含錫廢液的安全處理技術研究

郭鵬飛，王振宇，朱海杰，姜瑞

（安徽浩悅環境科技有限責任公司，安徽合肥 231145）

近年來，線路板行業快速發展，2014 年《國家集成電路產業發展推進綱要》將半導體產業新技術研發提升至國家戰略高度，但在集成電路等半導體產業發展過程中，線路板退錫液的產生量逐年增加，含錫廢水的排放逐漸引起人們的重視。錫元素不僅會引起人體病變，還會對水生生物產生危害，且無機錫在一定條件下通過化學反應會生成有機錫，毒性更高。因此，需要尋找一種操作簡單、快速處置的方法，實現含錫廢水的安全處置。

根據《錫、銻、汞工業污染物排放標準》（GB 30770-2014），2016 年1 月1 日起新建企業的總錫排放限值為2.0 mg/L。常見廢水中含錫廢液的處理方式有離子交換法、化學沉淀法、膜分離法、生物法等。但對于復雜體系的含錫廢液，常規的處置方法效果不佳。因此，本文通過重點研究沉淀pH、反應時間、絮凝劑等關鍵因數對含錫廢水處理結果的影響，找出最優參數，實現含錫廢液的快速、安全處置。

1 概述

1.1 含錫廢液水質指標

某企業產生的含錫廢液水質指標如表1所示。

表1 含錫廢液水質指標

1.2 工藝流程

調控廢液的pH值在氫氧化錫及氫氧化亞錫的沉淀范圍，經中和反應、混凝沉淀工藝處理，使出水錫含量小于0.5 mg/L，處置后廢水蒸發脫鹽，經生化處理后達標排放。工藝流程見圖1。

圖1 含錫廢液處理工藝流程圖

2 實驗部分

2.1 儀器和試劑

FA2104A電子天平，北京普析通用儀器有限責任公司；90-4 磁力恒溫攪拌器，上海精密科學儀器有限公司；PHS-3C pH 計，上海精密科學儀器有限公司；Zeenit-700 原子吸收分光光度計，德國耶拿分析儀器股份公司。

氫氧化鈉，分析純，國藥集團；硫酸，分析純，國藥集團。

2.2 實驗步驟

取200 mL含錫廢液置于500 mL燒杯中，打開磁力恒溫攪拌器，加入30%氫氧化鈉溶液，調節體系pH至一定范圍內，反應，過濾后檢測濾液錫含量，繼續調節pH至一定范圍內，加入絮凝劑，反應，靜置后過濾，檢測濾液錫含量。

3 結果與討論

3.1 一級除錫體系pH值的選擇

分別取200 mL含錫廢液置于500 mL的燒杯中，打開磁力恒溫攪拌器，加入30%氫氧化鈉溶液，分別調節pH 值至3.0、4.0、5.0、6.0、8.0，攪拌反應15 min 后過濾，濾液繼續調節pH值至10.0，再加入三氯化鐵，攪拌反應15 min，靜置后過濾，檢測濾液錫含量。

從表2可以看出，隨著pH的升高，廢液中錫的去除效率逐步提高，當廢水pH＞6.0 后，錫的去除率開始出現下降趨勢。這是由于Sn（OH）為兩性物，既能溶于酸又能溶于堿，pH 對其影響極大，需嚴格控制溶液的pH值。故一級除錫的pH值控制在6.0。

表2 pH值的初篩選

3.2 二級除錫體系pH值的選擇

分別取200 mL含錫廢液置于500 mL燒杯中，打開磁力恒溫攪拌器，加入30%氫氧化鈉溶液，調節pH 至6.0，攪拌反應15 min 后過濾，濾液分別調節pH 至8.0、9.0、10.0、11.0 和 12.0。加入三氯化鐵，攪拌反應 15 min，靜置后過濾，檢測濾液錫含量。

從表3可以看出，隨著pH的升高，濾液中錫的去除效率逐漸上升，當廢水pH＞10.0后，錫含量均＜0.5 mg/L。所以二級除錫的pH值控制在10.0。

表3 pH的二次篩選

3.3 反應時間對錫去除效率的影響

在研究反應時間的影響時，分別取200 mL 含錫廢液置于500 mL 的燒杯中，打開磁力恒溫攪拌器，加入30%氫氧化鈉溶液，調節pH 至6.0，攪拌反應15 min 后過濾，濾液調節pH至10.0后加入三氯化鐵，分別攪拌5 min、10 min、15 min、20 min、25 min，靜置后過濾，檢測濾液錫含量。

從表4 可以看出，當反應時間大于15 min 時，濾液的錫濃度均低于0.5 mg/L。因此，控制體系反應時間為15 min。

表4 反應時間的影響

3.4 絮凝劑對錫去除效率的影響

在研究絮凝劑的影響時，分別取200 mL 含錫廢液置于500 mL的燒杯中，打開磁力恒溫攪拌器，加入30%氫氧化鈉溶液，調節pH至6.0，攪拌反應15 min后過濾，濾液調節pH至10.0。加入三氯化鐵，攪拌10 min，分別加入1%的PAC、PAM、FeCl，靜置后過濾，檢測濾液錫含量。

混凝包括凝聚和絮凝兩個過程。凝聚過程是指在投加混凝劑后，脫穩的膠體在范德華力的作用下聚集成大量體積很小的礬花的過程；而絮凝過程是指通過凝聚過程產生的小礬花在吸附架橋或者網捕卷掃等作用下聚集成為體積更大的絮體的過程。三氯化鐵在堿性條件下可形成氫氧化鐵沉淀，亦可作為混凝劑。

從表5可以看出，三氯化鐵的絮凝效果最好，因此，含錫廢液體系選擇三氯化鐵作為絮凝劑。

表5 絮凝劑的影響

3.5 優化條件下錫的去除率

根據此含錫廢液的實驗數據分析，選定在一級沉淀pH=6.0，二級沉淀pH=10.0，反應時間為15 min，絮凝劑為三氯化鐵的條件下開展實驗，數據如表6所示。

表6 優化條件下錫的去除率

從表6可以看出，在此條件下對含錫廢液進行處理后，錫離子的濃度低于0.5 mg/L，去除效率達到99.8%，經脫鹽處理后再進行生化處置，實現了含錫廢液的快速、安全處置。

4 結論

針對退錫液處置后產生的含錫廢液，使用兩級沉淀法較為經濟可行。本文通過實驗，研究得出某電子行業產生的含錫廢液的最優條件，并在此條件下對含錫廢液進行處置，處理后廢液中錫離子含量小于0.5 mg/L，去除效率達到99.8%以上，為此類廢液的處理提供了安全可靠的技術指導，為集成電路產業健康發展提供后勤保障。