧化钠应符合国家标准 GB 5175-85。
在工业上,氢氧化钠通常称为烧碱,或叫火碱、苛性钠。这是因为较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上,会腐蚀表皮,造成烧伤。它对蛋白质有溶解作用,有强烈刺激性和腐蚀性。用0.02%溶液滴入兔眼,可引起角膜上皮损伤。小鼠腹腔内LD50: 40 mg/kg,兔经口LDLo: 500 mg/kg。粉尘刺激眼和呼吸道,腐蚀鼻中隔;溅到皮肤上,尤其是溅到粘膜,可产生软痂,并能渗入深层组织,灼伤后留有瘢痕;溅入眼内,不仅损伤角膜,而且可使眼睛深部组织损伤,严重者可致失明;误服可造成消化道灼伤,绞痛、粘膜糜烂、呕吐血性胃内容物、血性腹泻,有时发生声哑、吞咽困难、休克、消化道穿孔,后期可发生胃肠道狭窄。由于强碱性,对水体可造成污染,对植物和水生生物应予以注意。

废水处理当中氢氧化钠主要有二个作用:1,调节PH值。2,与重金属离子结合为不溶于水或者微溶于水的氢氧化物。

聚合氯化铝

化学式:[AL2(OH)nCl6-Nlm]其中m代表聚合程度,n表示PAC产品的中性程度  

通常也称作碱式氯化铝或混凝剂等,它是介于ALCL3 和AL(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物,化学通式为[AL2(OH)NCL6-NLm]其中m代表聚合程度,n表示PAC产品的中性程度。颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。该产品有较强的架桥吸咐性能,在水解过程中,伴随发生凝聚,吸附和沉淀等物理化学过程。
  聚合氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐,而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成,絮凝沉淀速度快,适用PH值范围宽,对管道设备无腐蚀性,净水效果明显,能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子,该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。
     使用方法:
     1、将固体产品按1:3加水溶解为液体后,再加10-30倍清水稀释成所需浓度后使用。
     2、用量可根据原水的不同浑浊度,测定最佳投药量,一般原水浊度在100-500mg/L时,每千吨投加量为10-20kg。    

聚丙烯酰胺

化学式:C3xH5xNxHx           

聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺单体在引发剂作用下均聚或共聚所得聚合物的统称,是水溶性高分子材料中应用最广泛的品种之一,主要应用于石油开采、水处理、纺织、造纸、选矿、医药、农业等行业中,有"百业助剂"之称。聚丙烯酰胺(PAM)易溶于水,几乎不溶于有机溶剂,在中性和碱性介质中呈高聚合物电解质的特征,对盐类电解质敏感,与高价金属离子能交联成不溶性的凝胶体,由于其分子链极性基团,它能通过吸附污水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。所以,它可加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清,促进过滤等效果。阳离子型、阴离子型、非离子型等品种齐全,可以满足各方面需要。水溶性好,在冷水中也能完全溶解。添加少量本系列产品,即可得到极大的絮凝效果。一般只需添加0.01-10ppm(0.01-10g/m3),即可充分发挥作用。本系列产品和无机絮凝剂(聚合硫酸铁浓缩剂,聚合氯化铝、铁盐等)同时使用,可显示出更大的效果。

PAM的作用原理简介:  

1)絮凝作用原理:PAM用于絮凝时,与被絮凝物种类表面性质,特别是动电位,粘度,浊度及悬浮液的PH值有关,颗粒表面的动电位,是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM,能速动电位降低而凝聚。
     2)吸附架桥:PAM分子链固定在不同的颗粒表面上,各颗粒之间形成聚合物的桥,使颗粒形成聚集体而沉降。
     3)表面吸附:PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。
     4)网捕作用AM分子链与分散相通过各种机械、物理、化学等作用,将分散相牵连在一起,形成网状,从而起网捕作用。

PAM使用方法: 

     聚丙烯酰胺是经过溶解、添加和混合的各个过程而进行使用的, 由于使用的品种型号和使用量是根据处理目的而有所不同的。因此必须要预先进行预备试验,以掌握最适当的品种型号及其使用量。配制产品水溶液时应在搪瓷、镀锌、铝制或塑料桶内进行,不可在铁制容器内配制或贮存。
    1) 溶解方法
     使用前先将固体溶解成0.1∽0.5%的浓度,以便迅速发挥效力,在溶解的时侯,一边搅拌溶解槽中的水, 一边严加注意地加入固体, 使之均匀分散在水中, 不要让它形成疙瘩。由于长时间进行强烈搅拌的话, 将会使其性能降低, 故而推荐搅拌机以每分钟20~200转左右的转速进行溶解。因为如果溶解液长时间放置, 其性能将会视水质的情况而逐渐降低, 所以在水溶液调制好之后, 请在三天内加以使用。
    2) 溶解液的添加
     通常是添加约0.1%的水溶液, 但在悬浊液的高浓度和高粘度的场合, 建议将水溶液进一步稀释成为约0.01%, 则将容易混合而发挥充分的效果。在对悬浊液添加了絮凝剂水溶液之后, 如果长时间激烈地进行搅拌,将会破坏已经形成的絮凝物, 因此, 请在即将要进行絮凝处理之前才添加配好的水溶液。

氯化铁

化学式:FeCl3        分子量:162.5       黑棕色带绿色光泽结晶体(液体为红棕色)。密度2.898g/cm3。熔点306℃。沸点315℃(分解)。吸湿性强,能生成二水物和六水物等。易溶于水、乙醇.丙酮、乙醚和异丙醚,可溶于液体的三氧化硫、乙胺、苯胺,不溶于甘油、三氯化磷和氯化亚锡,微溶于二硫化碳。水溶液呈酸性。不含游离氯的三氯化铁略有臭味,但不刺鼻;含有游离氯的三氯化铁则有刺激性恶臭。
  应用领域 

主要用于污水处理,对低油度的原水处理,具有效果好、价格便宜等优点,但带来水色泛黄的缺点。也用于印染滚筒刻花、电子工业线路板及荧光数字筒生产等。建筑工业用于制备混凝土,以增强混凝土的强度、抗腐蚀性和防水性。也能与二氯化铁、氯化钙、三氯化铝、硫酸铝、盐酸等配制成泥凝土的防水剂,无机工业用作制造其他铁盐和墨水。染料工业用作印地科素染料染色时的氧化剂。印染工业用作媒染剂。冶金工业用作提取金、银的氯化剂。有机工业用作催化剂、氧化剂和氯化剂。玻璃工业用作玻璃器皿热态着色剂。制皂工业用作肥皂废液回收甘油的凝聚剂。    

  氨水

化学式:NH3.H2O     分子量:35        

氨水是氨溶于水得到的水溶液。它是一种重要的化工原料,也是化学实验中常用的试剂.氨水(AQUA AMMONIAE) 为一无色透明的液体,具有特殊的强烈刺激性臭味,正因为它具有局部强烈兴奋的作 用,因此将特定浓度的氨水,直接接触皮肤会使皮肤变红,并有灼热感,因此小心.氨气是化肥工业的中间产品,易溶于水而生成氨水,呈碱性。由于氨水可以作为肥料直接施于农田,所以在农村使用很普遍。在氨水分装、运输和使用过程中,常有不慎溅入眼睛的事故发生。当眼部被氨水灼伤后,如不采取急救措施,可造成角膜溃疡、穿孔,并进一步引起眼内炎症,最终导致眼球萎缩而失明。氨水在低温时可析出一水合氨晶体,它的熔点为-79℃,因此NH3·H2O是氨存在于水溶液的主要成分。氨水中也有很小一部分一水合氨发生电离,其中存在下列平衡:

NH3·H2O=H2O+ NH3

NH3·H2O= OH-+NH4+

可见氨水中有H2O、NH3·H2O、NH3三种分子,有少量OH-、NH4+

由于氨水中含有多种成分,而使其表现出多重性质。

(1)刺激性:因水溶液中存在着游离的氨分子。

(2)挥发性:氨水中的氨易挥发。

(3)不稳定性:—水合氨不稳定,见光受热易分解而生成氨和水。

NH3·H2O=NH3↑+H2O

实验室中,可用加热浓氨水制氨,或常温下用浓氨水与固体烧碱混合的方法制氨,其装置与操作简便,且所得到的氨气浓度较大,做“喷泉”实验效果更佳。由于氨水具有挥发性和不稳定性,故氨水应密封保存在棕色或深色试剂瓶中,放在冷暗处。

(4)弱碱性:氨水中一水合氨能电离出OH-,所以氨水显弱碱性,具有碱的通性:

①能使无色酚酞试液变红色,能使紫色石蕊试液变蓝色,能使湿润红色石蕊试纸变蓝。实验室中常见此法检验NH3的存在。

②能与酸反应,生成铵盐。浓氨水与挥发性酸(如浓盐酸和浓硝酸)相遇会产生白烟。

NH3+HCl=NH4Cl (白烟)

NH3+HNO3=NH4NO3

(白烟)而遇不挥发性酸(如硫酸、磷酸)无此现象。实验室中可用此法检验NH3或氨水的存在。

工业上,利用氨水的弱碱性来吸收硫酸工业尾气,防止污染环境。

SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O

(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3

(5)沉淀性:氨水是很好的沉淀剂,它能与多种金属离子反应,生成难溶性弱碱或两性氢氧化物。例如:

生成的Al(OH)3沉淀不溶于过量氨水。

生成的白色沉淀易被氧化生成红褐色沉淀

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色 )

利用此性质,实验中可制取Al(OH)3、Fe(OH)3等。

(6)络合性:氨水与Ag+、Cu2+、Zn2+三种离子能发生络合反应,当氨水少量时,产生不溶性弱碱或两性氢氧化物,当氨水过量时,不溶性物质又转化成络离子而溶解。

AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O

实验室中用此反应配制银氨溶液。

Zn(OH)2+4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+4H2O

可用此反应来鉴别两性氢氧化物氢氧化铝和氢氧化锌。

Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(深蓝色)

现出弱的还原性,可被强氧化剂氧化。如氨水可与Cl2发生反应:

Cl2+8NH3·H2O=6NH4Cl+N2+8H2O

氰化物

化学式:MCNn         氰化物特指带有氰基(CN)的化合物,其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性,使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和卤素类似的化学性质,常被称为拟卤素。通常为人所了解的氰化物都是无机氰化物,俗称山奈(来自英语音译“Cyanide”),是指包含有氰根离子(CN-)的无机盐,可认为是氢氰酸(HCN)的盐,常见的有氰化钾和氰化钠。它们多有剧毒,故而为世人熟知。另有有机氰化物,是由氰基通过单键与另外的碳原子结合而成。视结合方式的不同,有机氰化物可分类为腈(C-CN)和异腈(C-NC),相应的,氰基可被称为腈基(-CN)或异腈基(-NC)。氰化物可分为无机氰化物,很多氰化物,凡能在加热或与酸作用后或在空气中与组织中释放出氰化氢或氰离子的都具有与氰化氢同样的剧毒作用。工业中使用氰化物很广泛。如从事电镀、洗注、油漆染料橡胶等行业人员接触机会较多。日常生活中,桃、李、杏、枇杷等含氢氰酸,其中以苦杏仁含量最高,木薯亦含有氢氰酸。在社会上也有用氰化物进行自杀或他杀情况。职业性氰化物中毒主要是通过呼吸道,其次在高浓度下也能通过皮肤吸收。生活性氰化物中毒以口服为主。口腔粘膜消化道能充分吸收。氰化物进入人体后析出氰离子,与细胞线粒体内氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合,阻止氧化酶中的三价铁还原,妨碍细胞正常呼吸,组织细胞不能利用氧,造成组织缺氧,导致机体陷入内窒息状态。另外某些腈类化合物的分子本身具有直接对中枢神经系统的抑制作用。

在发现HCN也存在于宇宙空间中的同时,据SMiller实验指出它是通过放电从甲烷、氨、水生成氨基酸时的中间产物,因此认为它是生物以前的有机物生成中的重要中间产物。实际上,通过以氨和水溶液加热而生成腺嘌呤,虽HCN在生物体内的存在并不多,但它可经苦杏仁苷酶水解而生成,能和金属原子形成非常好的络会物,因此易和金属蛋白质结合,常常显著地抑制金属蛋白质的机能,尤其是对细胞色素C氧化酶,即使10-4M浓度,也会强烈地抑制,因而使呼吸停止。在高浓度时,和磷酸吡哆醛等的羰基结合,对以磷酸吡哆醛为辅酶的酶的作用可抑制。还因作用于二硫键,使之还原(-S-S-+HCN→-SH+NC-S),所以也能抑制木瓜蛋白酶(papain)的活性。氰化氢(HCN)是一种无色气体,带有淡淡的苦杏仁味。有趣的是,有四成人根本就闻不到它的味道,仅仅因为缺少相应的基因。氰化钾和氰化钠都是无色晶体,在潮湿的空气中,水解产生氢氰酸而具有苦杏仁味。

硫化钠

化学式:Na2S   分子量:78        水中硫化物包括溶解性的H2S、HS-、S2-以及存在于悬浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金属硫化物以及未电离的无机、有机类硫化物。含硫化物的水多呈现黑色,且有刺激性的臭味,这主要是由于H2S气体不断从水中释放所致。在空气中有8μg/m3的H2S便可使人的嗅觉敏感,水中H2S的阈值为0.035μg/L。水中的硫化物容易水解,以H2S形式释放到空气中,被人大量吸收后马上恶心呕吐,甚至会呼吸困难、窒息等,发生强烈的致毒感。如果空气中达到15~30mg/m3,会导致眼膜发炎,视神经受到损害。逸散于空气中的H2S长期被人吸入体内,可与人体内细胞色素、氧化酶及人体蛋白、氨基酸中的二硫键(-S-S-)作用,影响细胞的氧化过程,造成细胞缺氧,危及人的生命。

 

 

 亚硫酸氢钠

化学式:NaHSO3        分子量:104        成品为白色单斜晶体式粉末,湿时带有强烈的SO2气味。干燥后无其它气味,相对密度1.48极易溶于水,加热时易分解,微溶于乙醇,水溶性呈酸性,还原性较强,在空气中易被氧化。

1.与碱作用:NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O

2.与酸作用:2NaHSO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2SO2

3.与氧化剂作用:Cl2+NaHSO3+H2O=NaCl+H2SO4+HCl

次氯酸钠

化学式:NaClO3 分子量:106.5    次氯酸钠原液是无色或淡黄色并带有氯气味的液体,把氯气直接通入氢氧化钠溶液中制得,反应式如下:
               2NaOH + CI2 NaCIO + NaCI +H2O
     因此,在商品漂白水中,还含有一定量的烧碱和少量的氯化钠。次氯酸钠的水溶液是碱性时,比较稳定。当碱度为2%~3%时,可以储存10~15天。碱度过小,分解较快,放出不稳定的次氯酸。因此为了使次氯酸钠溶液有较高的稳定性应保持溶液有足够的碱度,pH值在12左右。次氯酸钠的水溶液如果是在中性或酸性时,都是不稳定的。次氯酸钠的水溶液属于一种复杂的和不稳定的化学系统,它的成分按溶液的pH值的不同而不同,同为发挥对氧化作用而实施的过程略有出入:
     当pH值在4.6以下时,主要成分为NaCI、HOCI和CI2;
     当pH值在4.6~8.4时,主要成分为NaCIO、NaCI和HOCI;
     当pH值在8.4以上时,主要成分为NaOH、NaCIO和NaCI。
     在应用次氯酸钠溶液作漂白剂时,一般pH值在9~11的洗浴中进行。次氯酸钠溶液浓度常用有效氯含量表示,一般市售商品漂白水的有效氯含量为10%左右。次氯酸钠溶液是由强碱和弱酸所生成,在水溶液中能发生水解,生成烧碱和次氯酸,溶液呈碱性:
                     NaCIO + H2O=NaOH+ HCIO

次氯酸再进一步分解得:
HCIO=HCI + [O]

次氯酸钠的漂白作用,是依赖于这种氧化能力极强的新生氧,把氰化物氧化,达到去除氰化物的目的。(未完,待续)

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