CN105384298B - 一种高效化学镍回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效化学镍回收系统及方法，废水中的镍离子经过清洗水镍离子富集装置调节、吸收富集、脱附再生，得到的再生含镍浓液，与高浓槽液混合共同进入镍催化还原回收装置进行发生催化还原；反应结束，得到具有金属光泽的白色或灰白色的镍粉和镍片，回收反应后的低浓度滤液，进入滤液处理装置，滤液中的低浓度镍离子被树脂螯合吸附，水中的磷盐分，蒸发结晶，作为磷肥资源委外回收处置。本发明把废水中欲当作废弃物处理的重金属镍离子转变成金属单质态，分离水中镍、磷资源，回收再利用，避免资源浪费，减少危险废弃物排放，具有极好的环境效益和经济效益。

Description

一种高效化学镍回收系统及方法

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，尤其涉及一种高效化学镍回收系统及方法。

背景技术

近些年，化学镀技术在航天工业、汽车工业、电子工业、机械工业等方面得到广泛应用，但随之而来的污染问题也日益凸显，通常此类行业生产过程中会产生较高浓度的重金属离子废水。

废水中的重金属镍不能分解破坏。目前，应用最为广泛的处理方法，从原理上来讲，是使废水中呈溶解状态的镍离子转变成不溶的镍离子化合物，经沉淀和上浮从废水中去除，例如中和沉淀法、硫化物沉淀法等。但用此法处理，一方面，水中含有的金属离子当做废弃物处理掉，是一种资源浪费；另一方面，由此产生的大量危险废弃物，仍具有严重的潜在污染性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效化学镍回收系统及方法，旨在解决现有的废水中的重金属镍的处理方法浪费资源、存在潜在污染的问题。

本发明是这样实现的，一种高效化学镍回收方法，废水中的镍离子经过清洗水镍离子富集装置调节、吸收富集、脱附再生，得到的再生含镍浓液，与高浓槽液混合共同进入镍催化还原回收装置进行发生催化还原；

反应结束，得到具有金属光泽的白色或灰白色的镍粉和镍片，回收反应后的低浓度滤液，进入滤液处理装置，滤液中的低浓度镍离子被树脂螯合吸附，水中的磷盐分，蒸发结晶，委外处置。

进一步，所述的高效化学镍回收方法的具体方法包括：

清洗水镍富集：

电镀含镍清洗废水在废水收集池，通过曝气进行水质调匀，通过提升泵送到调节池，通过搅拌、药剂、PH计、ORP计对水质进行调控，然后经过中间水池，再由第一树脂吸附塔、第二树脂吸附塔、第三树脂吸附塔、第四树脂吸附塔、第五树脂吸附塔、第六树脂吸附塔吸附，经中间水池循环，过滤液镍含量＜0.1ppm，达到排放标准，进入现有污水处理站深度处理；

树脂不定期在第一树脂脱附再生装置、第二树脂脱附再生装置、第三树脂脱附再生装置、第四树脂脱附再生装置、第五树脂脱附再生装置、第六树脂脱附再生装置里再生，将吸附的镍离子洗脱，再生含镍浓液进入浓水收集池，而后进入镍回收设备的还原预调节装置，准备进行镍回收处理；

镍催化还原回收：

废槽液排放到槽液收集池，与浓水收集池收集的再生含镍浓液，在提升泵的作用下进入镍回收设备的还原预调节装置，在药剂、搅拌器、温度计、PH计、ORP计控制下调节，然后进入进入镍回收设备中一级还原装置、二级还原装置，在一级催化装置、二级催化装置共同作用下，经过两级还原回收，使溶液中的镍离子转变成镍单质，两级还原反应结束后，取出反应得到的镍粉、镍片，至清洗提纯装置中清洗；

废槽液经过镍回收后，剩余贫液放至贫液预存装置中，再经贫液调节装置调节，再经固液分离装置处理，得到的固体镍金属粉末，经过清洗提纯装置，回收得到金属镍；

滤液处理：

经固液分离的液体至滤液收集池中，进入树脂吸附塔、滤液MVR浓缩装置进一步进行浓缩，使盐分浓度至饱和，进入冷却结晶装置，形成晶体，作为磷肥使用；

滤液经过系统低温蒸发出来的水分，进入冷凝水箱，然后水箱中冷凝水用来清洗得到的镍粉，清洗水洗下部分金属粉末再返回贫液调节装置中，循环处理。

进一步，树脂塔采用串联加循环回流的连接方式。

本发明的另一目的在于提供一种高效化学镍回收系统包括清洗水镍离子富集装置、镍催化还原回收装置、滤液处理装置、系统零部件；

所述的清洗水镍离子富集装置包括废水收集池、调节池、中间水池、第一树脂吸附塔、第二树脂吸附塔、第三树脂吸附塔、第四树脂吸附塔、第五树脂吸附塔、第六树脂吸附塔、第一树脂脱附再生装置、第二树脂脱附再生装置、第三树脂脱附再生装置、第四树脂脱附再生装置、第五树脂脱附再生装置、第六树脂脱附再生装置；

所述的镍催化还原回收装置包括浓水收集池、槽液收集池、还原预调节装置、一级还原装置、二级还原装置、一级催化装置、二级催化装置、贫液预存装置、贫液调节装置、固液分离装置、清洗提纯装置；

所述的滤液处理装置包括滤液收集池、树脂吸附塔、滤液MVR浓缩装置、冷凝水箱、冷却结晶装置；

所述的系统零部件包括必要的连接管路、电线、泵浦、搅拌器、加药箱、仪表、开关；

所述的废水收集池、调节池、中间水池、第一树脂吸附塔、第二树脂吸附塔、第三树脂吸附塔、第四树脂吸附塔、第五树脂吸附塔、第六树脂吸附塔顺次连接；所述的第三树脂吸附塔还与中间水池连接；所述的第一树脂脱附再生装置与第一树脂吸附塔连接，所述的第二树脂脱附再生装置与第二树脂吸附塔连接，所述的第三树脂脱附再生装置与第三树脂吸附塔连接；所述的第四树脂脱附再生装置与第四树脂吸附塔连接，所述的第五树脂脱附再生装置与第五树脂吸附塔连接，所述的第六树脂脱附再生装置与第六树脂吸附塔连接；所述的第一树脂脱附再生装置、第二树脂脱附再生装置、第三树脂脱附再生装置、第四树脂脱附再生装置、第五树脂脱附再生装置、第六树脂脱附再生装置并联后与浓水收集池连接；

所述的槽液收集池、还原预调节装置、一级还原装置、二级还原装置、一级催化装置、二级催化装置、贫液预存装置、贫液调节装置、固液分离装置、清洗提纯装置顺次连接；所述的浓水收集池与所述的还原预调节装置连接，所述的一级催化装置与一级还原装置连接，所述的二级催化装置与所述的二级还原装置连接，所述的二级还原装置还与所述的清洗提纯装置连接；所述的清洗提纯装置还与贫液调节装置连接；所述的固液分离装置、滤液收集池、树脂吸附塔、滤液MVR浓缩装置、冷却结晶装置顺次连接；

所述的滤液MVR浓缩装置与冷凝水箱连接，冷凝水箱与清洗提纯装置连接。

进一步，清洗水镍离子富集装置采用带有离子交换基团、具有网状结构的高分子螯合吸附树脂。

本发明中的清洗水镍离子富集装置，采用的是带有离子交换基团、具有网状结构的高分子特种螯合吸附树脂的处理方法，与膜处理相比，树脂容易再生，可以反复使用，出水水质稳定，无需繁杂的水质预处理；特种螯合树脂镍离子吸附容量为150g/L；

镍离子富集装置使用了6组树脂塔，塔的连接采用串联加循环回流的灵活连接方式，可实现废水循环回流、多次吸附，减少镍离子流失；

针对化镍槽液镍回收，转化成金属镍单质，在镍回收装置作用下，能快速将溶液中的镍离子还原成镍粉分离；催化还原镍回收率在99％以上，且得到的金属镍粉呈白色薄块或粉末状，纯度在97％以上；

滤液处理装置设置了树脂吸附塔，使残余镍离子充分螯合吸附。

本发明把废水中欲当作废弃物处理的重金属镍离子转变成金属单质态，分离水中镍、磷资源，回收再利用，避免资源浪费，减少危险废弃物排放，具有极好的环境效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高效化学镍回收流程图；

图中：1、废水收集池；2、调节池；3、中间水池；4、第一树脂吸附塔；5、第二树脂吸附塔；6、第三树脂吸附塔；7、第四树脂吸附塔；8、第五树脂吸附塔；9、第六树脂吸附塔；10、浓水收集池；11、槽液收集池；12、还原预调节装置；13、一级还原装置；14、二级还原装置；15、贫液预存装置；16、贫液调节装置；17、固液分离装置；18、清洗提纯装置；19、滤液收集池；20、树脂吸附塔；21、滤液MVR浓缩装置；22、冷凝水箱；23、冷却结晶装置；24、第一树脂脱附再生装置；25、第二树脂脱附再生装置；26、第三树脂脱附再生装置；27、第四树脂脱附再生装置；28、第五树脂脱附再生装置；29、第六树脂脱附再生装置；30、一级催化装置；31、二级催化装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

请参阅图1：

一种高效化学镍回收系统包括清洗水镍离子富集装置、镍催化还原回收装置、滤液处理装置、系统零部件；

所述的清洗水镍离子富集装置包括废水收集池1、调节池2、中间水池3、第一树脂吸附塔4、第二树脂吸附塔5、第三树脂吸附塔6、第四树脂吸附塔7、第五树脂吸附塔8、第六树脂吸附塔9、第一树脂脱附再生装置24、第二树脂脱附再生装置25、第三树脂脱附再生装置26、第四树脂脱附再生装置27、第五树脂脱附再生装置28、第六树脂脱附再生装置29；

所述的镍催化还原回收装置包括浓水收集池10、槽液收集池11、还原预调节装置12、一级还原装置13、二级还原装置14、一级催化装置30、二级催化装置31、贫液预存装置15、贫液调节装置16、固液分离装置17、清洗提纯装置18；

所述的滤液处理装置包括滤液收集池19、树脂吸附塔20、滤液MVR浓缩装置21、冷凝水箱22、冷却结晶装置23；

所述的系统零部件包括必要的连接管路、电线、泵浦、搅拌器、加药箱、仪表、开关，以上设施均采用防腐防锈设计；

所述的废水收集池1、调节池2、中间水池3、第一树脂吸附塔4、第二树脂吸附塔5、第三树脂吸附塔6、第四树脂吸附塔7、第五树脂吸附塔8、第六树脂吸附塔9顺次连接；所述的第三树脂吸附塔6还与中间水池3连接；所述的第一树脂脱附再生装置24与第一树脂吸附塔4连接，所述的第二树脂脱附再生装置25与第二树脂吸附塔5连接，所述的第三树脂脱附再生装置26与第三树脂吸附塔6连接；所述的第四树脂脱附再生装置27与第四树脂吸附塔7连接，所述的第五树脂脱附再生装置28与第五树脂吸附塔8连接，所述的第六树脂脱附再生装置29与第六树脂吸附塔9连接；所述的第一树脂脱附再生装置24、第二树脂脱附再生装置25、第三树脂脱附再生装置26、第四树脂脱附再生装置27、第五树脂脱附再生装置28、第六树脂脱附再生装置29并联后与浓水收集池10连接；

所述的槽液收集池11、还原预调节装置12、一级还原装置13、二级还原装置14、一级催化装置30、二级催化装置31、贫液预存装置15、贫液调节装置16、固液分离装置17、清洗提纯装置18顺次连接；所述的浓水收集池与所述的还原预调节装置12连接，所述的一级催化装置30与一级还原装置13连接，所述的二级催化装置31与所述的二级还原装置14连接，所述的二级还原装置14还与所述的清洗提纯装置18连接；所述的清洗提纯装置18还与贫液调节装置16连接；所述的固液分离装置17、滤液收集池19、树脂吸附塔20、滤液MVR浓缩装置21、冷却结晶装置23顺次连接；

所述的滤液MVR浓缩装置21与冷凝水箱22连接，冷凝水箱22与清洗提纯装置18连接。

本发明的另一目的在于提供一种高效化学镍回收方法，废水中的镍离子经过清洗水镍离子富集装置调节、吸收富集、脱附再生，得到的再生含镍浓液，与高浓槽液混合共同进入镍催化还原回收装置进行发生催化还原：

反应结束，得到具有金属光泽的白色或灰白色的镍粉和镍片，回收反应后的低浓度滤液，进入滤液处理装置，滤液中的低浓度镍离子被树脂螯合吸附，水中的磷盐分，蒸发结晶，作为磷肥资源委外回收处置。

进一步，所述的高效化学镍回收方法的具体方法包括：

清洗水镍富集：

电镀含镍清洗废水在废水收集池1，通过曝气进行水质调匀，通过提升泵送到调节池2，通过搅拌、药剂、PH计、ORP计对水质进行调控，然后经过中间水池3，再由第一树脂吸附塔4、第二树脂吸附塔5、第三树脂吸附塔6、第四树脂吸附塔7、第五树脂吸附塔8、第六树脂吸附塔9吸附，经中间水池循环，过滤液镍含量＜0.1ppm，达到排放标准，进入现有污水处理站深度处理；

树脂塔采用串联加循环回流的灵活连接方式，连接可实现多次循环回流吸附，塔中树脂为特种螯合树脂，镍离子吸附容量为150g/L，树脂不定期在第一树脂脱附再生装置24、第二树脂脱附再生装置25、第三树脂脱附再生装置26、第四树脂脱附再生装置27、第五树脂脱附再生装置28、第六树脂脱附再生装置29里再生，将吸附的镍离子洗脱，再生含镍浓液进入浓水收集池10，而后进入镍回收设备的还原预调节装置12，准备进行镍回收处理；

镍催化还原回收：

废槽液排放到槽液收集池11，与浓水收集池10收集的再生含镍浓液，在提升泵的作用下进入镍回收设备的还原预调节装置12，在药剂、搅拌器、温度计、PH计、ORP计控制下调节，然后进入进入镍回收设备中一级还原装置13、二级还原装置14，在一级催化装置30、二级催化装置31共同作用下，经过两级还原回收，使溶液中的镍离子转变成镍单质，两级还原反应结束后，取出反应得到的镍粉、镍片，至清洗提纯装置18中清洗；

废槽液经过镍回收后，剩余贫液放至贫液预存装置15中，再经贫液调节装置16调节，由于有部分金属镍粉分散在贫液中，再经固液分离装置17处理，得到的固体镍金属粉末，经过清洗提纯装置18，回收得到金属镍；

滤液处理：

经固液分离的液体至滤液收集池19中，废水中含有大量的磷酸盐，由于盐分高，对此部分滤液，进入树脂吸附塔20、滤液MVR浓缩装置21进一步进行浓缩，使盐分浓度至饱和，进入冷却结晶装置23，形成晶体，作为磷肥使用；

滤液经过系统低温蒸发，盐分属于不易挥发物质，在低温蒸发出来的物质均为水分，进入冷凝水箱22，然后水箱中冷凝水用来清洗得到的镍粉，清洗水洗下部分金属粉末，再返回贫液调节装置16中，循环处理。

本发明中的清洗水镍离子富集装置，采用的是带有离子交换基团、具有网状结构的高分子特种螯合吸附树脂的处理方法，与膜处理相比，树脂容易再生，可以反复使用，出水水质稳定，无需繁杂的水质预处理；特种螯合树脂镍离子吸附容量为150g/L；

镍离子富集装置使用了6组树脂塔，塔的连接采用串联加循环回流的灵活连接方式，可实现废水循环回流、多次吸附，减少镍离子流失；

针对化镍槽液镍回收，转化成金属镍单质，在镍回收装置作用下，能快速将溶液中的镍离子还原成镍粉分离；催化还原镍回收率在99％以上，且得到的金属镍粉呈白色薄块或粉末状，纯度在97％以上；

滤液处理装置设置了树脂吸附塔，使残余镍离子充分螯合吸附。

本发明把废水中欲当作废弃物处理的重金属镍离子转变成金属单质态，分离水中镍、磷资源，回收再利用，避免资源浪费，减少危险废弃物排放，具有极好的环境效益和经济效益。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种高效化学镍回收方法，其特征在于，废水中的镍离子经过清洗水镍离子富集装置调节、吸收富集、脱附再生，得到的再生含镍浓液，与高浓槽液混合共同进入镍催化还原回收装置进行发生催化还原；

反应结束，得到具有金属光泽的白色或灰白色的镍粉和镍片，回收反应后的低浓度滤液，进入滤液处理装置，滤液中的低浓度镍离子被树脂螯合吸附，水中的磷盐分，蒸发结晶，作为磷肥资源委外回收处置；

所述的高效化学镍回收方法的具体方法包括：

清洗水镍富集：

电镀含镍清洗废水在废水收集池，通过曝气进行水质调匀，通过提升泵送到调节池，通过搅拌、药剂、pH 计、ORP计对水质进行调控，然后经过中间水池，再由第一树脂吸附塔、第二树脂吸附塔、第三树脂吸附塔、第四树脂吸附塔、第五树脂吸附塔、第六树脂吸附塔吸附，经中间水池循环，过滤液镍含量＜0.1ppm，达到排放标准，进入现有污水处理站深度处理；

树脂不定期在第一树脂脱附再生装置、第二树脂脱附再生装置、第三树脂脱附再生装置、第四树脂脱附再生装置、第五树脂脱附再生装置、第六树脂脱附再生装置里再生，将吸附的镍离子洗脱，再生含镍浓液进入浓水收集池，而后进入镍回收设备的还原预调节装置，准备进行镍回收处理；

镍催化还原回收：

废槽液排放到槽液收集池，与浓水收集池收集的再生含镍浓液，在提升泵的作用下进入镍回收设备的还原预调节装置，在药剂、搅拌器、温度计、pH 计、ORP计控制下调节，然后进入进入镍回收设备中一级还原装置、二级还原装置，在一级催化装置、二级催化装置共同作用下，经过两级还原回收，使溶液中的镍离子转变成镍单质，两级还原反应结束后，取出反应得到的镍粉、镍片，至清洗提纯装置中清洗；

废槽液经过镍回收后，剩余贫液放至贫液预存装置中，再经贫液调节装置调节，再经固液分离装置处理，得到的固体镍金属粉末，经过清洗提纯装置，回收得到金属镍；

滤液处理：

经固液分离的液体至滤液收集池中，进入树脂吸附塔、滤液MVR浓缩装置进一步进行浓缩，使盐分浓度至饱和，进入冷却结晶装置，形成晶体，作为磷肥使用；

滤液经过系统低温蒸发出来的水分，进入冷凝水箱，然后水箱中冷凝水用来清洗得到的镍粉，清洗水洗下部分金属粉末再返回贫液调节装置中，循环处理。

2.如权利要求1所述的高效化学镍回收方法，其特征在于，树脂塔采用串联加循环回流的连接方式。