电镀集控废水回收镍的方法
技术领域
本发明涉及一种废水中回收镍的方法,特别是指一种电镀集控废水回收镍的方法。
背景技术
电镀集控区是一种新型电镀生产组织模式,采用“集中生产、集中管理、集中治理、集中监控”的产业集控区模式。创建电镀集控区可以实现废水集中处理市场化运行,确保入区电镀企业污染物达标排放,以最大程度减少对周围环境的影响。但是电镀集控区涉及的企业多、镀种多,电镀废水处理起来十分复杂。而现有的多数污水处理技术所针对的污水都具有来源较为单一的特点,对电镀集控区的废水进行处理时则效果不是很明显,常出现处理效果不达标的情况。
现有的集控区对电镀废水处理工艺主要为加碱沉淀,较少使用的还有槽边回收法和槽边膜法等。碱沉淀法是通过加入氢氧化钠调节PH至9以上,Ni2+(镍离子)与OH-反应生成Ni(OH)2沉淀,该方法产生污泥仍属于污染物,需要外运处理,同时由于厂家混排原因(集控区模式更易产生)不能保证出水达标,通常会增加添加硫化物或重金属捕捉剂等工艺作进一步处理。这样的废水处理方式,处理方式复杂,且处理成本高,污水处理效果不尽理想,金属资源难以回收利用而造成资源浪费。槽边树脂回收同样是采用树脂,但设备较小型,树脂回收效果易受设备及人员操作限制。槽边膜法回收由于出水及浓缩液浓度均不如树脂回收,使用更少。
发明内容
本发明提供一种电镀集控废水回收镍的方法,以克服现有的集控区废水金属镍回收技术存在的处理方式复杂,污泥需要二次处理,处理成本高,回收效果不尽理想造成资源浪费等问题。
本发明采用如下技术方案:
电镀集控废水回收镍的方法,它包括依次进行的下述步骤:
a.收集:收集含镍废水,均质;
b.过滤:废水进入过滤器过滤,除去颗粒杂质;
c.吸附:步骤b的滤液经过装填有镍高选择性树脂的吸附装置,使大部分镍离子被吸附在镍高选择性树脂上;
d.再生:用酸性液体将吸附在镍高选择性树脂上的镍离子洗下得到再生液;
e.除杂:对再生液依次进行氧化沉淀、树脂吸附处理,使得再生液中主要含有的杂质铁、铜、锌、铬的含量分别在10mg/L以下;氧化沉淀处理是依次往再生液中加入氧化剂、沉淀剂;树脂吸附处理采用阴离子交换树脂和铜高选择性树脂;
f.电解:对经除杂的再生液进行电解,电解采用镀铑钛板为阳极,钛板为阴极,电流密度150~300A/m2;电解获得镍板。
更近一步地:
步骤c中上述滤液经调节PH至2~6后再进入上述吸附装置,滤液优选调节PH至3。
步骤c中上述吸附装置由两个树脂柱串联组成,即第一个树脂柱的出液端与第二个树脂柱的进液端相连通,两个树脂柱分别装填5m3的上述镍高选择性树脂。滤液进入该树脂柱的流量为40m3/h。
上述镍高选择性树脂为杜笙CH-90树脂或者蓝晓LSC-100树脂。
上述吸附装置的出水经调节PH为PH=6~9后可直接排放或着用于镀镍、镀铬的镀件第一道水洗工序的清洗,镀件之后的水洗工序仍采用自来水或RO产水。
步骤b中上述过滤器为多介质过滤器。
步骤d中上述酸性液体为10%盐酸,若废水中锌含量很低的情况下可用10%硫酸替代盐酸。
步骤e中,上述氧化剂为双氧水,上述沉淀剂为碳酸盐或者氢氧化物,优选碳酸钠或者氢氧化钠,加入氧化剂和沉淀剂之间的时间间隔为15~20分钟,加入沉淀剂调节再生液的PH为3.5~5,碳酸盐既是沉淀剂也是PH调节剂。
步骤f电解时,电解液的温度为55~60℃,电解液PH为2~4。
步骤f中上述电解为板式电解,上述钛板厚度为1.5~2.5mm,上述镀铑钛板厚度为1.5~2.5mm;可以多个阳极和阴极交替排布设置,相邻两个阳极或者相邻两个阴极之间的间距为80~110mm,优选100mm,再生液进入电解槽的流量为3~10m3/h。步骤f中上述电解也可采用旋流电解方式进行电解。
步骤f电解残余液回流至步骤a中的含镍废水中。
由上述对本发明的描述可知,和现有技术相比,本发明具有如下优点:本发明着重解决了严重影响镍电解的杂质去除问题,通过多方法试验,同时考虑成本以及不同工艺分离杂质时同时会对镍离子也有去除,选择3道工序可以保证杂质离子去除,同时镍离子损失小,成本低;另外,本发明通过次数繁多的树脂选择试验,采用杜笙CH-90树脂可较为理想地吸附废水中的镍离子,进而得到较高浓度的含镍的再生液,有利于降低下一步电解的电解成本;此外,本发明还通过选择适当的阳极和阴极及残留液回收方法,提高了镍离子的电解率,提高了镍的回收率,既保证了电解残留液中镍的达标排放,又可以获得更多的成品镍板;本发明的镍回收方法操作简单,镍离子经过树脂的吸附选择后可以达标排放标准;本发明的镍回收方法不产生污泥,很好地保护了环境,且处理成本得到了有效地降低。
附图说明
图1为本发明的镍回收方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
实施方式一
对含镍废水含镍0.5g/L、PH5~6、水温20-30度、吸附流量10BV/H的废水进行处理:
参照图1,电镀集控废水回收镍的方法,它包括依次进行的下述步骤:
a.收集:收集含镍废水,均质;
b.过滤:废水进入多介质过滤器进行过滤处理,除去固体颗粒杂质;
c.吸附:步骤b的滤液调节PH至3后经过装填有镍高选择性树脂的吸附装置,使大部分镍离子被吸附在镍高选择性树脂上;吸附装置由两个树脂柱串联组成,即第一个树脂柱的出液端与第二个树脂柱的进液端相连通,两个树脂柱分别装填有5m3的上述镍高选择性树脂;滤液进入该树脂柱的流量为40m3/h;镍高选择性树脂为杜笙CH-90树脂,杜笙CH-90树脂是一款具有iminodiacetic(亚氨基二乙酸)官能基及非常耐久型的巨孔状的选择性螯合型离子交换树脂;吸附装置的出水经调节PH为PH=6~9后可直接排放或着用于镀镍、镀铬的镀件的清洗;
d.再生:用10%盐酸将吸附在镍高选择性树脂上的镍离子洗下得到再生液,再生液中镍离子浓度约为20g/L;树脂吸附解析数据见表1。
表1 树脂出水PH及镍含量表
|
尾柱出水PH |
首柱出水镍含量mg/L |
尾柱出水镍含量mg/L |
第一天 |
3.0 |
0.428 |
0.193 |
第二天 |
3.5 |
0.13 |
0.04 |
第三天 |
2.7 |
31.15 |
0.08 |
e.除杂:再生液中含铁0.26g/L,铬0.048g/L,铜0.33g/L,锌7.2g/L,对再生液依次进行氧化沉淀、树脂吸附处理;氧化沉淀处理是依次往再生液中加入氧化剂、沉淀剂,该氧化剂为双氧水,该沉淀剂为碳酸钠,氧化剂和沉淀剂之间的加入时间间隔为15分钟,加入沉淀剂调节再生液的PH为3.5~4,该碳酸钠既是沉淀剂也是PH调节剂(碳酸钠溶液呈碱性);树脂吸附处理采用阴离子交换树脂和铜高选择性树脂,铜高选择性树脂为Amberlite IRC-747树脂;经氧化沉淀后铁、总铬含量分别降至0.2mg/L与0.5mg/L,经过阴离子交换树脂后锌含量降至6.2 mg/L,最后经过铜高选择性树脂后铜含量降至4.4mg/L;
f.电解:对经除杂的再生液泵入电解槽中进行电解,电解采用镀铑钛板为阳极,钛板为阴极,电流密度250A/m2,电解液的温度为60℃,电解液PH为3,电解28小时;电解采用为板式电解,上述钛板厚度为2.0mm,上述镀铑钛板厚度为2.0mm;可以多个阳极和阴极交替排布设置,相邻两个阳极或者相邻两个阴极之间的间距为100mm,再生液进入电解槽的流量为5m3/h;电解可获得纯度99%的镍板592g,电解残余液回流至步骤a中的含镍废水中。电解过程中镍浓度变化见表2。
表2 电解过程镍含量表
电解时间 |
电解液体积L |
镍含量g/L |
电解前 |
33 |
20.6 |
电解3小时 |
33 |
18.4 |
电解9小时 |
33 |
13 |
电解17小时 |
33 |
6.8 |
电解28小时 |
33 |
2.3 |
实施方式二
电镀集控废水回收镍的方法,它包括依次进行的下述步骤:
a.收集:收集含镍废水,均质;
b.过滤:废水进入多介质过滤器进行过滤处理,除去固体颗粒杂质;
c.吸附:步骤b的滤液调节PH至3后经过装填有蓝晓LSC-100(胺基羧酸)树脂的树脂柱,使大部分镍离子被吸附在蓝晓LSC-100树脂上;树脂柱的出水经调节PH为PH=6~9后可直接排放或着用于镀镍、镀铬的镀件的清洗;
d.再生:用10%盐酸将吸附在蓝晓LSC-100树脂上的镍离子洗下得到再生液,再生液中镍离子浓度约为20g/L;
e.除杂:对再生液依次进行氧化沉淀、树脂吸附处理,使得再生液中主要含有的杂质铁、铜、锌、铬的含量分别在10mg/L以下;氧化沉淀处理是依次往再生液中加入氧化剂、沉淀剂,该氧化剂为双氧水,该沉淀剂为氢氧化钠,氧化剂和沉淀剂之间的加入时间间隔为20分钟,加入沉淀剂调节再生液的PH为4~4.5;树脂吸附处理采用阴离子交换树脂和铜高选择性树脂,铜高选择性树脂为Amberlite IRC-747树脂;
f.电解:对经除杂的再生液泵入电解槽中进行电解,电解采用镀铑钛板为阳极,钛板为阴极,电流密度150A/m2,电解液的温度为55℃,电解液PH为4,电解30小时;电解采用为板式电解,上述钛板厚度为1.5mm,上述镀铑钛板厚度为1.5mm;可以多个阳极和阴极交替排布设置,相邻两个阳极或者相邻两个阴极之间的间距为80mm,再生液进入电解槽的流量为3m3/h;电解可获得纯度99%左右的镍板,电解残余液回流至步骤a中的含镍废水中。
实施方式三
电镀集控废水回收镍的方法,它包括依次进行的下述步骤:
a.收集:收集含镍废水,均质;
b.过滤:废水进入多介质过滤器进行过滤处理,除去固体颗粒杂质;
c.吸附:步骤b的滤液调节PH至3后经过装填有杜笙CH-90树脂的树脂柱,使大部分镍离子被吸附在杜笙CH-90树脂上;滤液进入该树脂柱的流量为40m3/h;树脂柱的出水经调节PH为PH=6~9后可直接排放或着用于镀镍、镀铬的镀件的清洗;
d.再生:用10%盐酸将吸附在杜笙CH-90树脂上的镍离子洗下得到再生液,再生液中镍离子浓度约为20g/L;
e.除杂:对再生液依次进行氧化沉淀、树脂吸附处理,使得再生液中主要含有的杂质铁、铜、锌、铬的含量分别在10mg/L以下;氧化沉淀处理是依次往再生液中加入氧化剂、沉淀剂,该氧化剂为双氧水,该沉淀剂为碳酸钙,氧化剂和沉淀剂之间的加入时间间隔为17分钟,加入沉淀剂调节再生液的PH为3.5~4;树脂吸附处理采用阴离子交换树脂和铜高选择性树脂,铜高选择性树脂为Amberlite IRC-747树脂;
f.电解:对经除杂的再生液泵入电解槽中进行电解,电解采用镀铑钛板为阳极,钛板为阴极,电流密度300A/m2,电解液的温度为57℃,电解液PH为2,电解24小时;电解采用为板式电解,上述钛板厚度为2.5mm,上述镀铑钛板厚度为2.5mm;可以多个阳极和阴极交替排布设置,相邻两个阳极或者相邻两个阴极之间的间距为110mm,再生液进入电解槽的流量为10m3/h;电解可获得纯度99%左右的镍板,电解残余液回流至步骤a中的含镍废水中。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。