CN101648758A - 电镀退挂水处理及镍铜回收工艺 - Google Patents
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Abstract
电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，(1)电镀退挂水用清水调节后，加入碳酸钠溶液调节pH至6.0～7.0，静置后生成CuCO3沉淀；(2)上清液再加碳酸钠溶液调节pH至8.0～9.0，生成NiCO3沉淀；(3)对沉淀进行泥水分离，通过镍铜回收装置，得到含Cu或含Ni的重金属或重金属盐；(4)泥水分离出的上清液作为清水回用于步骤(1)，或经深度处理达标排放，或进入集水池回用于生产。
Description
技术领域
本发明属于环保及化工技术领域，涉及电镀退挂废水处理及资源回收工艺，具体是将电镀退挂水处理达标并回收废水中镍铜等重金属离子的工艺。
背景技术
电镀作为一种表面精饰工艺，已成为机械、电子、仪器、仪表、轻工、航空等诸多行业和领域中提升产品质量档次的一种不可缺少的重要手段。但是电镀行业污染严重，资源再利用率不高，尤其是其酸性退挂水中重金属浓度高，处理不当会严重污染环境。
本专利提及的电镀退挂水为镀铜、镀镍挂具的退镀废液，退镀液采取的溶液是硝酸∶水＝1∶3的溶液，退镀废液中硝酸型铜镍含量较高，锌、铬的含量相对较低。表1为其水质指标。所述电镀退挂水pH值＜3.0，每升水中含铜5.0×102～5.0×104毫克，镍3.0×1024.4×104毫克。
针对电镀废水中的污染物，目前的处理方法如下：
(1)铜离子的处理
含铜废液的回收处理方法(CN1062333A)，是将使用后的酸、碱性含铜废液经由一次中和、离心过滤、再次中和结晶以及筛滤与脱水等程序而制得有较高品质硫酸铜的一种方法。
铜的回收方法(CN1196096A)，是从含铜的有用成分的氨水溶液中回收铜的改进方法，其中采用溶于与水不相溶的有机溶剂中的二酮铜萃取剂构成的有机相萃取氨水溶液中的有用成分，改进之处在于从该有机萃取相中反萃该铜，其中反萃的改进之处在于将催化量的羟基芳基肟掺入或加于该二酮萃取剂相中。还提供了改进的萃取剂组合物，它由二酮铜萃取剂和催化量的羟基芳基肟如壬基或十二烷水杨醛肟的混合物组成。
(2)镍离子的处理
一种从酸性镀镍废水中回收镍的方法(CN 101139659A)，使从电镀漂洗槽中流出的废水通过至少一个离子交换器进行离子交换以从中回收镍，该方法还包括：以一种pH传感器检测所述离子交换器的进口管道中的废水pH；比较该废水pH值与一临界pH值；以及根据该比较结果，控制一补水机构对所述漂洗槽补水。本发明为离子交换提供合适的pH条件，避免酸性物质对镍离子吸附的干扰，保证吸附效率并提高回用水质。
(3)镍、铜等离子的处理
铜镍金属混合物的铜镍回收工艺(CN 1354266A)阐述了一种在废料中回收镍、铜的工艺。该发明是先将铜镍金属混合物酸化结晶，然后水解，加入氢氧化镍，调节pH值分离出硫酸镍，再调节pH值分离出硫酸铜，并将硫酸镍和硫酸铜溶液分别提纯结晶。
电镀废水的综合处理方法(CN 86100778A)是将铁屑用酸溶解在废水里，然后将废水中的重金属得到充分氧化并与铁氧体吸附共沉。从而使电镀废水达到工业排放标准，并且将渣制成哈巴粉向市场销售。该发明通过电解氧化、吸附沉淀得到金属沉淀混合物，但该法没有分离重金属离子，没有实现最大回收价值。
发明内容
本发明针对镀铜、镀镍挂具的退镀废液中铜镍含量较高，锌含量相对较低，同时只含少量铬的特点，提出一整套低成本、易控制、高效的镍铜回收及废水处理达标排放的工艺。
本发明的电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，所述电镀退挂水pH值＜3.0，每升水中含铜5.0×102～5.0×104毫克，镍3.0×102～4.4×104毫克；工艺为以下步骤：
(1)电镀退挂水中加入0.2～5体积倍的清水后泵入反应池一，充分搅拌后，加入碳酸钠溶液，搅拌1小时，调节pH至6.0～7.0；
(2)反应池一的废水泵入沉淀池一，静置30分钟，生成CuCO3沉淀，将CuCO3沉淀打入污泥池一；
(3)沉淀池一上清液流入反应池二，投加碳酸钠溶液，通入空气均匀搅拌1小时，调节pH至8.0～9.0；
(4)pH至8.0-9.0的废水经泵提升至沉淀池二，静置30分钟，生成NiCO3沉淀，将NiCO3沉淀打入污泥池二；
(5)使用压滤机一和压滤机二分别对污泥池一和污泥池二的沉淀进行泥水分离，通过镍铜回收装置，得到含Cu或含Ni的重金属或重金属盐；
(6)泥水分离出的上清液作为清水回用于步骤(1)，或压滤机一的出水通过反应池二的操作后进入沉淀池二；沉淀池二的出水和压滤机二的出水经深度处理后，达标排放，或进入集水池回用于生产。
也可以将压滤机二的出水用于中和电镀退挂水的酸性。
以上步骤(1)和步骤(3)中，所述搅拌的方式为机械搅拌、气泵搅拌或高压空气搅拌。
以上步骤(5)所述的镍铜回收装置采用的工艺为电解法、焦炭还原法或高温灼烧法。
以上步骤(6)所述深度处理为离子交换法，所述离子交换法使用的交换树脂为阳离子交换树脂、螯合树脂、大孔树脂、氧化还原树脂或萃淋树脂。
本发明方案进一步叙述如下：
以上步骤(1)中，电镀退挂水与清水按体积比为1∶0.2-5的比例混合，便于操作减少共沉淀。
以上步骤(6)中，压滤机二出水为弱碱性，部分回用于下一批次的生产，用于中和电镀退挂水的酸性，部分作为废水进到下一处理工序，这样节省了碱的用量同时也减轻可后续处理的难度。
本发明所述步骤(1)中，搅拌方式可为机械搅拌、气泵搅拌和高压空气搅拌中的一种或多种。
本发明所述步骤(1)中，一级沉淀pH到6.0～7.0。
本发明所述步骤(3)中，二级沉淀pH到8.0～9.0。
本发明所述步骤(5)中，镍铜回收装置采用工艺为电解法(电解回收产物为金属单质)、焦炭还原法(还原产物为金属单质)或高温灼烧法(产物为金属氧化物)。
本发明所述步骤(6)中，深度处理使用离子交换法，其中离子交换法使用的交换树脂为阳离子交换树脂、螯合树脂、大孔树脂、氧化还原树脂或萃淋树脂。
除以上方案以外，本发明还包括如下技术特点：
1、pH自动控制器：在pH调节池中，通过出水pH的反馈，通过出水pH的反馈信号，基于PLC系统，实现自动控制。
2、液位控制器：集水池、反应池、沉淀池内设液位控制器自动控制水泵启动，当水位达到设定水位时，泵自动打开；当水位降到设定水位时，泵自动关停。
本发明的优点：
1、废水经过本工艺处理之后，达到了《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)，可以直接用于道路清扫、绿化、车辆冲洗等以及回用到电镀工序中。
2、镍、铜具有很高的回收价值。
3、本发明为低成本、易控制、高效的镍铜回收及废水处理达标排放的工艺，不仅适用于电镀退挂废水的处理，也适用于含镍、铜污泥溶解后的废水。
附图说明
图1为本发明处理废水的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明进一步详细说明，但不作为对本发明涉及的技术方案的限制。
实施例1
某年回收处理1000m3电镀退挂水项目，其水质状况见表1。
表1水质参数 (单位：mg/L，pH除外)
| pH值 | 铜 | 镍 | 锌 | 总铬 |
| ＜1.0 | 1.72×104 | 3.4×104 | 80 | 12 |
利用本发明工艺及设备进行废水处理的工艺流程如下：
(1)在电镀退挂水中加入0.5体积倍的清水后，将其由泵打入反应池一，气泵搅拌10分钟，加入碳酸钠溶液，同时气泵搅拌均匀约1小时，调节pH至6.0左右。
(2)反应池废水经泵提升至沉淀池一，静置30分钟，生成CuCO3沉淀，Cu的去除率95～98％，将生成的沉淀打入污泥池一。
(3)沉淀池一上清液自流入反应池二，接着再加碳酸钠溶液，空气搅拌均匀约1小时，调节pH至8.5-9.0。
(4)反应池废水经泵提升至沉淀池一，静置30分钟，生成NiCO3沉淀，Ni的去除率93～95％，将生成的沉淀打入污泥池二。
(5)将含铜、镍污泥分别排放至不同的污泥贮存池(含铜污泥接入污泥池一、含镍污泥接入污泥池二)，通过不同的脱水系统进行泥水分离，通过电解回收装置回收，回收率达90～99％；污泥贮存池一、二的上清液和部分压滤机二出水自流进入反应池一，压滤机一的水进入到反应池二。
(6)沉淀池二的水自流经深度处理装置处理后，镍铜处理效率94～99.8％，处理达标后的水50％回用于生产用水，其余外排。
实施例2
某不锈钢部件加工废水产生量2400m3/d，其水质状况见表2。
表2水质参数 (单位：mg/L，pH除外)
| pH值 | 铜 | 镍 | 锌 | 总铬 |
| ＜1.0 | 1.72×103 | 1.5×103 | 92 | 28 |
利用本发明工艺及设备进行废水处理的工艺流程如下：
(1)电镀退挂水与清水按体积比为1∶4倍的比例由泵打入反应池一，气泵搅拌10分钟，加入碳酸钠溶液，同时气泵搅拌均匀约1小时，调节pH至6.5左右。
(2)反应池废水经泵提升至沉淀池一，静置30分钟，生成CuCO3沉淀，Cu的去除率96～99％，将生成的沉淀打入污泥池一。
(3)沉淀池一上清液自流入反应池二，接着再加碳酸钠溶液，空气搅拌均匀约1小时，调节pH至8.0～9.0。
(4)反应池废水经泵提升至沉淀池一，静置30分钟，生成NiCO3沉淀，Ni的去除率95～97％，将生成的沉淀打入污泥池二。
(5)将含铜、镍污泥分别排放至不同的污泥贮存池(含铜污泥接入污泥池一、含镍污泥接入污泥池二)，通过不同的脱水系统进行泥水分离，通过电解回收装置回收，回收率达90～99％；污泥贮存池一、二的上清液和部分压滤机二出水自流进入反应池一，压滤机一的水进入到反应池二。
(6)沉淀池二的水自流经深度处理装置处理后，镍铜处理效率95.5～99.8％，处理达标后的水80％回用于生产用水，其余外排。
Claims (5)
1、电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，所述电镀退挂水其pH值＜3.0，每升水中含铜5.0×102～5.0×104毫克，镍3.0×102～4.4×104毫克；其特征在于以下步骤：
(1)电镀退挂水与清水按体积比为1∶0.2～5的比例泵入反应池一，充分搅拌后，加入碳酸钠溶液，搅拌1小时，调节pH至6.0～7.0；
(2)反应池一的废水泵入沉淀池一，静置30分钟，生成CuCO3沉淀，将CuCO3沉淀打入污泥池一；
(3)沉淀池一上清液流入反应池二，投加碳酸钠溶液，通入空气均匀搅拌1小时，调节pH至8.0～9.0；
(4)pH至8.0-9.0的废水经泵提升至沉淀池二，静置30分钟，生成NiCO3沉淀，将NiCO3沉淀打入污泥池二；
(5)使用压滤机一和压滤机二分别对污泥池一和污泥池二的沉淀进行泥水分离，通过镍铜回收装置，得到含Cu或含Ni的重金属或重金属盐；
(6)泥水分离出的上清液作为清水回用于步骤(1)，或压滤机一的出水通过反应池二的操作后进入沉淀池二；沉淀池二的出水和压滤机二的出水经深度处理后，达标排放，或进入集水池回用于生产。
2、如权利要求1所述电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，其特征在于：将压滤机二的出水用于中和电镀退挂水的酸性。
3、如权利要求1所述电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)中，所述搅拌的方式为机械搅拌、气泵搅拌或高压空气搅拌。
4、如权利要求1所述电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，其特征在于：步骤(5)所述的镍铜回收装置采用的工艺为电解法、焦炭还原法或高温灼烧法。
5、如权利要求1所述电镀退挂水处理及镍铜回收工艺，其特征在于：步骤(6)所述深度处理为离子交换法，所述离子交换法使用的交换树脂为阳离子交换树脂、螯合树脂、大孔树脂、氧化还原树脂或萃淋树脂。
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