CN108341526B - 一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺 - Google Patents

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Abstract

一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,包括LPRO循环、HPRO浓缩、IE树脂提浓和电积阶段:LPRO循环:将废水通入RO膜组件进行半循环过滤处理得到净水和膜浓水;HPRO浓缩:将所述的LPRO循环得到的膜浓水通入浓缩装置进行浓缩处理;IE树脂提浓:经浓缩段处理后得到的膜浓水进入离子交换树脂,将镍离子吸附于树脂表面,然后用硫酸将镍离子循环解析出来形成硫酸镍溶液;电积:将所述硫酸镍溶液通入电积装置,使溶液中的镍离子在阴极上沉积出来,形成金属镍板。本发明的回收新工艺的综合水循环利用率高达95%以上,重金属危废污泥减量99%,并可以提取到纯度为99%的金属镍板。

Description

一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺
技术领域
本发明涉及一种含镍废水的处理系统,具体而言,涉及一种用于铝材行业着色及封孔段含镍废水在线回收水资源及提取金属镍的资源回收新工艺。
背景技术
目前,对于含镍清洗废水的处理方法主要有化学法、离子交换法、蒸发浓缩法等,其中使用最为广泛的是化学法。化学法的核心是混凝沉淀工艺,即利用化学反应使废水中的Ni2+形成氢氧化镍沉淀,然后再经固液分离装置去除沉淀物,从而达到去除镍的目的。如采用氢氧化钠调节pH值,根据废水中Ni2+的浓度,pH值>9.2时,可使Ni2+浓度降低到1.2mg/L;pH值调至10~12时,Ni2+去除得更彻底,浓度可以降低到0.2mg/L,再配合重金属捕捉剂,浓度可以降低到0.1mg/L以下,实现达标排放。现有技术主要解决了企业达标排放的问题,但造成了资源的浪费:1、水资源未合理回收,经过化学处理后的废水因在化学处理过程中添加絮凝剂导致回收利用时存在高运行成本问题,故很多企业水回收设备处于停滞状态,造成水投资浪费。2、化学处理过程中的污染物镍离子形成氢氧化镍污泥,属于危险废弃物,需要填埋处置,很难回收再利用,造成贵金属资源浪费。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,在保障重金属镍离子达标排放的同时,实现水和镍资源回收利用率高纯度回收。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,包括以下步骤:
①LPRO循环:将废水通入RO膜组件进行半循环过滤处理得到净水和膜浓水;
②HPRO浓缩:将所述的LPRO循环得到的膜浓水通入浓缩装置进行浓缩处理;
③IE树脂提浓:经浓缩段处理后得到的浓水进入离子交换树脂,将镍离子吸附于树脂表面,然后用硫酸将镍离子循环解析出来形成硫酸镍溶液;
④电积:将所述硫酸镍溶液通入电积装置,使溶液中的镍离子在阴极上沉积出来,形成金属镍板。
另外,根据本发明上述实施例的回收新工艺还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的实施例,在将废水通入RO膜组件之前,需要将工业废水通入清洗水收集槽,随后将收集槽中的废水进行微孔膜过滤预处理,去除含镍工业废水中微量的悬浮物。
根据本发明的实施例,所述步骤①中,在膜浓水未达到一定浓度时,RO膜过滤处理得到的浓水回流进所述清洗水收集槽;达到一定浓度后,膜浓水流入第一收集槽,接着进入HPRO浓缩阶段。LPRO循环处理系统可以提高废水的过滤效率,有利于节省效能。
根据本发明的实施例,所述步骤①中的RO膜组件的半循环过滤处理过程所述步骤①得到的净水回用于着色或封孔等工业处理过程,保障了工业处理过程的新鲜水的供给,节省水资源。
根据本发明的实施例,所述步骤②中HPRO浓缩处理后得到浓水和膜产水,在得到的浓水中镍离子浓度达到2000mg/L前,浓缩处理得到的浓水回流进所述第一收集槽循环浓缩;镍离子浓度达到2000mg/L后,浓水流入第二收集槽,接着进入IE树脂提浓阶段。HPRO浓缩处理系统可以提高膜浓水的浓缩效率,有效提高进入IE树脂提浓阶段的浓水的镍离子浓度,有利于提高最终得到的金属镍板的纯度。
根据本发明的实施例,所述步骤②处理后得到膜产水回流于LPRO循环过滤再处理。由此可进一步提高水循环利用率,高达95%以上。
根据本发明的实施例,所述步骤③中,当树脂吸附饱和后,才使用硫酸将镍离子解析出来。由此可提高所述硫酸镍中镍离子的浓度,镍离子浓度可达50g/L以上。
根据本发明的实施例,所述步骤④中电解pH值为1-5,电流为50-500A。
根据本发明的实施例,将来自所述步骤④中电解后的尾水在通入所述步骤③吸附镍离子处理后排放。对电解后的尾水进行进一步处理可以进一步降低尾水中的镍离子的浓度,实现达标排放。
根据本发明的实施例,所述步骤①中净水电导率为30-300μs/cm;所述RO膜组件的过滤精度为0.0001μm;所述微孔膜的过滤精度为1μm。
本发明具有的有益效果:
1.环境效益高,水资源回收率达到95%,重金属危废污泥减量99%。
2.经济效益好,节省水资源,环保排污费和重金属危废污泥处理费;还可以获得纯度高达99%的金属镍板的销售所得收益。
附图说明
图1为本发明回收处理新工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述,所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明,并不用以限制本发明。
如图1所示,本发明提供了一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,包括以下步骤:
预处理:将工业废水通入清洗水收集槽,随后将收集槽中的废水进行微孔膜过滤预处理,过滤精度为1μm,去除含镍工业废水中微量的悬浮物。
LPRO循环:将预处理得到的水通入过滤精度为0.0001μm的RO膜组件进行半循环过滤处理得到净水和膜浓水;净水电导率介于30-300μs/cm,净水回用于着色或封孔等工业处理过程;在膜浓水未达到一定浓度时,RO膜过滤处理得到的浓水回流进所述清洗水收集槽;达到一定浓度后,膜浓水流入第一收集槽,接着进入HPRO浓缩阶段。
HPRO浓缩:将所述的LPRO循环得到的膜浓水通入浓缩装置进行浓缩处理得到浓水和膜产水;膜产水回流于LPRO循环过滤再处理;在得到的浓水中镍离子浓度达到2000mg/L前,浓缩处理得到的浓水回流进所述第一收集槽循环浓缩;镍离子浓度达到2000mg/L后,浓水流入第二收集槽,接着进入IE树脂提浓阶段。
IE树脂提浓:经浓缩段处理后得到的浓水进入离子交换树脂,将镍离子完全吸附于树脂表面,经过吸附后的废水镍离子浓度低于0.1mg/L,当树脂吸附饱和后,用硫酸将镍离子循环解析出来形成硫酸镍溶液,经过循环解析后,镍离子浓度可以达到50g/L以上。
电积:将所述硫酸镍溶液通入电积装置,电解pH值为1-5,电流为50-500A,使溶液中的镍离子在阴极上沉积出来,形成金属镍板,纯度可达99%。电解后的尾水镍离子浓度低于2g/L,再通入IE树脂提浓段将镍离子吸附处理后达标排放。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案;因此,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,其特征在于,包括以下步骤:
①LPRO循环:将废水通入RO膜组件进行半循环过滤处理得到净水和膜浓水;
②HPRO浓缩:将所述的LPRO循环得到的膜浓水通入浓缩装置进行浓缩处理;
③IE树脂提浓:经浓缩段处理后得到的膜浓水进入离子交换树脂,将镍离子吸附于树脂表面,然后用硫酸将镍离子循环解析出来形成硫酸镍溶液;
④电积:将所述硫酸镍溶液通入电积装置,使溶液中的镍离子在阴极上沉积出来,形成金属镍板;
步骤②中HPRO浓缩处理后得到浓水和膜产水,在得到的浓水中镍离子浓度达到2000mg/L前,浓缩处理得到的浓水回流进第一收集槽循环浓缩;镍离子浓度达到2000mg/L后,浓水流入第二收集槽,接着进入IE树脂提浓阶段;
所述步骤②处理后得到膜产水回流于LPRO循环过滤再处理。
2.根据权利要求1所述的含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,其特征在于,其中作为所述回收新工艺的一部分,在将废水通入RO膜组件之前,需要将工业废水通入清洗水收集槽,随后将收集槽中的废水进行微孔膜过滤预处理,去除含镍工业废水中微量的悬浮物。
3.根据权利要求1所述的含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,步骤①中的RO膜组件的半循环过滤处理过程所述步骤①得到的净水回用于着色或封孔工业处理过程。
4.根据权利要求1所述的含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,步骤③中,当树脂吸附饱和后,才使用硫酸将镍离子解析出来。
5.根据权利要求1所述的含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,步骤④中电解pH值为1-5,电流为50-500A。
6.根据权利要求1所述的含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,其中将来自步骤④中电解后的尾水在通入步骤③吸附镍离子处理后排放。
7.根据权利要求2所述的含镍废水在线回收水资源及提取金属镍资源新工艺,步骤①中净水电导率为30-300μs/cm;所述RO膜组件的过滤精度为0.0001μm;所述微孔膜的过滤精度为1μm。
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