專利名稱：一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢液的處理，尤其是涉及一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提 取鎳的方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)鍍鎳是一種無外電源作用，靠化學(xué)鍍鎳液自身氧化還原反應(yīng)在金屬表面上沉 積一層鎳一磷合金鎳鍍層，酸性化學(xué)鍍鎳是以次亞磷酸鈉為還原劑，化學(xué)鍍鎳的有效工作 周期(壽命)，一般在可利用5 12周期左右(工作周期定義為以新配槽時的鎳含量為計 算單位，在生產(chǎn)中因鎳消耗，補加一個計算單位量鎳，即為一個周期)達到周期后，鍍液中 的次亞磷酸根隨著周期的延長大量積累在鍍液中，導(dǎo)致鍍速由25 μ m/h降至2 5 μ m/h,鍍 液失去使用價值，便要廢棄排放掉，在廢棄液中還存有3 5g/L的鎳，根據(jù)國家環(huán)保局制定 含鎳廢液排放標(biāo)準(zhǔn)為< lppm。當(dāng)前對于含鎳廢水的處理主要有三種方式化學(xué)法、電滲析法和RO膜分離法等?；瘜W(xué)法，將含鎳廢液(酸性鍍鎳)pH調(diào)至> 8，攪拌曝氣，將產(chǎn)生的氨氣通過抽風(fēng)機 經(jīng)水塔簾處理，之后在堿性含鎳化合物池中加絮劑和助凝劑攪拌，使之產(chǎn)生顆粒物質(zhì)，再通 過壓濾機將其壓濾，產(chǎn)生膏狀的含鎳污泥渣，然后將其掩埋，或燒成紅磚。此方法不僅處理 成本高，浪費大量的鎳資源，而且會發(fā)生二次污染。電滲析法，需投入相關(guān)的電力設(shè)備鍍槽和電板等，處理運行過程時間長，電耗大， 因成本過高，故應(yīng)用較少。RO膜分離法，目前，處理量為0. 5T/h的設(shè)備需約30萬元人民幣，所處理的含鎳廢 水濃度需< lOOppm，且分離處理量為總處理量的65%，其余35 %含鎳廢水需二次處理，如 通過化學(xué)法，電滲析法等。公開號為CN201325915的發(fā)明專利申請公開一種含有絡(luò)合物鍍鎳廢液和鍍鎳漂 洗廢水的處理設(shè)備，包括至少一離子交換柱，其進口管路以及出口管路。進口管路用以向離 子交換柱輸入含有絡(luò)合物的溶液，該進口管路上設(shè)有將溶液從一第一 PH值調(diào)節(jié)到一第二 PH值的第一 pH值調(diào)節(jié)單元，其中該第二 pH值小于等于3。至少一離子交換柱裝有強酸性 陽離子交換樹脂，其輸入該溶液進行離子交換，使溶液中鎳離子被吸附到樹脂上。出口管路 從離子交換柱輸出離子交換后的溶液，該出口管路上設(shè)有將溶液的PH值調(diào)節(jié)至一目標(biāo)pH 值的第二 PH值調(diào)節(jié)單元。該發(fā)明利用在酸性條件下，鎳離子的絡(luò)合性最弱的特性，采用離 子交換吸附鎳離子的方式，以簡單的方法解決了目前含有絡(luò)合物的鍍鎳廢液和鍍鎳漂洗廢 水難以處理的困境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能替代現(xiàn)有的化學(xué)法、電滲析法、電解法、RO膜分離法、壓濾 法等工藝，可降低含鎳的廢水處理成本，提高鎳的能源利用率，達到酸性化學(xué)鍍鎳廢水零排 放的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法。
本發(fā)明包括以下步驟1)將酸性化學(xué)鍍鎳廢液注入酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽，在酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽中加入 催化還原劑和鎳金屬提取載體，將酸性化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳離子>97%沉積在鎳金屬提取 載體上；
2)將經(jīng)步驟1)直接提取鎳后的酸性化學(xué)鎳殘液經(jīng)過RO膜反滲透處理和熱蒸發(fā)處 理后，產(chǎn)生固體廢渣，即完成在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳。在步驟1)中，所述催化還原劑的加入量，按體積比，可為催化還原劑酸性化學(xué) 鍍鎳廢液=(0.3 0.5) 100，所述催化還原劑可包括丁二酸、氨基乙酸、次亞磷酸鈉、硫 脲、硫基苯駢噻唑、硫化硫酸鈉、氫氧化鉍和乳酸，在每升催化還原劑中，催化還原劑各成份 的濃度可為丁二酸5 30g/L，氨基乙酸7 23g/L，次亞磷酸鈉3 30g/L，硫脲0. 01 0. 5g/L，硫基苯駢噻唑0. 03 0. 7g/L，硫化硫酸鈉0. 02 0. lg/L，氫氧化鉍0. 03 0. Ig/ L，乳酸5 30g/L，余為水；所述鎳金屬提取載體可采用40系列不銹鋼或鐵，所述鎳金屬提 取載體的形狀可為圓柱型、網(wǎng)狀型、瓦楞型、圓珠型或片狀型等；所述酸性化學(xué)鍍鎳廢液的 溫度可為80 90°C，酸性化學(xué)鍍鎳廢液的pH值可調(diào)節(jié)為4. 4 5. 2，所述調(diào)節(jié)可采用氨 水將酸性化學(xué)鍍鎳廢液的PH值調(diào)節(jié)為4. 4 5. 2。在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中，一般鎳含量為 3 5g/L，一般經(jīng)過2 4h提取處理，酸性化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳由3 5g/L降至彡0. Ig/ L，酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽中>97%鎳直接提取出來，沉積在金屬載體上。在經(jīng)步驟1)直接提取鎳后的酸性化學(xué)鎳殘液中，按質(zhì)量百分比，剩余的鎳離子和 次亞磷酸根的含量< 0.9%。在步驟2)中，所述RO膜反滲透處理可采用RO膜反滲透處理裝置；熱蒸發(fā)處理可 采用熱蒸發(fā)槽，RO膜反滲透處理和熱蒸發(fā)處理的整個處理過程需6 8h即完成。經(jīng)RO膜 反滲透處理裝置進行分離處理后，將酸性化學(xué)鎳殘液中殘存的< 2%的鎳和大量的次亞磷 酸根以及乳酸根等，約65%的酸性化學(xué)鎳殘液達到排放及循環(huán)用水標(biāo)準(zhǔn)，將剩余的約35% 的含鎳及次亞磷酸鈉根、乳酸根等酸性化學(xué)鎳殘液加入到熱蒸發(fā)槽中，經(jīng)2 3h處理后， 35%的酸性化學(xué)鎳殘液中的水蒸發(fā)后，產(chǎn)生固體廢渣；所述蒸發(fā)槽的槽體可采用不銹鋼槽 體，可用電加熱器加熱或蒸汽加熱。與現(xiàn)有的酸性化學(xué)鍍鎳廢液的處理方法相比，本發(fā)明具有認下突出特點和技術(shù)效^ ο本發(fā)明由于在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接加入催化還劑使已失去氧化還原反應(yīng)能 力的廢棄老化鍍液重新恢復(fù)更強的氧化還原功能，通過提取載體將鍍液中的98%以上含鎳 離子直接提取出金屬鎳(含5% 7%磷)，其余 2%鎳及廢液中次亞磷酸根等有害雜 質(zhì)通過RO膜反滲透裝置和蒸發(fā)槽處理回收。在含鎳廢液中，次亞磷酸根的積累隨著化學(xué)鍍鎳生產(chǎn)周期增加而累積增多，次亞 磷酸根增多使化學(xué)鍍鎳液氧化還原反應(yīng)沉積速度逐漸變慢，最后導(dǎo)致反應(yīng)沉積速度由第一 周的20um/h，甚至更低，一般在第8 10周期便放棄使用。由于化學(xué)鍍鎳槽中工作液的鎳 離子含量在4 6g/L，所以放棄使用時，鎳離子含量一般在4g/L左右。本發(fā)明通過往廢舊 含鎳的廢液中加入催化還原劑，使廢棄的化學(xué)鍍鎳液氧化還原反應(yīng)得以恢復(fù)，同時將鍍液 的溫度控制在80 90°C，pH值調(diào)至4. 4 5. 2，使廢舊鍍液中鎳離子彡97%沉積在鎳金屬 提取載體上。
由于本發(fā)明將鎳金屬提取載體加入到加熱的蒸發(fā)槽中，廢液中的鎳由4. 13g/L消 耗至0. 08g/L，剩余0. 08g/L鎳廢水通過RO膜反滲透處理和熱蒸發(fā)處理，98%的鎳離子沉淀 在鎳金屬提取載體上。由于載體金屬應(yīng)力與鎳金屬應(yīng)力差距較大，因此能很容易將鎳金屬 從負載金屬剝離下來。本發(fā)明能替代現(xiàn)有的化學(xué)法、電滲析法、電解法、RO膜分離法、壓濾 法等工藝，可降低含鎳的廢水處理成本，提高鎳的能源利用率，達到酸性化學(xué)鍍鎳廢水零排 放的目的。
具體實施例方式以下實施例將對本發(fā)明作進一步的說明。實施例1本發(fā)明包括以下步驟1)將酸性化學(xué)鍍鎳廢液注入酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽，在酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽中加入 催化還原劑和鎳金屬提取載體，將酸性化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳離子>97%沉積在鎳金屬提取 載體上；所述催化還原劑的加入量，按體積比，可為催化還原劑酸性化學(xué)鍍鎳廢液= 0.3 100，所述催化還原劑可包括丁二酸、氨基乙酸、次亞磷酸鈉、硫脲、硫基苯駢噻唑、 硫化硫酸鈉、氫氧化鉍和乳酸，在每升催化還原劑中，催化還原劑各成份的濃度可為丁二 酸15g/L，氨基乙酸7g/L，次亞磷酸鈉30g/L，硫脲0. 03g/L，硫基苯駢噻唑0. 03g/L，硫化硫 酸鈉0. 05g/L,氫氧化鉍0. 03g/L,乳酸5g/L，余為水；所述鎳金屬提取載體可采用40系列 不銹鋼，所述鎳金屬提取載體的形狀為圓柱型或圓珠型；所述酸性化學(xué)鍍鎳廢液的溫度為 80 85°C，采用氨水將酸性化學(xué)鍍鎳廢液的pH值調(diào)節(jié)為4. 8。在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中，一 般鎳含量為3 5g/L，一般經(jīng)過2 4h提取處理，酸性化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳由3 5g/L降 至< 0. lg/L，酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽中> 97%鎳直接提取出來，沉積在金屬載體上。在經(jīng)步驟1)直接提取鎳后的酸性化學(xué)鎳殘液中，按質(zhì)量百分比，剩余的鎳離子含 量< 0.9%，次亞磷酸鈉總量45%。2)將經(jīng)步驟1)直接提取鎳后的酸性化學(xué)鎳殘液經(jīng)過RO膜反滲透處理和熱蒸發(fā)處 理后，產(chǎn)生固體廢渣，即完成在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳。所述RO膜反滲透處理采用RO膜反滲透處理裝置，例如臺源水質(zhì)凈化科技(深 圳)公司出廠的0. 5T/H RO反滲透電鍍廢水處理系統(tǒng)；熱蒸發(fā)處理可采用熱蒸發(fā)槽，RO膜 反滲透處理和熱蒸發(fā)處理的整個處理過程需6 8h即完成。經(jīng)RO膜反滲透處理裝置進行 分離處理后，將酸性化學(xué)鎳殘液中殘存的的鎳和大量的次亞磷酸根以及乳酸根等，約 65%的酸性化學(xué)鎳殘液達到排放及循環(huán)用水標(biāo)準(zhǔn)，將剩余的約35%的含鎳及次亞磷酸鈉 根、乳酸根等酸性化學(xué)鎳殘液加入到熱蒸發(fā)槽中，經(jīng)2 3h處理后，35%的酸性化學(xué)鎳殘液 中的水蒸發(fā)后，產(chǎn)生固體廢渣；所述蒸發(fā)槽的槽體可采用不銹鋼槽體，可用電加熱器加熱或 蒸汽加熱。此方法可從中提取出0. 306kg金屬鎳磷合金。上述提取的0. 396kg金屬鎳磷合金 的市場售價約為31. 68元，去掉處理成本11. 6元，還有20元的經(jīng)濟效益收入，鎳資源又得 到了利用。如采用化學(xué)法處理，需處理成本50元左右(因含鎳廢渣需要掩埋，又有二次污 染)，本方法設(shè)備投資為化學(xué)法處理設(shè)備價格的1/10左右，據(jù)相關(guān)資料報道，單深圳每年大約有30000噸化學(xué)鎳廢液，如采用此方法計算起來只是深圳化學(xué)鍍鎳行業(yè)就有6000000元經(jīng)濟效益。常規(guī)處理1噸酸性化學(xué)鍍鎳需500元左右而采用本方法處理只需150元。實施例2與實施例1類似，其區(qū)別在于在步驟1)中，所述催化還原劑的加入量，按體積比， 可為催化還原劑酸性化學(xué)鍍鎳廢液=0.4 100，所述催化還原劑可包括丁二酸、氨基 乙酸、次亞磷酸鈉、硫脲、硫基苯駢噻唑、硫化硫酸鈉、氫氧化鉍和乳酸，在每升催化還原劑 中，催化還原劑各成份的濃度可為丁二酸30g/L，氨基乙酸15g/L，次亞磷酸鈉3g/L，硫脲 0. 01g/L，硫基苯駢噻唑0. 7g/L，硫化硫酸鈉0. 02g/L,氫氧化鉍0. 01g/L,乳酸15g/L，余為 水；所述鎳金屬提取載體可采用鐵，所述鎳金屬提取載體的形狀為網(wǎng)狀型或瓦楞型；所述 酸性化學(xué)鍍鎳廢液的溫度為85 90°C，采用氨水將酸性化學(xué)鍍鎳廢液的pH值調(diào)節(jié)為4. 4。實施例3與實施例1類似，其區(qū)別在于在步驟1)中，所述催化還原劑的加入量，按體積比， 可為催化還原劑酸性化學(xué)鍍鎳廢液=0. 5 100，所述催化還原劑可包括丁二酸、氨基乙 酸、次亞磷酸鈉、硫脲、硫基苯駢噻唑、硫化硫酸鈉、氫氧化鉍和乳酸，在每升催化還原劑中， 催化還原劑各成份的濃度可為丁二酸5g/L，氨基乙酸23g/L，次亞磷酸鈉15g/L，硫脲0. 5g/ L，硫基苯駢噻唑0. 3g/L，硫化硫酸鈉0. lg/L，氫氧化鉍0. 05g/L,乳酸30g/L，余為水；所述 鎳金屬提取載體的形狀為片狀型；所述酸性化學(xué)鍍鎳廢液的溫度為85 87°C，采用氨水將 酸性化學(xué)鍍鎳廢液的PH值調(diào)節(jié)為5. 2。
權(quán)利要求
一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于包括以下步驟1)將酸性化學(xué)鍍鎳廢液注入酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽，在酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽中加入催化還原劑和鎳金屬提取載體，將酸性化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳離子≥97％沉積在鎳金屬提取載體上；2)將經(jīng)步驟1)直接提取鎳后的酸性化學(xué)鎳殘液經(jīng)過RO膜反滲透處理和熱蒸發(fā)處理后，產(chǎn)生固體廢渣，即完成在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于 在步驟1)中，所述催化還原劑的加入量，按體積比，為催化還原劑酸性化學(xué)鍍鎳廢液= (0.3 0.5) 100。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在 于在步驟1)中，所述催化還原劑包括丁二酸、氨基乙酸、次亞磷酸鈉、硫脲、硫基苯駢噻唑、 硫化硫酸鈉、氫氧化鉍和乳酸，在每升催化還原劑中，催化還原劑各成份的濃度為丁二酸 5 30g/L，氨基乙酸7 23g/L，次亞磷酸鈉3 30g/L，硫脲0. 01 0. 5g/L，硫基苯駢噻 唑0. 03 0. 7g/L，硫化硫酸鈉0. 02 0. lg/L，氫氧化鉍0. 03 0. lg/L，乳酸5 30g/L, 余為水。
4.如權(quán)利要求1所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于在 步驟1)中，所述鎳金屬提取載體為40系列不銹鋼或鐵。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在 于在步驟1)中，所述鎳金屬提取載體的形狀為圓柱型、網(wǎng)狀型、瓦楞型、圓珠型或片狀型。
6.如權(quán)利要求1所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于在 步驟1)中，所述酸性化學(xué)鍍鎳廢液的溫度為80 90°C。
7.如權(quán)利要求1所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于在 步驟1)中，酸性化學(xué)鍍鎳廢液的PH值調(diào)節(jié)為4. 4 5. 2。
8.如權(quán)利要求7所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于， 所述調(diào)節(jié)采用氨水調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于在 步驟2)中，所述RO膜反滲透處理采用RO膜反滲透處理裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，其特征在于 在步驟2)中，熱蒸發(fā)處理采用熱蒸發(fā)槽。
全文摘要
一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法，涉及一種工業(yè)廢液的處理。提供能替代現(xiàn)有的化學(xué)法、電滲析法、電解法、RO膜分離法、壓濾法等工藝，可降低含鎳的廢水處理成本，提高鎳的能源利用率，達到酸性化學(xué)鍍鎳廢水零排放的一種在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳的方法。將酸性化學(xué)鍍鎳廢液注入酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽，在酸性化學(xué)鍍鎳廢液槽中加入催化還原劑和鎳金屬提取載體，將酸性化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳離子≥97％沉積在鎳金屬提取載體上；將直接提取鎳后的酸性化學(xué)鎳殘液經(jīng)過RO膜反滲透處理和熱蒸發(fā)處理后，產(chǎn)生固體廢渣，即完成在酸性化學(xué)鍍鎳廢液中直接提取鎳。
文檔編號C02F103/16GK101817607SQ201010131688
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者劉政, 劉明, 劉景祥, 劉超, 李兵, 韓雙 申請人:埃梯星(廈門)電子科技有限公司