氯化亞鐵在電鍍與六價鉻去除中的應用：工業廢水處理

電鍍和金屬表面加工行業的廢水是最具毒性的工業廢水之一，其中含有 Cr6+（六價鉻）、氰化物、鎳和其他重金屬。其中，Cr6+ 是最危險的汙染物，被世界衛生組織（WHO）和美國環境保護署（EPA）列為 I 類致癌物。FeCl2 是目前越南電鍍廢水處理中最有效且經濟的 Cr6+ 還原劑。

什麼是 Cr6+ 及其危險性？

鉻在廢水中主要以兩種氧化態存在：

• Cr³⁺（三價鉻）： 毒性較低，少量對葡萄糖代謝是必需的，在 pH 7–9 下易以 Cr(OH)₃ 綠色沉澱形式析出。
• Cr6⁺（六價鉻）： 劇毒，可導致肺癌、皮膚潰瘍、肝腎損傷和基因突變。完全溶於水，難以透過單純的物理方法去除。

電鍍工業中 Cr6+ 的來源：硬鉻電鍍槽（hard chrome plating）中 CrO3 濃度為 100–300 g/L；裝飾鉻電鍍槽（decorative chrome）中 CrO3 濃度為 200–400 g/L；鍍鋅和鍍鎳後的鈍化液（passivation）；鉻電鍍工序後的沖洗水。處理前沖洗水中的 Cr6+ 濃度通常為 50–500 mg/L。

QCVN 40:2025/BTNMT（取代QCVN 40:2011，自2025年9月1日起生效） — 工業廢水中 Cr6+ 的限值

根據越南國家工業廢水技術標準 QCVN 40:2025/BTNMT（取代QCVN 40:2011，自2025年9月1日起生效）：

• 列 A（排放至用於生活供水的水源）： Cr6+ ≤ 0.1 mg/L
• 列 B（排放至不用於生活供水的水源）： Cr6+ ≤ 0.1 mg/L
• 總鉻： 列 A ≤ 0.2 mg/L；列 B ≤ 1.0 mg/L

未經處理的電鍍廢水通常含有 50–500 mg/L 的 Cr6+，超出排放限值數百至數千倍。因此，根據《2020 年環境保護法》和《2022 年第 08/ND-CP 號法令》，所有電鍍企業必須安裝 Cr6+ 處理系統。違反 Cr6+ 排放標準可能面臨數億越南盾的罰款並被責令停產。

FeCl2 還原 Cr6+ 的機理

FeCl2 是一種強還原劑。Fe²⁺ 離子能夠在酸性環境中將 Cr6+（以 CrO4²⁻ 或 Cr2O7²⁻ 形式存在）還原為 Cr3+。

總反應方程式：

• 3FeCl2 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3FeSO4 + 2KCl + 4FeCl3 + 7H2O

離子簡化形式（鉻酸鹽）：

• Cr2O7²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H2O
• CrO4²⁻ + 3Fe²⁺ + 8H⁺ → Cr³⁺ + 3Fe³⁺ + 4H2O

根據方程式，Fe²⁺/Cr6+ 的摩爾比為 3:1。質量上：還原 1 mg Cr6+ 需要約 3.2 mg Fe²⁺，相當於約 8.5 mg 無水 FeCl2 或約 28 mg 30% FeCl2 溶液。在實際操作中，FeCl2 的投加量通常比理論值增加 20–30% 以確保 Cr6+ 完全還原。

瞭解更多關於 FeCl2 在工業廢水處理中的應用，請參閱 FeCl2 的 Fenton 反應 或 FeCl2 與 FeSO4 和 PAC 的比較。

FeCl2 還原 Cr6+ 的流程 — 2 個階段

階段 1：Cr6+ → Cr3+ 還原（還原池，pH < 3）

FeCl2 還原 Cr6+ → Cr3+ 的反應在 pH < 3 時效果最佳，最佳 pH 為 2.0–2.5。在此階段：

• 將含 Cr6+ 的電鍍廢水注入帶機械攪拌的反應池（還原池）
• 泵入 10–20% 的稀 H₂SO₄ 將 pH 降至 2.0–2.5（不使用 HCl，因為會增加 Cl⁻ 導致裝置腐蝕）
• 按計算量泵入 30–40% 的 FeCl2 溶液（實際投加量通常為 3.5–4 mol Fe/mol Cr）
• 連續攪拌 15–30 分鐘，直到使用二苯碳醯二肼測試 Cr6+ 結果為陰性

階段 2：Cr3+ 以 Cr(OH)₃ 形式沉澱（中和池，pH 8–9）

Cr6+ 完全還原為 Cr3+ 後，將廢水轉移至中和池，並使用 NaOH 或 Ca(OH)₂ 生石灰 將 pH 提高至 8–9：

• Cr3+ + 3OH⁻ → Cr(OH)₃↓（灰綠色沉澱）
• Fe3+ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓（紅棕色沉澱）

完全沉澱的最佳 pH：8.0–9.0。pH 低於 7：Cr3+ 未完全沉澱。pH 高於 10：Cr(OH)₃ 可能部分溶解為 CrO₂⁻（亞鉻酸鹽）。沉澱後，加入陰離子聚合物以增加絮凝體尺寸，沉澱 30–60 分鐘或透過壓濾機（filter press）分離 Cr(OH)₃ + Fe(OH)₃ 汙泥。

FeCl2 在電鍍技術中的應用

用作表面活化劑（Pickling）

在電鍍生產線中，FeCl2 用於酸洗液（pickling）中，以去除鋼材表面的氧化鐵層。稀 FeCl2 溶液（5–10%）在 pH 1–2 下能有效溶解 FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄，且對基材的侵蝕較小，減少氫脆（hydrogen embrittlement）現象 — 這是硬鉻電鍍中受力部件的嚴重問題。

控制鍍鎳槽中的雜質

在鍍鎳槽（Watts bath）中，Fe²⁺ 濃度 < 10 ppm 是重要的質量要求。FeCl2 有時用於精確控制槽中 Fe 離子濃度，以調節鍍鎳層的內應力。然而，此應用需要嚴格控制，在越南並不常見。

案例研究：平陽省電鍍廠

位於平陽省 Sóng Thần 工業園區的一家電鍍廠（日處理廢水 200 m³）已實施 FeCl2 處理 Cr6+ 的系統，結果如下：

• 進水引數： Cr6+ = 120–180 mg/L；pH = 2.8–3.5；總 Fe = 5 mg/L
• 實際 FeCl2 投加量： 450 mg/L（30% 溶液），pH 2.2 下反應 20 分鐘
• 處理後出水引數： Cr6+ < 0.05 mg/L；總 Cr < 0.1 mg/L；總 Fe < 0.5 mg/L
• 化學品成本： 約 8,500–11,000 越南盾/m³ 廢水（包括 H₂SO₄、FeCl2、NaOH 和聚合物）
• 監測結果： 連續 18 個月執行達到 QCVN 40:2025 （取代QCVN 40:2011，2025年9月1日起施行） 列 B 標準

Cr(OH)₃ + Fe(OH)₃ 汙泥透過壓濾機分離，含水率 < 70%，並與根據《2022 年第 02/TT-BTNMT 號通知》獲得許可的危險廢物處理單位簽訂合約。

操作 Cr6+ 還原系統時的注意事項

• 檢查 FeCl2 原料： FeCl2 部分氧化為 FeCl3 會降低其還原 Cr6+ 的能力。使用前應透過 Fe²⁺ 試紙檢測。
• 避免電鍍廢水長時間接觸空氣： 在低 pH 下，Cr6+ 會在輸送管道中氧化 Fe²⁺ 為 Fe³⁺。
• 控制溫度： 溫度 > 40°C 會加速反應，但也會加速 FeCl2 的氧化，需權衡。
• 安裝線上 Cr6+ 檢測系統： 基於二苯碳醯二肼法的光學感測器可自動控制 FeCl2 投加量。
• 需使用 H₂SO₄ 調節 pH： 使用 10–20% 的 工業 H₂SO₄ 將 pH 降至 2.0–2.5，不使用 HCl。

關於 FeCl2 還原 Cr6+ 的常見問題

為什麼使用 H₂SO₄ 而不是 HCl 來降低 pH？

HCl 會向廢水中引入 Cl⁻ 離子，增加不鏽鋼裝置的腐蝕性，並干擾 Cr6+ 的比色法分析。H₂SO₄ 沒有這些問題且價格更低。

如果 FeCl2 被氧化為 FeCl3，還能用於還原 Cr6+ 嗎？

無效。Fe³⁺ 沒有還原性，無法還原 Cr6+。使用前應透過 Fe²⁺ 試紙檢測 FeCl2。FeCl2 氧化的跡象：溶液由淺綠色變為棕黃色。

過濾後的 Cr(OH)₃ 汙泥是否屬於危險廢物？

是。電鍍廢水處理過程中產生的含 Cr(OH)₃ 和 Fe(OH)₃ 汙泥根據《2022 年第 02/TT-BTNMT 號通知》被歸類為危險廢物。需與獲得許可的危險廢物處理單位簽訂合約。

在祿天購買專用電鍍 FeCl2

祿天化工 提供濃度為 30–40% 的工業級 FeCl2，廣泛應用於胡志明市及周邊省份（如平陽省、同奈省、隆安省）的電鍍廠、電鍍和金屬表面處理企業。產品符合質量標準，Fe²⁺ 含量穩定，雜質低，適用於 Cr6+ 還原和 Fenton 處理。

• 30–40% FeCl2 溶液，30L 桶裝，1000L IBC 和化學專用槽車
• 每批貨物附有檢測報告（COA）
• 免費提供投加量計算和 Cr6+ 還原池設計技術支援
• 預計送達時間：胡志明市市區4小時內；南部及西南部工業區24–48小時；北部和中部2–3天。聯絡熱線 0979 891 929 瞭解送貨流程詳情。
• 價格具有競爭力，長期合約可享受折扣

立即聯絡我們獲取報價：
祿天化工
胡志明市平新區 Bình Trị Đông 坊 10 號省道 452/6B
熱線：0979 89 19 29
網站：hoachatlocthien.com

🛠️ 祿天化學技術支援與槽車採購專區 (Technical Support & Tanker Procurement)

• 化學品專用槽車直供： 氯化亞鐵 FeCl2 15–30%（原廠直營製造商）（5–30 公噸化學專用槽車直送廠區）
• 安全資料表下載： 下載 FeCl2 氯化亞鐵 SDS 安全資料表 (繁體版)（繁體中文 GHS 16 項標準規格）
• 工程試算工具： 在線廢水加藥量與成本計算器（支援 Fenton 反應、酸鹼中和與混凝沉澱試算）
• 採購諮詢與報價： 索取工業園區槽車合約報價單（技術諮詢熱線：0979 891 929｜官方郵箱：[email protected]）