CN113636691A - 一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法 - Google Patents

一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，包括以下步骤：S1、将化学镀镍废液经多级安保过滤系统过滤；S2、利用阴离子单向膜电渗析系统对过滤后的化学镀镍废液进行电渗析处理，得到磷浓缩液；S3、利用阳离子单向膜电渗析系统对化学镀镍废液进行电渗析处理，得到镍浓缩液；S4、利用电芬顿技术对磷浓缩液进行处理，得到磷酸铁回收再利用；S5、利用旋流电解装置对镍浓缩液进行处理，得到金属镍回收再利用。以金属镍及磷酸铁的形式，实现废液中镍磷资源的有效回收，降低废液对环境的污染。

Description

一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法
技术领域
本发明属于工业废水处理及回收利用技术领域，具体是涉及一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法。
背景技术
电镀是国民加工制造业中的通用工序，在机械、电子、航空航天等领域都有广泛的应用。化学镀镍是电镀行业的一个重要分支，由于其镀层具有优良的耐蚀性、耐磨性、可焊性以及镀层厚度均匀等优点，使其在世界范围内得到了广泛的应用。
化学镀镍行业的迅猛发展，同时带来了大量化学镀镍废液需要处理的问题。化学镀镍废液中含有高浓度的镍和次亚磷酸盐，含量高达几至几十克每升。重金属镍排放至水体中，对水生生物具有明显的毒害作用，当水体中的镍离子浓度超过1.2mg/L时即可引起鱼群死亡。废液中次/亚磷酸盐难以被生化处理方法的微生物有效利用，大部分污水处理厂因这一股水的处理造成严重的磷超标排放的问题，而且大量的磷排放到至水体中对水质污染严重，是造成水体富营养化的污染物之一。按我国现行电镀污染物排放标准(GB21900-2008)中表3标准规定：镍允许排放的浓度仅为0.1mg/L，总磷允许排放的浓度为0.5mg/L。
镍是一种短缺昂贵的金属资源，这些年国际市场上镍的价格一直居高不下。2020年金属镍的价格上涨到14万元/吨。与此同时，磷资源也是我国紧缺的资源之一，中国国土资源部将磷矿资源列入2010年后不能满足国民经济发展需求的重要矿种之一。近年来，大量学者正在研究如何从生活污水处理厂产生的污泥中提取日渐宝贵的磷资源。如果对化学镀镍废液中的镍和磷不加以回收利用而任意排放，那么势必会造成对此类稀缺宝贵资源的浪费。
目前，化学镀镍废液的主要处理方法有化学沉淀法、芬顿法等，这些方法往往需要投加大量的污水处理药剂，成本高，同时废液中的重金属、磷资源回收困难，造成资源浪费，产生大量污泥，容易造成二次污染。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，具体技术方案是：一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，主要包括以下步骤：
S1、废液过滤
将化学镀镍废液经多级安保过滤系统过滤，去除化学镀镍废液中的颗粒杂质；
S2、废液中磷的分离浓缩
利用阴离子单向膜电渗析系统对过滤后的化学镀镍废液进行电渗析处理，使化学镀镍废液中的次磷酸根、亚磷酸根在电场力的作用下，透过阴离子单向膜进入磷浓缩液池，使化学镀镍废液中的磷分离浓缩得到磷浓缩液；
S3、废液中镍的分离浓缩
利用阳离子单向膜电渗析系统对步骤S2处理后的化学镀镍废液进行电渗析处理，使化学镀镀镍废液中的镍离子在电场力的作用下，透过阳离子单向膜进入镍浓缩液池，使化学镀镍废液中的镍分离浓缩得到镍浓缩液；
S4、磷浓缩液后处理
利用电芬顿技术对步骤S2中得到的磷浓缩液进行处理，在电芬顿反应产生的OH作用下，磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧化为正磷酸根，正磷酸根与电芬顿反应系统中的Fe3+反应形成磷酸铁结晶沉淀，将得到的磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁回收再利用；
S5、镍浓缩液后处理
利用旋流电解装置对步骤S3中得到的镍浓缩液进行处理，镍浓缩液中的镍离子在阴极还原沉积，得到金属镍回收再利用。
进一步地，所述多级安保过滤系统的过滤方法为：将化学镀镍废液引入多级安保过滤系统中，利用多级安保过滤系统中多组过滤槽逐级将化学镀镍废液中的颗粒过滤拦截，所述过滤槽的过滤孔径从上到下逐级减小，过滤后通过过滤槽顶端的喷洗装置对过滤得到的颗粒进行表面清洗，使过滤颗粒上粘附的化学镀镍废液脱离并回归化学镀镍废液主体中，多级过滤可以将化学镀镍废液中的不溶性杂质颗粒过滤并按照颗粒粒径大小进行分离，便于后续处理，同时利用喷洗装置将过滤颗粒表面粘附的化学镀镍废液清洗，方便杂质颗粒的后续处理，并且提高了化学镀镍废液中镍、磷的回收率。
进一步地，所述阴离子单向膜电渗析系统包括用于通过化学镀镍废液的阴离子单向膜和设置在所述阴离子单向膜两侧的第一阳电极槽、第一阴电极槽，所述第一阳电极槽与阴离子单向膜之间设有磷浓缩液池，利用阴离子单向膜可以通过次磷酸根、亚磷酸根的特性，只需要施加电场力就可以完成化学镀镍废液中磷的分离，分离成本低且效率高。
进一步地，所述阴离子单向膜电渗析系统在运行5-7d后，将所述第一阳电极槽与第一阴电极槽互换位置，同时将磷浓缩液重新填充在第一阳电极槽与阴离子单向膜之间的磷浓缩液池内，同时将磷浓缩液重新填充在第一阳电极槽与阴离子单向膜之间的磷浓缩液池内，电极槽周期性位置互换可以使阴离子单向膜两侧均投入使用，避免了阴离子单向膜长时间使用造成堵塞，并且电极槽互换时可以对电极槽内产生的沉淀进行清理。
进一步地，所述阳离子单向膜电渗析系统包括用于通过化学镀镍废液的阳离子单向膜和设置在所述阳离子单向膜两侧的第二阳电极槽、第二阴电极槽，所述第二阴电极槽与阳离子单向膜之间设有镍浓缩液池，利用阳离子单向膜可以通过镍离子的特性，只需要施加电场力就可以完成化学镀镍废液中镍的分离，分离成本低且效率高。
进一步地，所述阳离子单向膜电渗析系统在运行10-15d后，将所述第二阳电极槽与第二阴电极槽互换位置，同时将镍浓缩液重新填充在第二阴电极槽与阳离子单向膜之间的镍浓缩液池内，电极槽周期性位置互换可以使阳离子单向膜两侧均投入使用，避免了阳离子单向膜长时间使用造成堵塞，并且电极槽互换时可以对电极槽内产生的沉淀进行清理。
优选地，在电芬顿反应系统处理之前，将步骤S2得到磷浓缩液的pH调节至2.5-4，磷浓缩液pH在2.5-4时，电芬顿反应系统产生的OH量大，氧化磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧的效率高。
进一步地，所述磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁的步骤为：将磷酸铁结晶沉淀用蒸馏水清洗3-5遍，将清洗干净的磷酸铁结晶沉淀于60-80℃烘干30-50min，然后将磷酸铁结晶沉淀置于烧结炉中，以5℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至130-150℃，保温10-20min，然后以10℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至350-370℃，在350-370℃条件下加热20-30min得到磷酸铁，磷酸铁结晶沉淀中含有结晶水，一般情况下磷酸铁结晶沉淀的处理包括脱水和转晶两部分，上述加工步骤在控制升温速率和高温处理时间的条件下，无需分成两步进行，提高效率，节省成本。
优选地，所述经电芬顿技术处理后的磷浓缩液返回至步骤S2中继续分离浓缩，进一步回收磷浓缩液中的磷，返回次数为1-3次，电芬顿技术可以将磷浓缩液中的磷浓度降低至93％以上，处理后液体中还含有少量次磷酸根、亚磷酸根，返回至步骤S2中继续分离浓缩，可以在不影响整体流程的前提下进一步回收其中的磷。
优选地，所述经旋流电解处理后的镍浓缩液返回至步骤S3中分离继续浓缩，进一步回收镍浓缩液中的镍，返回次数为1-5次，旋流电解处理可将镍浓缩液中的镍浓度降低90％以上，处理后液体中还含有镍离子，返回至步骤S3中分离继续浓缩1-5次，可以在不影响整体流程的前提下进一步回收其中的镍。
本发明的有益效果是：本发明提供一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，通过对化学镀镍废液进行多级过滤，将废液中杂质颗粒分离并清洗，既便于过滤颗粒的后续处理，又提高了废液的回收率，并且利用阴离子单向膜和阳离子单向膜对废液进行分步处理，利用电场力和单向膜的单一通过性将废液中的磷、镍分别浓缩，并且处理过程中周期性将电极槽极性互换，延长离子单向膜的使用寿命，降低处理成本，以金属镍及磷酸铁的形式，实现废液中镍磷资源的有效回收，降低废液对环境的污染。总之，本发明具有方法先进、流程完善、处理效率高、成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的整体方法流程图；
图2是本发明实施例1的电渗析处理系统结构图；
图3是本发明实施例11的电渗析处理结构示意图。
其中，1-阴离子单向膜电渗析系统、11-阴离子单向膜、12-第一阳电极槽、13-第一阴电极槽、14-磷浓缩液池；
2-阳离子单向膜电渗析系统、21-阳离子单向膜、22-第二阳电极槽、23-第二阴电极槽、24-镍浓缩液池；
1a-双向膜组、11a-阴离子交换膜、12a-阳离子交换膜、14a-磷浓缩池、24a-镍浓缩池、2a-阳电极槽、3a-阴电极槽，
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-3和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。
实施例1：如图1所示，一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，主要包括以下步骤：
S1、废液过滤
将化学镀镍废液经多级安保过滤系统过滤，去除化学镀镍废液中的颗粒杂质，多级安保过滤系统的过滤方法为：将化学镀镍废液引入多级安保过滤系统中，利用多级安保过滤系统中多组过滤槽逐级将化学镀镍废液中的颗粒过滤拦截，过滤槽的过滤孔径从上到下逐级减小，过滤后通过过滤槽顶端的喷洗装置对过滤得到的颗粒进行表面清洗，使过滤颗粒上粘附的化学镀镍废液脱离并回归化学镀镍废液主体中；
S2、废液中磷的分离浓缩
利用阴离子单向膜电渗析系统1对过滤后的化学镀镍废液进行电渗析处理，使化学镀镍废液中的次磷酸根、亚磷酸根在电场力的作用下，透过阴离子单向膜11进入磷浓缩液池14，使化学镀镍废液中的磷分离浓缩得到磷浓缩液，
如图2所示，阴离子单向膜电渗析系统1包括用于通过化学镀镍废液的阴离子单向膜11和设置在阴离子单向膜11两侧的第一阳电极槽12、第一阴电极槽13，第一阳电极槽12与阴离子单向膜11之间设有磷浓缩液池14，
阴离子单向膜电渗析系统1在运行6d后，将第一阳电极槽12与第一阴电极槽13互换位置，同时将磷浓缩液重新填充在第一阳电极槽12与阴离子单向膜11之间的磷浓缩液池14内；
S3、废液中镍的分离浓缩
利用阳离子单向膜电渗析系统2对步骤S2处理后的化学镀镍废液进行电渗析处理，使化学镀镀镍废液中的镍离子在电场力的作用下，透过阳离子单向膜21进入镍浓缩液池24，使化学镀镍废液中的镍分离浓缩得到镍浓缩液，
如图2所示，阳离子单向膜电渗析系统2包括用于通过化学镀镍废液的阳离子单向膜21和设置在阳离子单向膜21两侧的第二阳电极槽22、第二阴电极槽23，第二阴电极槽23与阳离子单向膜21之间设有镍浓缩液池24，
阳离子单向膜电渗析系统2在运行13d后，将第二阳电极槽22与第二阴电极槽23互换位置，同时将镍浓缩液重新填充在第二阴电极槽23与阳离子单向膜21之间的镍浓缩液池24内；
S4、磷浓缩液后处理
将步骤S2得到磷浓缩液的pH调节至3，利用电芬顿技术对磷浓缩液进行处理，在电芬顿反应产生的OH作用下，磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧化为正磷酸根，正磷酸根与电芬顿反应系统中的Fe3+反应形成磷酸铁结晶沉淀，将得到的磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁回收再利用，经电芬顿技术处理后的磷浓缩液返回至步骤S2中继续分离浓缩，进一步回收磷浓缩液中的磷，返回次数为2次，
磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁的步骤为：将磷酸铁结晶沉淀用蒸馏水清洗4遍，将清洗干净的磷酸铁结晶沉淀于70℃烘干40min，然后将磷酸铁结晶沉淀置于烧结炉中，以5℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至140℃，保温15min，然后以10℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至350℃，在350℃条件下加热30min得到磷酸铁；
S5、镍浓缩液后处理
利用旋流电解装置对步骤S3中得到的镍浓缩液进行处理，镍浓缩液中的镍离子在阴极还原沉积，得到金属镍回收再利用，经旋流电解处理后的镍浓缩液返回至步骤S3中分离继续浓缩，进一步回收镍浓缩液中的镍，返回次数为3次。
实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：
S1、废液过滤
将化学镀镍废液进行单级过滤，去除化学镀镍废液中的颗粒杂质。
实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：
阴离子单向膜电渗析系统1在运行5d后，将第一阳电极槽12与第一阴电极槽13互换位置，同时将磷浓缩液重新填充在第一阳电极槽12与阴离子单向膜11之间的磷浓缩液池14内。
实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：
阴离子单向膜电渗析系统1在运行7d，后将第一阳电极槽12与第一阴电极槽13互换位置，同时将磷浓缩液重新填充在第一阳电极槽12与阴离子单向膜11之间的磷浓缩液池14内。
实施例5：与实施例1基本相同，不同之处在于：
阳离子单向膜电渗析系统2在运行10d后，将第二阳电极槽22与第二阴电极槽23互换位置，同时将镍浓缩液重新填充在第二阴电极槽23与阳离子单向膜21之间的镍浓缩液池24内。
实施例6：与实施例1基本相同，不同之处在于：
阳离子单向膜电渗析系统2在运行15d后，将第二阳电极槽22与第二阴电极槽23互换位置，同时将镍浓缩液重新填充在第二阴电极槽23与阳离子单向膜21之间的镍浓缩液池24内。
实施例7：与实施例1基本相同，不同之处在于：
S4、磷浓缩液后处理
将步骤S2得到磷浓缩液的pH调节至2.5，利用电芬顿技术对磷浓缩液进行处理，在电芬顿反应产生的OH作用下，磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧化为正磷酸根，正磷酸根与电芬顿反应系统中的Fe3+反应形成磷酸铁结晶沉淀，将得到的磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁回收再利用，经电芬顿技术处理后的磷浓缩液返回至步骤S2中继续分离浓缩，进一步回收磷浓缩液中的磷，返回次数为1次，
磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁的步骤为：将磷酸铁结晶沉淀用蒸馏水清洗3遍，将清洗干净的磷酸铁结晶沉淀于60℃烘干30min，然后将磷酸铁结晶沉淀置于烧结炉中，用纯度99.9％的氩气作为烧结炉的保护气体，以5℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至130℃，保温10min，然后以10℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至360℃，在360℃条件下加热25min得到磷酸铁。
实施例8：与实施例1基本相同，不同之处在于：
S4、磷浓缩液后处理
将步骤S2得到磷浓缩液的pH调节至4，利用电芬顿技术对磷浓缩液进行处理，在电芬顿反应产生的OH作用下，磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧化为正磷酸根，正磷酸根与电芬顿反应系统中的Fe3+反应形成磷酸铁结晶沉淀，将得到的磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁回收再利用，经电芬顿技术处理后的磷浓缩液返回至步骤S2中继续分离浓缩，进一步回收磷浓缩液中的磷，返回次数为3次，
磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁的步骤为：将磷酸铁结晶沉淀用蒸馏水清洗5遍，将清洗干净的磷酸铁结晶沉淀于80℃烘干50min，然后将磷酸铁结晶沉淀置于烧结炉中，以5℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至150℃，保温20min，然后以10℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至370℃，在370℃条件下加热20min得到磷酸铁。
实施例9：与实施例1基本相同，不同之处在于：
S5、镍浓缩液后处理
利用旋流电解装置对步骤S3中得到的镍浓缩液进行处理，镍浓缩液中的镍离子在阴极还原沉积，得到金属镍回收再利用，经旋流电解处理后的镍浓缩液返回至步骤S3中分离继续浓缩，进一步回收镍浓缩液中的镍，返回次数为1次。
实施例10：与实施例1基本相同，不同之处在于：
S5、镍浓缩液后处理
利用旋流电解装置对步骤S3中得到的镍浓缩液进行处理，镍浓缩液中的镍离子在阴极还原沉积，得到金属镍回收再利用，经旋流电解处理后的镍浓缩液返回至步骤S3中分离继续浓缩，进一步回收镍浓缩液中的镍，返回次数为5次。
实施例11：一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，主要包括以下步骤：
S1、废液过滤
将化学镀镍废液经多级安保过滤系统过滤，去除化学镀镍废液中的颗粒杂质，多级安保过滤系统的过滤方法为：将化学镀镍废液引入多级安保过滤系统中，利用多级安保过滤系统中多组过滤槽逐级将化学镀镍废液中的颗粒过滤拦截，过滤槽的过滤孔径从上到下逐级减小，过滤后通过过滤槽顶端的喷洗装置对过滤得到的颗粒进行表面清洗，使过滤颗粒上粘附的化学镀镍废液脱离并回归化学镀镍废液主体中；
S2、废液中磷、镍的同步分离浓缩
如图3所示，同步电渗析系统包括通过通过化学镀镍废液的双向膜组1a和设置在双向膜组1a两侧的阳电极槽2a、阴电极槽3a，
双向膜组1a靠近阳电极槽2a一侧为阴离子交换膜11a，阴离子交换膜11a与阳电极槽2a之间设有磷浓缩池14a，化学镀镍废液中的次磷酸根、亚磷酸根在电场力的作用下，透过阴离子交换膜11a进入磷浓缩液14a，使化学镀镍废液中的磷分离浓缩得到磷浓缩液，
双向膜组1a靠近阴电极槽3a一侧为阳离子交换膜12a，阳离子交换膜12a与阴电极槽3a之间设有镍浓缩池24a，化学镀镀镍废液中的镍离子在电场力的作用下，透过阳离子交换膜12a进入镍浓缩池14a，使化学镀镍废液中的镍分离浓缩得到镍浓缩液；
S3、磷浓缩液后处理
将步骤S2得到磷浓缩液的pH调节至3，利用电芬顿技术对磷浓缩液进行处理，在电芬顿反应产生的OH作用下，磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧化为正磷酸根，正磷酸根与电芬顿反应系统中的Fe3+反应形成磷酸铁结晶沉淀，将得到的磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁回收再利用，经电芬顿技术处理后的磷浓缩液返回至步骤S2中继续分离浓缩，进一步回收磷浓缩液中的磷，返回次数为2次，
磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁的步骤为：将磷酸铁结晶沉淀用蒸馏水清洗4遍，将清洗干净的磷酸铁结晶沉淀于70℃烘干40min，然后将磷酸铁结晶沉淀置于烧结炉中，用纯度99.9％的氩气作为烧结炉的保护气体，以5℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至140℃，保温15min，然后以10℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至350℃，在350℃条件下加热30min得到磷酸铁；
S4、镍浓缩液后处理
利用旋流电解装置对步骤S2中得到的镍浓缩液进行处理，镍浓缩液中的镍离子在阴极还原沉积，得到金属镍回收再利用，经旋流电解处理后的镍浓缩液返回至步骤S2中分离继续浓缩，进一步回收镍浓缩液中的镍，返回次数为3次。
实验例1：研究多级过滤安保系统对镍、磷资源回收利用的影响
分别利用实施例1、实施例2提供方法随化学镀镍废液进行处理，结果如下：
实施例1：采用多级安保系统对化学镀镍废液中杂质颗粒过滤的较为彻底，后续电渗析处理中，阴离子交换膜和阳离子交换膜堵塞面积小，交换膜使用寿命长，且经过喷洗的杂质颗粒可直接进行掩埋或加工处理，后续处理成本低；
实施例2：采用单级过滤对化学镀镍废液中杂质颗粒过滤的不彻底，过滤槽易堵塞，后续电渗析处理中，阴离子交换膜和阳离子交换膜堵塞面积大，交换膜使用寿命短，且过滤得到的杂质颗粒因为上面粘附有化学镀镍废液，无法直接掩埋或加工处理，后续处理成本高。
结论：本发明实施例1中提供的多级安保过滤系统可以提高电渗析处理中交换膜的使用寿命，并且降低了过滤杂质颗粒的后续处理成本。
实验例2：研究电极槽互换对镍、磷资源回收利用的影响
利用实施例1、实施例3-6提供的方法对化学镀镍废液中的镍、磷进行资源回收利用，并设置对照组1，对照组1与实施例1基本相同，不同之处在于，对照组1中第一阳电极槽与第一阴电极槽、第二阳电极槽与第二阴电极槽均不互换位置，处理结果如表1所示：
表1电极槽互换对化学镀镍废液处理影响对比表
Figure BDA0003177507290000091
结论：周期性交换阴电极槽和阳电极槽可以大幅度提高阴离子交换膜和阳离子交换膜的使用寿命，降低处理成本。
实验例3：研究磷浓缩液后处理液、镍浓缩液后处理液返回次数对镍、磷资源回收利用方法的影响
利用实施例1、实施例7-10提供的方法对化学镀镍废液中的镍、磷进行资源回收利用，并设置对照组2，对照组2与实施例1基本相同，不同之处在于，对照组2中磷浓缩液后处理液、镍浓缩液后处理液直接排放，处理结果如表2所示：
表2后处理液返回再处理对化学镀镍废液处理影响对比表
Figure BDA0003177507290000101
结论：磷浓缩液后处理液、镍浓缩液后处理液返回再处理次数越多，排放液中磷、镍含量越低，但成本相应增高，由表2中可以看出，实施例1提供方法性价比较高，排放液中磷、镍含量符合排放标准，且处理成本相对较低。
实验例4：研究废液中磷、镍的分步分离浓缩与同步分离浓缩的区别
利用实施例1、实施例11提供方法对化学镀镍废液进行处理，结果如下：
实施例1中磷、镍分步进行分离浓缩，由于阴离子单向膜电渗析系统与阳离子单向膜电渗析系统中电场力的强度不同，处理时间也不同，分步处理可以最大程度将化学镀镍废液中的磷、镍分离浓缩，而实施例11中的磷、镍同步进行分离浓缩，由于阴离子单向膜电渗析系统与阳离子单向膜电渗析系统中电场力的强度不同，处理时间也不同，如果按照电场力需求低或电场力需求高的电渗析系统进行电场力施加，分离效果不好，同理，处理时间短或长都会使分离浓缩效率降低，所以，同步分离浓缩虽然一体性较强，但分离浓缩效率低，而分步分离浓缩虽然要进行两步，但分离效率高。

Claims (10)

1.一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1、废液过滤
将化学镀镍废液经多级安保过滤系统过滤，去除化学镀镍废液中的颗粒杂质；
S2、废液中磷的分离浓缩
利用阴离子单向膜电渗析系统(1)对过滤后的化学镀镍废液进行电渗析处理，使化学镀镍废液中的次磷酸根、亚磷酸根在电场力的作用下，透过阴离子单向膜(11)进入磷浓缩液池(14)，使化学镀镍废液中的磷分离浓缩得到磷浓缩液；
S3、废液中镍的分离浓缩
利用阳离子单向膜电渗析系统(2)对步骤S2处理后的化学镀镍废液进行电渗析处理，使化学镀镀镍废液中的镍离子在电场力的作用下，透过阳离子单向膜(21)进入镍浓缩液池(24)，使化学镀镍废液中的镍分离浓缩得到镍浓缩液；
S4、磷浓缩液后处理
利用电芬顿技术对步骤S2中得到的磷浓缩液进行处理，在电芬顿反应产生的OH作用下，磷浓缩液中的次磷酸根、亚磷酸根氧化为正磷酸根，正磷酸根与电芬顿反应系统中的Fe3+反应形成磷酸铁结晶沉淀，将得到的磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁回收再利用；
S5、镍浓缩液后处理
利用旋流电解装置对步骤S3中得到的镍浓缩液进行处理，镍浓缩液中的镍离子在阴极还原沉积，得到金属镍回收再利用。
2.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述多级安保过滤系统的过滤方法为：将化学镀镍废液引入多级安保过滤系统中，利用多级安保过滤系统中多组过滤槽逐级将化学镀镍废液中的颗粒过滤拦截，所述过滤槽的过滤孔径从上到下逐级减小，过滤后通过过滤槽顶端的喷洗装置对过滤得到的颗粒进行表面清洗，使过滤颗粒上粘附的化学镀镍废液脱离并回归化学镀镍废液主体中。
3.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述阴离子单向膜电渗析系统(1)包括用于通过化学镀镍废液的阴离子单向膜(11)和设置在所述阴离子单向膜(11)两侧的第一阳电极槽(12)、第一阴电极槽(13)，所述第一阳电极槽(12)与阴离子单向膜(11)之间设有磷浓缩液池(14)。
4.根据权利要求3所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述阴离子单向膜电渗析系统(1)在运行5-7d后，将所述第一阳电极槽(12)与第一阴电极槽(13)互换位置，同时将磷浓缩液重新填充在第一阳电极槽(12)与阴离子单向膜(11)之间的磷浓缩液池(14)内。
5.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述阳离子单向膜电渗析系统(2)包括用于通过化学镀镍废液的阳离子单向膜(21)和设置在所述阳离子单向膜(21)两侧的第二阳电极槽(22)、第二阴电极槽(23)，所述第二阴电极槽(23)与阳离子单向膜(21)之间设有镍浓缩液池(24)。
6.根据权利要求5所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述阳离子单向膜电渗析系统(2)在运行10-15d后，将所述第二阳电极槽(22)与第二阴电极槽(23)互换位置，同时将镍浓缩液重新填充在第二阴电极槽(23)与阳离子单向膜(21)之间的镍浓缩液池(24)内。
7.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，在电芬顿反应系统处理之前，将步骤S2得到磷浓缩液的pH调节至2.5-4。
8.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述磷酸铁结晶沉淀加工制成磷酸铁的步骤为：将磷酸铁结晶沉淀用蒸馏水清洗3-5遍，将清洗干净的磷酸铁结晶沉淀于60-80℃烘干30-50min，然后将磷酸铁结晶沉淀置于烧结炉中，以5℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至130-150℃，保温10-20min，然后以10℃/min的升温速率升高烧结炉中温度至350-370℃，在350-370℃条件下加热20-30min得到磷酸铁。
9.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述经电芬顿技术处理后的磷浓缩液返回至步骤S2中继续分离浓缩，进一步回收磷浓缩液中的磷，返回次数为1-3次。
10.根据权利要求1所述的一种化学镀镍废液中镍、磷资源回收利用方法，其特征在于，所述经旋流电解处理后的镍浓缩液返回至步骤S3中分离继续浓缩，进一步回收镍浓缩液中的镍，返回次数为1-5次。
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