CN112047536A - 一种含镍电镀废水的浮选净化方法 - Google Patents

一种含镍电镀废水的浮选净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电镀废水处理技术领域，具体公开了一种含镍电镀废水的浮选净化方法。针对含镍电镀废水易产生络合物而常规沉淀工艺难以实现废水达标排放的问题，本发明通过酸化氧化、碱化硫化、除镍粗选和除镍扫选处理，依次实现了镍络合离子的高效氧化分解、镍离子的深度硫化以及镍硫化物的高效疏水和浮选，在保证废水达标排放的同时，实现了含镍电镀废水中镍的回收。该方法从镍离子状态调控以及镍离子硫化矿化的角度入手，采用浮选工艺回收废水中的镍离子矿化物，工艺简短、适应性强，干燥所得镍渣的品位高，处理后废水的镍含量可降至0.5mg/L以下，实现了含镍电镀废水中镍的无害化处理和高效再利用。

Description

一种含镍电镀废水的浮选净化方法
技术领域
本发明涉及电镀废水处理技术领域，特别是涉及一种含镍电镀废水的浮选净化方法。
背景技术
镀镍可以提升器物的抗氧化性、耐磨性和光亮度，但是镀镍过程会产生大量的含镍电镀废水。镍作为一种强污染性重金属离子，国内对其排放的要求极其严格，工业废水总镍不得超过1.0mg/L。目前，针对电镀废水中的有害金属离子，化学沉淀法是最常用的治理工艺。在化学沉淀法中，以使用氧化钙、氢氧化钙调节废水pH值来沉淀重金属离子的中和沉淀法最为常见。化学沉淀法的优点是简单实用、投资少成本低，然而该方法对重金属离子的定向富集和脱除能力差，絮凝物脱水困难，容易产生大量含水高达80％的重金属污泥，必须进行复杂的后续处理。加之镍的离子活度较高，一般碱法处理的尾液中镍含量依然偏高。并且，镍离子容易与部分有机基团发生络合反应，而镍的络合物普遍稳定性较高，采用常规沉淀工艺难以实现镍的高效脱除。
因此，有必要提供一种有效净化含镍电镀废水的新方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种含镍电镀废水的浮选净化方法。针对含镍电镀废水易产生络合离子，常规沉淀工艺难以实现废水达标排放的问题，本发明采用酸化氧化、碱化硫化以及多段浮选回收工艺，实现了含镍电镀废水的高效净化以及镍的综合回收。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种含镍电镀废水的浮选净化方法，包括以下步骤：
S1：将含镍电镀废水调节pH值至3～3.5，之后加入氧化剂进行反应，使镍转换为离子态；
S2：将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10～10.5，之后加入硫化剂进行反应，生成硫化物沉淀；
S3：向步骤S2处理得到的废水中加入第一硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，之后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入第二硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，之后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，除水处理后得到镍渣产品。
作为一种优选的实施方案，所述的含镍电镀废水中镍的含量为50～200mg/L。当然，本发明的方法也适用于镍含量低的电镀废水。
作为一种优选的实施方式，步骤S1中，所述的调节pH值采用酸性pH调节剂。所述的酸性pH调节剂可采用无机酸，如盐酸或硫酸。
作为一种优选的实施方式，步骤S1中，所述的氧化剂为双氧水、次氯酸钠、漂白水中的任意一种或几种；氧化剂的用量为每立方米含镍电镀废水添加200～400g。
作为一种优选的实施方式，步骤S2中，所述的调节pH值采用碱性pH调节剂。所述的碱性pH调节剂可采用无机碱，如氢氧化钠。
作为一种优选的实施方式，步骤S2中，所述的硫化剂为硫化钠；硫化钠的用量为每立方米含镍电镀废水添加250～350g。
作为一种优选的实施方式，步骤S3中，所述的第一硫化物沉淀捕收剂为皂类捕收剂。所述的皂类捕收剂为氧化石蜡皂、塔尔皂中的任意一种或其组合；皂类捕收剂的用量为每立方米含镍电镀废水添加80～120g。
作为一种优选的实施方式，步骤S4中，所述的第二硫化物沉淀捕收剂为乙基黄药与2#油(即松醇油)的混合物；乙基黄药的用量为每立方米含镍电镀废水添加80～120g，2#油的用量为每立方米含镍电镀废水添加40～60g。
作为一种优选的实施方式，步骤S5中，所述的除水处理为：先压滤脱水，再加热干燥。
作为一种优选的实施方案，本发明提供的含镍电镀废水的浮选净化方法，包括以下步骤：
S1：酸化氧化
使用盐酸或硫酸将含镍电镀废水调节pH值至3～3.5，之后加入氧化剂反应5～60min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10～10.5，之后加入硫化剂反应5～15min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入第一硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，反应3～5min后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入第二硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，反应3～5min后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
作为一种优选的实施方案，所述的含镍电镀废水中镍的含量为50～200mg/L。当然，本发明的方法也适用于镍含量低的电镀废水。
作为一种优选的实施方式，步骤S1中，所述的氧化剂为双氧水、次氯酸钠、漂白水中的任意一种或几种；氧化剂的用量为每立方米含镍电镀废水添加200～400g。
作为一种优选的实施方式，步骤S2中，所述的硫化剂为硫化钠；硫化钠的用量为每立方米含镍电镀废水添加250～350g。
作为一种优选的实施方式，步骤S3中，所述的第一硫化物沉淀捕收剂为皂类捕收剂。所述的皂类捕收剂为氧化石蜡皂、塔尔皂中的任意一种或其组合；皂类捕收剂的用量为每立方米含镍电镀废水添加80～120g。
作为一种优选的实施方式，步骤S4中，所述的第二硫化物沉淀捕收剂为乙基黄药与2#油(即松醇油)的混合物；乙基黄药的用量为每立方米含镍电镀废水添加80～120g，2#油的用量为每立方米含镍电镀废水添加40～60g。
本发明提供了一种含镍电镀废水的浮选净化方法，针对含镍电镀废水易产生络合物而常规沉淀工艺难以实现废水达标排放的问题，创造性的采用酸化氧化、碱化硫化以及多段浮选回收工艺，在保证废水达标排放的同时，实现了含镍电镀废水中镍的回收。
具体地，在本发明的方法中，酸化氧化的目的在于破坏镍的络合离子，使镍重新转换为离子态，调节酸性的pH环境可以加快氧化的速度；碱化硫化的目的在于使镍离子与硫根反应，生成镍的硫化不溶物，调节碱性环境可保证硫化的顺利执行，并且不产生硫化氢等毒害气体；除镍粗选和除镍扫选是利用浮选工艺收集镍的硫化物，添加的氧化石蜡皂和塔尔皂的捕收能力强，故主要用于粗选，乙基黄药和2#油的捕收能力稍逊，但溶解性更好，且易于降解，故主要用于扫选。
本发明提供的含镍电镀废水的浮选净化方法，从镍离子状态调控以及镍离子硫化矿化的角度入手，采用浮选工艺回收废水中的镍离子矿化物，具体通过酸化氧化、碱化硫化、除镍粗选和除镍扫选，依次实现了镍络合离子的高效氧化分解、镍离子的深度硫化，以及镍硫化物的高效疏水和浮选。采用本发明工艺处理含镍电镀废水，可使含镍电镀废水中的镍含量降至0.5mg/L以下，实现镍的达标排放。该方法工艺简短、适应性强，干燥所得镍渣的品位高，实现了含镍电镀废水中镍的无害化处理和高效再利用。
附图说明
图1是本发明提供的一种含镍电镀废水的浮选净化方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
在以下实施例中，使用的废水处理试剂盐酸或硫酸、氢氧化钠、双氧水、次氯酸钠、漂白水、氧化石蜡皂、塔尔皂、乙基黄药、2#油(即松醇油)均为市售商品，各种试剂均为工业纯。
实施例1
采用图1所示的工艺流程，对广东省东莞市塘厦镇某含镍电镀废水进行浮选净化处理。
广东省东莞市塘厦镇某含镍电镀废水的镍含量为124mg/L。
本实施例中含镍电镀废水的浮选净化方法，按以下步骤进行：
S1：酸化氧化
使用盐酸将含镍电镀废水的pH值调节至3.0，之后加入次氯酸钠，用量为每立方米废水添加250g，氧化反应30.0min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10.5，之后加入硫化钠，用量为每立方米废水添加300g，硫化反应8.0min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入氧化石蜡皂，用量为每立方米废水添加100g，反应4.0min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入乙基黄药和2#油，乙基黄药的用量为每立方米废水添加100g，2#油的用量为每立方米废水添加50g，反应4.0min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
本实施例的电镀废水净化后的镍含量为0.31mg/L，镍渣产品的镍含量为8.12％。
实施例2
采用图1所示的工艺流程，对广东省佛山市顺德区某含镍电镀废水进行浮选净化处理。
广东省佛山市顺德区某含镍电镀废水的镍含量为148mg/L。
S1：酸化氧化
使用盐酸将含镍电镀废水的pH值调节至3.2，之后加入双氧水，用量为每立方米废水添加300g，氧化反应12.0min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10.0，之后加入硫化钠，用量为每立方米废水添加350g，硫化反应15.0min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入塔尔皂，用量为每立方米废水添加120g，反应5.0min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入乙基黄药和2#油，乙基黄药的用量为每立方米废水添加90g，2#油的用量为每立方米废水添加40g，反应3.5min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
本实施例的电镀废水净化后的镍含量为0.44mg/L，镍渣产品的镍含量为9.88％。
实施例3
采用图1所示的工艺流程，对江苏省无锡市洛社镇某含镍电镀废水进行浮选净化处理。
江苏省无锡市洛社镇某含镍电镀废水的镍含量为102mg/L。
S1：酸化氧化
使用盐酸将含镍电镀废水的pH值调节至3.5，之后加入漂白水，用量为每立方米废水添加200g，氧化反应45.0min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10.2，之后加入硫化钠，用量为每立方米废水添加250g，硫化反应5.0min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入氧化石蜡皂和塔尔皂，氧化石蜡皂的用量为每立方米废水添加30g，塔尔皂的用量为每立方米废水添加60g，反应3.5min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入乙基黄药和2#油，乙基黄药的用量为每立方米废水添加120g，2#油的用量为每立方米废水添加60g，反应3.0min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
本实施例的电镀废水净化后的镍含量为0.18mg/L，镍渣产品的镍含量为11.14％。
实施例4
采用图1所示的工艺流程，对浙江省宁波市北仑区某含镍电镀废水进行浮选净化处理。
浙江省宁波市北仑区某含镍电镀废水的镍含量为120mg/L。
S1：酸化氧化
使用盐酸将含镍电镀废水的pH值调节至3.1，之后加入双氧水和次氯酸钠，双氧水的用量为每立方米废水添加80g，次氯酸钠的用量为每立方米废水添加150g，氧化反应5.0min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10.4，之后加入硫化钠，用量为每立方米废水添加280g，硫化反应8.0min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入氧化石蜡皂，氧化石蜡皂的用量为每立方米废水添加80g，反应5.0min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入乙基黄药和2#油，乙基黄药的用量为每立方米废水添加80g，2#油的用量为每立方米废水添加45g，反应3.0min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
本实施例的电镀废水净化后的镍含量为0.12mg/L，镍渣产品的镍含量为12.04％。
实施例5
采用图1所示的工艺流程，对江苏省南通市海安县某含镍电镀废水进行浮选净化处理。
江苏省南通市海安县某含镍电镀废水的镍含量为136mg/L。
S1：酸化氧化
使用盐酸将含镍电镀废水的pH值调节至3.3，之后加入双氧水和漂白水，双氧水的用量为每立方米废水添加100g，漂白水的用量为每立方米废水添加280g，氧化反应45.0min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10.5，之后加入硫化钠，用量为每立方米废水添加350g，硫化反应10.0min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入氧化石蜡皂和塔尔皂，氧化石蜡皂的用量为每立方米废水添加60g，塔尔皂的用量为每立方米废水添加60g，反应4.2min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入乙基黄药和2#油，乙基黄药的用量为每立方米废水添加110g，2#油的用量为每立方米废水添加60g，反应4.5min，使沉淀物表面疏水，之后将废水导入浮选机中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
本实施例的电镀废水净化后的镍含量为0.40mg/L，镍渣产品的镍含量为9.52％。
通过以上实施例说明，本发明提供的含镍电镀废水的浮选净化方法，通过酸化氧化、碱化硫化、除镍粗选和除镍扫选，依次实现了镍络合离子的高效氧化分解、镍离子的深度硫化以及镍硫化物的高效疏水和浮选，在保证废水达标排放的同时，实现了含镍电镀废水中镍的回收。该方法从镍离子状态调控以及镍离子硫化矿化的角度入手，采用浮选工艺回收废水中的镍离子矿化物，工艺简短、适应性强，干燥所得镍渣的品位高，实现了含镍电镀废水中镍的无害化处理和高效再利用。

Claims (10)

1.一种含镍电镀废水的浮选净化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将含镍电镀废水调节pH值至3～3.5，之后加入氧化剂进行反应，使镍转换为离子态；
S2：将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10～10.5，之后加入硫化剂进行反应，生成硫化物沉淀；
S3：向步骤S2处理得到的废水中加入第一硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，之后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入第二硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，之后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，除水后得到镍渣产品。
2.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S1中，所述的调节pH值采用酸性pH调节剂，酸性pH调节剂为盐酸或硫酸。
3.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S1中，所述的氧化剂为双氧水、次氯酸钠、漂白水中的任意一种或几种；氧化剂的用量为每立方米含镍电镀废水添加200～400g。
4.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S2中，所述的调节pH值采用碱性pH调节剂，碱性pH调节剂为氢氧化钠。
5.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S2中，所述的硫化剂为硫化钠；硫化钠的用量为每立方米含镍电镀废水添加250～350g。
6.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S3中，所述的第一硫化物沉淀捕收剂为皂类捕收剂；所述的皂类捕收剂为氧化石蜡皂、塔尔皂中的任意一种或其组合；皂类捕收剂的用量为每立方米含镍电镀废水添加80～120g。
7.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S4中，所述的第二硫化物沉淀捕收剂为乙基黄药与2#油的混合物。
8.根据权利要求7所述的浮选净化方法，其特征在于：所述的乙基黄药的用量为每立方米含镍电镀废水添加80～120g，2#油的用量为每立方米含镍电镀废水添加40～60g。
9.根据权利要求1所述的浮选净化方法，其特征在于：步骤S5中，所述的除水处理为：先压滤脱水，再加热干燥。
10.根据权利要求1、3、5～9中任一项所述的浮选净化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：酸化氧化
使用盐酸或硫酸将含镍电镀废水调节pH值至3～3.5，之后加入氧化剂反应5～60min，使镍转换为离子态；
S2：碱化硫化
使用氢氧化钠将步骤S1处理得到的废水调节pH值至10～10.5，之后加入硫化剂反应5～15min，生成硫化物沉淀；
S3：除镍粗选
向步骤S2处理得到的废水中加入第一硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，反应3～5min后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选粗选，得到第一富镍泡沫和粗选尾水；
S4：除镍扫选
向步骤S3处理得到的粗选尾水中加入第二硫化物沉淀捕收剂，对硫化物沉淀进行表面疏水处理，反应3～5min后将废水导入浮选装置中进行除镍浮选扫选，得到第二富镍泡沫和除镍净化水；
S5：镍渣制备
回收第一富镍泡沫和第二富镍泡沫，合并后经压滤、干燥得到镍渣产品。
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