CN101817607B - 一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法 - Google Patents

Abstract

一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法，涉及一种工业废液的处理。提供能替代现有的化学法、电渗析法、电解法、RO膜分离法、压滤法等工艺，可降低含镍的废水处理成本，提高镍的能源利用率，达到酸性化学镀镍废水零排放的一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法。将酸性化学镀镍废液注入酸性化学镀镍废液槽，在酸性化学镀镍废液槽中加入催化还原剂和镍金属提取载体，将酸性化学镀镍废液中的镍离子≥97％沉积在镍金属提取载体上；将直接提取镍后的酸性化学镍残液经过RO膜反渗透处理和热蒸发处理后，产生固体废渣，即完成在酸性化学镀镍废液中直接提取镍。

Description

一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法

技术领域

本发明涉及一种工业废液的处理，尤其是涉及一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法。

背景技术

化学镀镍是一种无外电源作用，靠化学镀镍液自身氧化还原反应在金属表面上沉积一层镍一磷合金镍镀层，酸性化学镀镍是以次亚磷酸钠为还原剂，化学镀镍的有效工作周期(寿命)，一般在可利用5～12周期左右(工作周期定义为以新配槽时的镍含量为计算单位，在生产中因镍消耗，补加一个计算单位量镍，即为一个周期)达到周期后，镀液中的次亚磷酸根随着周期的延长大量积累在镀液中，导致镀速由25μm/h降至2～5μm/h，镀液失去使用价值，便要废弃排放掉，在废弃液中还存有3～5g/L的镍，根据国家环保局制定含镍废液排放标准为＜1ppm。

当前对于含镍废水的处理主要有三种方式：化学法、电渗析法和RO膜分离法等。

化学法，将含镍废液(酸性镀镍)pH调至＞8，搅拌曝气，将产生的氨气通过抽风机经水塔帘处理，之后在碱性含镍化合物池中加絮剂和助凝剂搅拌，使之产生颗粒物质，再通过压滤机将其压滤，产生膏状的含镍污泥渣，然后将其掩埋，或烧成红砖。此方法不仅处理成本高，浪费大量的镍资源，而且会发生二次污染。

电渗析法，需投入相关的电力设备镀槽和电板等，处理运行过程时间长，电耗大，因成本过高，故应用较少。

RO膜分离法，目前，处理量为0.5T/h的设备需约30万元人民币，所处理的含镍废水浓度需≤100ppm，且分离处理量为总处理量的65％，其余35％含镍废水需二次处理，如通过化学法，电渗析法等。

公开号为CN201325915的发明专利申请公开一种含有络合物镀镍废液和镀镍漂洗废水的处理设备，包括至少一离子交换柱，其进口管路以及出口管路。进口管路用以向离子交换柱输入含有络合物的溶液，该进口管路上设有将溶液从一第一pH值调节到一第二pH值的第一pH值调节单元，其中该第二pH值小于等于3。至少一离子交换柱装有强酸性阳离子交换树脂，其输入该溶液进行离子交换，使溶液中镍离子被吸附到树脂上。出口管路从离子交换柱输出离子交换后的溶液，该出口管路上设有将溶液的pH值调节至一目标pH值的第二pH值调节单元。该发明利用在酸性条件下，镍离子的络合性最弱的特性，采用离子交换吸附镍离子的方式，以简单的方法解决了目前含有络合物的镀镍废液和镀镍漂洗废水难以处理的困境。

发明内容

本发明的目的是提供能替代现有的化学法、电渗析法、电解法、RO膜分离法、压滤法等工艺，可降低含镍的废水处理成本，提高镍的能源利用率，达到酸性化学镀镍废水零排放的一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法。

本发明包括以下步骤：

1)将酸性化学镀镍废液注入酸性化学镀镍废液槽，在酸性化学镀镍废液槽中加入催化还原剂和镍金属提取载体，将酸性化学镀镍废液中的镍离子≥97％沉积在镍金属提取载体上；

2)将经步骤1)直接提取镍后的酸性化学镍残液经过RO膜反渗透处理和热蒸发处理后，产生固体废渣，即完成在酸性化学镀镍废液中直接提取镍。

在步骤1)中，所述催化还原剂的加入量，按体积比，可为催化还原剂∶酸性化学镀镍废液＝(0.3～0.5)∶100，所述催化还原剂可包括丁二酸、氨基乙酸、次亚磷酸钠、硫脲、硫基苯骈噻唑、硫化硫酸钠、氢氧化铋和乳酸，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为丁二酸5～30g/L，氨基乙酸7～23g/L，次亚磷酸钠3～30g/L，硫脲0.01～0.5g/L，硫基苯骈噻唑0.03～0.7g/L，硫化硫酸钠0.02～0.1g/L，氢氧化鉍0.03～0.1g/L，乳酸5～30g/L，余为水；所述镍金属提取载体可采用40系列不锈钢或铁，所述镍金属提取载体的形状可为圆柱型、网状型、瓦楞型、圆珠型或片状型等；所述酸性化学镀镍废液的温度可为80～90℃，酸性化学镀镍废液的pH值可调节为4.4～5.2，所述调节可采用氨水将酸性化学镀镍废液的pH值调节为4.4～5.2。在酸性化学镀镍废液中，一般镍含量为3～5g/L，一般经过2～4h提取处理，酸性化学镀镍废液中的镍由3～5g/L降至≤0.1g/L，酸性化学镀镍废液槽中≥97％镍直接提取出来，沉积在金属载体上。

在经步骤1)直接提取镍后的酸性化学镍残液中，按质量百分比，剩余的镍离子和次亚磷酸根的含量≤0.9％。

在步骤2)中，所述RO膜反渗透处理可采用RO膜反渗透处理装置；热蒸发处理可采用热蒸发槽，RO膜反渗透处理和热蒸发处理的整个处理过程需6～8h即完成。经RO膜反渗透处理装置进行分离处理后，将酸性化学镍残液中残存的≤2％的镍和大量的次亚磷酸根以及乳酸根等，约65％的酸性化学镍残液达到排放及循环用水标准，将剩余的约35％的含镍及次亚磷酸钠根、乳酸根等酸性化学镍残液加入到热蒸发槽中，经2～3h处理后，35％的酸性化学镍残液中的水蒸发后，产生固体废渣；所述蒸发槽的槽体可采用不锈钢槽体，可用电加热器加热或蒸汽加热。

与现有的酸性化学镀镍废液的处理方法相比，本发明具有认下突出特点和技术效果。

本发明由于在酸性化学镀镍废液中直接加入催化还剂使已失去氧化还原反应能力的废弃老化镀液重新恢复更强的氧化还原功能，通过提取载体将镀液中的98％以上含镍离子直接提取出金属镍(含5％～7％磷)，其余1％～2％镍及废液中次亚磷酸根等有害杂质通过RO膜反渗透装置和蒸发槽处理回收。

在含镍废液中，次亚磷酸根的积累随着化学镀镍生产周期增加而累积增多，次亚磷酸根增多使化学镀镍液氧化还原反应沉积速度逐渐变慢，最后导致反应沉积速度由第一周的20um/h，甚至更低，一般在第8～10周期便放弃使用。由于化学镀镍槽中工作液的镍离子含量在4～6g/L，所以放弃使用时，镍离子含量一般在4g/L左右。本发明通过往废旧含镍的废液中加入催化还原剂，使废弃的化学镀镍液氧化还原反应得以恢复，同时将镀液的温度控制在80～90℃，pH值调至4.4～5.2，使废旧镀液中镍离子≥97％沉积在镍金属提取载体上。

由于本发明将镍金属提取载体加入到加热的蒸发槽中，废液中的镍由4.13g/L消耗至0.08g/L，剩余0.08g/L镍废水通过RO膜反渗透处理和热蒸发处理，98％的镍离子沉淀在镍金属提取载体上。由于载体金属应力与镍金属应力差距较大，因此能很容易将镍金属从负载金属剥离下来。本发明能替代现有的化学法、电渗析法、电解法、RO膜分离法、压滤法等工艺，可降低含镍的废水处理成本，提高镍的能源利用率，达到酸性化学镀镍废水零排放的目的。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步的说明。

实施例1

本发明包括以下步骤：

1)将酸性化学镀镍废液注入酸性化学镀镍废液槽，在酸性化学镀镍废液槽中加入催化还原剂和镍金属提取载体，将酸性化学镀镍废液中的镍离子≥97％沉积在镍金属提取载体上；

所述催化还原剂的加入量，按体积比，可为催化还原剂∶酸性化学镀镍废液＝0.3∶100，所述催化还原剂可包括丁二酸、氨基乙酸、次亚磷酸钠、硫脲、硫基苯骈噻唑、硫化硫酸钠、氢氧化铋和乳酸，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为丁二酸15g/L，氨基乙酸7g/L，次亚磷酸钠30g/L，硫脲0.03g/L，硫基苯骈噻唑0.03g/L，硫化硫酸钠0.05g/L，氢氧化鉍0.03g/L，乳酸5g/L，余为水；所述镍金属提取载体可采用40系列不锈钢，所述镍金属提取载体的形状为圆柱型或圆珠型；所述酸性化学镀镍废液的温度为80～85℃，采用氨水将酸性化学镀镍废液的pH值调节为4.8。在酸性化学镀镍废液中，一般镍含量为3～5g/L，一般经过2～4h提取处理，酸性化学镀镍废液中的镍由3～5g/L降至≤0.1g/L，酸性化学镀镍废液槽中≥97％镍直接提取出来，沉积在金属载体上。

在经步骤1)直接提取镍后的酸性化学镍残液中，按质量百分比，剩余的镍离子含量≤0.9％，次亚磷酸钠总量45％。

2)将经步骤1)直接提取镍后的酸性化学镍残液经过RO膜反渗透处理和热蒸发处理后，产生固体废渣，即完成在酸性化学镀镍废液中直接提取镍。

所述RO膜反渗透处理采用RO膜反渗透处理装置，例如台源水质净化科技(深圳)公司出厂的0.5T/H RO反渗透电镀废水处理系统；热蒸发处理可采用热蒸发槽，RO膜反渗透处理和热蒸发处理的整个处理过程需6～8h即完成。经RO膜反渗透处理装置进行分离处理后，将酸性化学镍残液中残存的≤2％的镍和大量的次亚磷酸根以及乳酸根等，约65％的酸性化学镍残液达到排放及循环用水标准，将剩余的约35％的含镍及次亚磷酸钠根、乳酸根等酸性化学镍残液加入到热蒸发槽中，经2～3h处理后，35％的酸性化学镍残液中的水蒸发后，产生固体废渣；所述蒸发槽的槽体可采用不锈钢槽体，可用电加热器加热或蒸汽加热。

此方法可从中提取出0.306kg金属镍磷合金。上述提取的0.396kg金属镍磷合金的市场售价约为31.68元，去掉处理成本11.6元，还有20元的经济效益收入，镍资源又得到了利用。如采用化学法处理，需处理成本50元左右(因含镍废渣需要掩埋，又有二次污染)，本方法设备投资为化学法处理设备价格的1/10左右，据相关资料报道，单深圳每年大约有30000吨化学镍废液，如采用此方法计算起来只是深圳化学镀镍行业就有6000000元经济效益。常规处理1吨酸性化学镀镍需500元左右而采用本方法处理只需150元。

实施例2

与实施例1类似，其区别在于在步骤1)中，所述催化还原剂的加入量，按体积比，可为催化还原剂∶酸性化学镀镍废液＝0.4∶100，所述催化还原剂可包括丁二酸、氨基乙酸、次亚磷酸钠、硫脲、硫基苯骈噻唑、硫化硫酸钠、氢氧化铋和乳酸，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为丁二酸30g/L，氨基乙酸15g/L，次亚磷酸钠3g/L，硫脲0.01g/L，硫基苯骈噻唑0.7g/L，硫化硫酸钠0.02g/L，氢氧化鉍0.01g/L，乳酸15g/L，余为水；所述镍金属提取载体可采用铁，所述镍金属提取载体的形状为网状型或瓦楞型；所述酸性化学镀镍废液的温度为85～90℃，采用氨水将酸性化学镀镍废液的pH值调节为4.4。

实施例3

与实施例1类似，其区别在于在步骤1)中，所述催化还原剂的加入量，按体积比，可为催化还原剂∶酸性化学镀镍废液＝0.5∶100，所述催化还原剂可包括丁二酸、氨基乙酸、次亚磷酸钠、硫脲、硫基苯骈噻唑、硫化硫酸钠、氢氧化铋和乳酸，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为丁二酸5g/L，氨基乙酸23g/L，次亚磷酸钠15g/L，硫脲0.5g/L，硫基苯骈噻唑0.3g/L，硫化硫酸钠0.1g/L，氢氧化鉍0.05g/L，乳酸30g/L，余为水；所述镍金属提取载体的形状为片状型；所述酸性化学镀镍废液的温度为85～87℃，采用氨水将酸性化学镀镍废液的pH值调节为5.2。

Claims (4)

1.一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将酸性化学镀镍废液注入酸性化学镀镍废液槽，在酸性化学镀镍废液槽中加入催化还原剂和镍金属提取载体，将酸性化学镀镍废液中的大于等于97％的镍离子沉积在镍金属提取载体上；

所述催化还原剂的加入量，按体积比，为催化还原剂∶酸性化学镀镍废液＝(0.3～0.5)∶100；

所述催化还原剂包括丁二酸、氨基乙酸、次亚磷酸钠、硫脲、硫基苯骈噻唑、硫代硫酸钠、氢氧化铋和乳酸，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度为丁二酸5～30g/L，氨基乙酸7～23g/L，次亚磷酸钠3～30g/L，硫脲0.01～0.5g/L，硫基苯骈噻唑0.03～0.7g/L，硫代硫酸钠0.02～0.1g/L，氢氧化鉍0.03～0.1g/L，乳酸5～30g/L，余为水；

所述镍金属提取载体为40系列不锈钢或铁；

所述镍金属提取载体的形状为圆柱型、网状型、瓦楞型、圆珠型或片状型；

所述酸性化学镀镍废液的温度为80～90℃，酸性化学镀镍废液的pH值调节为4.4～5.2；

2)将经步骤1)直接提取镍后的酸性化学镍残液经过RO膜反渗透处理和热蒸发处理后，产生固体废渣，即完成在酸性化学镀镍废液中直接提取镍。

2.如权利要求1所述的一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法，其特征在于，所述调节采用氨水调节。

3.如权利要求1所述的一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法，其特征在于在步骤2)中，所述RO膜反渗透处理采用RO膜反渗透处理装置。

4.如权利要求1所述的一种在酸性化学镀镍废液中直接提取镍的方法，其特征在于在步骤2)中，热蒸发处理采用热蒸发槽。