การนำโลหะนิกเกิลในน้ำเสียจากการชุบโลหะกลับมาใช้ใหม่ โดยใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออน

Abstract

การวิจัยครั้งนี้ เป็นการศึกษาการนำโลหะนิกเกิลในระหว่างการล้างชิ้นงานกลับมาใช้ใหม่จากการกระบวนการชุบนิกเกิลด้วยไฟฟ้า โดยในการวิจัยจะแบ่งเป็น 2 ขั้นตอน ในขั้นแรกจะทำการเปรียบเทียบความสามารถในการแลกเปลี่ยนนิกเกิลไอออน และความสามารถในการนำนิกเกิลกลับมาใช้ใหม่ ระหว่างแคทไอออนเรซินชนิดธรรมดาที่มีหมู่ฟังก์ชันนอลกรุ๊ปเป็นชนิดซับโฟนิกแอซิค กับแคทไอออนเรซินชนิดพิเศษ ที่มีหมู่ฟังก์ชันนอลเป็นชนิด อิมมิโนไดอะเซติกแอซิค การทดลองขั้นนี้ใช้น้ำสังเคราะห์ที่มีเฉพาะโลหะนิกเกิลความเข้มข้น 200 และ 300 มก./ล. และใช้น้ำเสียสังเคราะห์ตัวแทนน้ำเสียจริง ที่มีโลหะนิกเกิลความเข้มข้น 200 และ 300 มก./ล. ขั้นตอนที่ 2 จะทำการหาพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการนำโลหะนิกเกิลกลับมาใช้ใหม่ในขั้นตอนการฟื้นอำนาจเรซิน (Regeneration) ของเรซินที่เป็นตัวแทนในการทดลองจากการทดลองขั้นตอนแรก โดยเปลี่ยนแปลงอัตราการล้างด้วยกรด 3, 4, 5 และ 6 ปริมาตรชั้นเรซินต่อชั่วโมง (BV./hr) ที่ความเข้มข้นของกรดที่ 3, 5, 7, 9 และ 12% โดยน้ำหนัก จากการทดลองขั้นแรกพบว่า เรซินชนิดพิเศษจะมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนนิกเกิลไอออน และประสิทธิภาพในการนำนิกเกิลกลับมาใช้ใหม่ได้ดีกว่าเรซินชนิดธรรมดา ทุกค่าความเข้มข้นของนิกเกิลในน้ำเสียสังเคราะห์ชนิดใดๆ เช่น น้ำเสียสังเคราะห์แทนน้ำเสียจริงที่ค่าความเข้มข้นนิกเกิล 300 มก./ล เรซินชนิดพิเศษ สามารถแลกเปลี่ยนนิกเกิลได้ ประมาณ 73,909 มก./ล. เรซินเทียบเท่าความจุรวม 2.51 eq.Ni²⁺/l.resin และช่วงการฟื้นอำนาจเรซินสามารถนำโลหะนิกเกิลกลับมาใช้ใหม่ที่อัตราการล้างกรด 4.5 BV/hr ความเข้มข้นกรด 3% โดยน้ำหนัก ได้นิกเกิล 72,772 มก.ต่อลิตรเรซิน คิดเป็นประสิทธิภาพการนำกลับมาใช้เมื่อล้างเรซินจนหมดเท่ากับ 98% ส่วนเรซินชนิดธรรมดาที่สภาวะเดียวกัน สามารถแลกเปลี่ยนนิกเกิลได้ประมาณ 66,553 มก./ล. เรซินเทียบเท่าความจุรวม 1.16 eq.Ni²⁺/l.resin และนำนิกเกิลกลับมาใช้ใหม่ได้ 52,274 มก./ล.เรซิน คิดเป็นประสิทธิภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่เมื่อล้างเรซินจนหมดเท่ากับ 78.5% ในการทดลองขั้นที่สองซึ่งใช้เรซินชนิดพิเศษทำการทดลองโดยใช้สภาวะที่เหมาะสมที่ค่าความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริก 9% โดยนน. อัตราการล้างด้วยกรดที่ 4.5 BV/hr ได้ปริมาณนิกเกิลรวม 80,800 มก./ล.เรซิน ได้ค่าความเข้มข้นรวมสูงสุดที่ 25,937 มก./ล. ที่ปริมาตรกรดล้าง 2.63 BV เทียบเท่าประสิทธิภาพในการนำนิกเกิลกลับเทียบกับปริมาณกรดที่ใช้ 45.2% การทดลองโดยประยุกต์ใช้น้ำเสียจริงจากโรงงานมาทำการทดลอง โดยใช้เรซินชนิดพิเศษโดยสามารถนำนิกเกิลกลับมาใช้ใหม่ที่ปริมาณ 58,065 มก.ต่อลิตรเรซิน ความเข้มขั้นรวมสูงสุดที่ 19,359 มก./ล.ปริมาตรกรดล้าง 2.25 BV