一句話結論: 六價鉻(Cr⁶⁺)在水中以鉻酸根 CrO₄²⁻、重鉻酸根 Cr₂O₇²⁻ 等陰離子存在,所以要用陰離子交換樹脂才抓得到——用陽離子樹脂完全無效。強鹼陰樹脂吸附鉻酸根後,以鹼/鹽再生可得到濃縮鉻液回收或還原處理;若是三價鉻(Cr³⁺,陽離子)則改用陽樹脂。選錯樹脂,鉻一點都去不掉。
「鉻」不是一種離子。它是六價還是三價、帶正電還是負電,決定你該用哪種樹脂。
為什麼六價鉻要用陰樹脂?
離子交換是「同電性才換」:陽樹脂換陽離子、陰樹脂換陰離子。
- 六價鉻:以鉻酸根 CrO₄²⁻、重鉻酸根 Cr₂O₇²⁻ 陰離子存在 → 要用陰離子交換樹脂。
- 三價鉻:以 Cr³⁺ 陽離子存在 → 要用陽離子交換樹脂。
所以遇到含鉻廢水,第一步是先搞清楚鉻的價態。離子交換通用原理見:離子交換再生完整指南。
強鹼陰樹脂吸附鉻酸根
以氯型(Cl 型)強鹼陰離子樹脂為例,樹脂上的 Cl⁻ 與水中的鉻酸根交換:
2 R-Cl + CrO₄²⁻ ⇌ R₂-CrO₄ + 2 Cl⁻(吸附鉻酸根)
出水的鉻被壓到很低,樹脂逐漸吸飽。
再生與回收
樹脂吸飽後,用 NaOH(或 NaOH+NaCl)再生,把鉻酸根洗出成濃縮鉻液:
R₂-CrO₄ + 2 NaOH ⇌ 2 R-OH + Na₂CrO₄(再生、得濃縮鉻)
這股濃縮鉻液可:
- 回收循環回鍍槽(鉻酸貴,值得回收),思路見:電鍍廢水重金屬回收;
- 或集中還原成三價鉻後沉澱/結晶處理。
再生劑的選擇與用量見:離子交換再生劑怎麼選。
和還原沉澱法怎麼搭?
| 路線 | 做法 | 適合 |
|---|---|---|
| 陰樹脂吸附 | 直接抓鉻酸陰離子,再生回收 | 低濃度、要回收鉻、精修到合規 |
| 還原沉澱 | 先把 Cr⁶⁺ 還原成 Cr³⁺ 再沉澱 | 高濃度、量大、求穩 |
實務常高濃度先還原沉澱減量、低濃度再用陰樹脂精修並回收。各種重金屬的整體選型見:重金屬廢水處理技術總覽。
常見問題 FAQ
Q1. 除六價鉻為什麼不能用陽離子樹脂? 六價鉻以鉻酸根、重鉻酸根等陰離子存在,陽離子樹脂只換陽離子,抓不到陰離子,所以必須用陰離子交換樹脂。
Q2. 三價鉻也用陰樹脂嗎? 不是。三價鉻是 Cr³⁺ 陽離子,要用陽離子交換樹脂;用陰樹脂無效。先確認鉻的價態再選樹脂。
Q3. 陰樹脂吸附的鉻能回收嗎? 可以。再生時用鹼把鉻酸根洗出成濃縮鉻液,可回鍍槽循環使用,或集中還原後處理。
Q4. 陰樹脂吸附和還原沉澱哪個好? 看濃度與目標:高濃度量大用還原沉澱減量,低濃度要回收與精修用陰樹脂,實務常兩者串聯。
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