Var kommer nickel ifrån?
Ren nickel (Ni) är en silvrig vit metall som sällan finns som en ren metall i jordskorpan eftersom den kommer att oxidera när den kommer i kontakt med syre. Rent nickel finns i inre delar av större nickel-järnmeteoriter som inte utsattes för syre utanför jordens atmosfär eller i ultramafiska bergarter.
Nickel bryts huvudsakligen från två grupper av malmfyndigheter. Den första gruppen malmavlagringar är lateriterna såsom limonit (Fe, Ni) O (OH), en nickelbaserad blandning eller garnierit, en blandning av olika nickelrika silikater och vattenhaltigt nickel. Den andra gruppen är sulfidmalmer där det huvudsakliga malmmineralet är pentlandit [(FeNi) 9S8].
Tabell 1: Vanliga nickelmalmer
|
Lateriter |
Sulfidmalmer |
|
|
Limonit |
Garnierit |
Pentlandit |
 |
 |
 |
Nickelmetall reagerar inte med luftens syre under omgivande förhållanden. Nickelmetall används främst för produktion av rostfritt stål och nickellegeringar. Den vanligaste nickelkatjonen är Ni 2+, men andra oxidationstillstånd för nickel såsom Ni³+, Ni 4+ produceras också för olika tillämpningar.
I vilken form finns nickel i grundvatten?
Pourbaix- eller potential / pH-diagrammet i figur 1 av nickel visar nickelspeciet i vatten. Området mellan de orange prickade linjerna representerar stabilitetszonen för vatten. Diagrammet visar att nickelspeciet i vatten domineras av dess katjoniska elementära Ni²-form.
Figur 1 Diagram Pourbaix eller potential / pH för nickelspecier
Nickelkoncentrationen (Ni²?) i naturligt vatten är vanligtvis under 20 ppb (µg / l), men ett förorenat område kan innehålla grundvatten med en koncentration som överskrider Världshälsoorganisationens (WHO) riktlinje på 70 ppm (µg / l).
Hur avlägsnas nickel från grundvattnet?
Den katjoniska elementära formen av nickel (Ni 2+) kan effektivt fångas upp och avlägsnas från grundvatten med användning av ett selektivt kelateringsharts med en svag syrakatjon med en imino di-karboxylsyra grupp, såsom Resinex™ CH-23.
Figur 2: Ett selektivt kelatiskt resin med en imino di-karboxylsyra grupp
Den genomsnittliga borttagningskapaciteten för katjoniskt nickel (Ni 2+) för Resinex™ CH-23 är 20 g Ni 2+ per liter resin men beror på vattnets sammansättning. Ofta innehåller vattnet andra katjoner som kommer att bidra till filterbäddens mättnad; därför rekommenderas det alltid att du kontaktar våra tekniska experter för design av ett borttagningssystem för tungmetaller eftersom andra metallerjoner också påverkar den uppskattade förbrukningen.
Resinex™ CH-23 är ett kelatiskt resin som också effektivt avlägsnar andra tungmetallkatjoner såsom kadmium (Cd²+), koppar (Cu²+), bly (Pb²+), vanadium (Va²+) och zink (Zn²+) i deras elementära katjoniska form.
Rekommenderade driftsförhållanden för borttagning av nickel (Ni²?)
Valet av driftsförhållanden för ett nickelborttagningssystem beror på:
- Minsta kontakttid som applikationen kräver
- Andra katjoniska specier i vattnet
- Önskad filter livslängd
- Driftsförhållanden (kontinuerligt, diskontinuerligt)
Ett AquaFlow™ filter kan användas för avlägsnande av nickel (Ni²?) vid en kontakttid på minst sex minuter, men vanligtvis används två AquaFlow™ i serie, med en typisk flödeshastighet per filter om : 10-20BV / h.
Hur man beräknar borttagning av nickel (Ni²?) från grundvatten
Anta ett förorenat grundvatten med 0,3mg/l nickel (Ni²?) som måste renas med följande egenskaper:
- Genomsnittligt flöde på 30 m³ / h
- Kontinuerlig drift 24/7
Den årliga nickelkapaciteten (Ni²+) beräknas sedan enligt följande:
- Nickel koncentration: 0.3mg/l = 0.3g/m³
- Årligen med nickel (Ni²+ volym) förorenad grundvattenvolym: 30 m³ / h x 8 600 hpa = 258 000 m³
- Den årliga kapaciteten för nickel (Ni²?): 3g / m³ x 258.000 m³ = 77.400 g = 77.4 kg Ni²+
Detta ger en genomsnittlig kapacitet på 20 kg Ni² / m³ Resinex™ CH-23 en förbrukning på cirka 4 m³ per år. Ett AquaFlow™ – mobila filter kan väljas från för att erhålla önskad bytesfrekvens.
Det rekommenderas alltid att du kontaktar vår tekniska expert för design av ett system för borttagning av tungmetaller eftersom andra metalljoner kan störa den beräknade förbrukningen.