专利名称：一种回收溶液中镍的方法
技术领域：
本发明涉及溶液中镍元素的提取技术，是通过建立一种乳状液膜，回收溶液中的镍，达到废水处理并回收利用镍的目的，特别涉及一种回收溶液中镍的方法，属于环境化工领域。
背景技术：
镍产品的生产工艺中产生大量的含镍废水，包括电镀、不锈钢生产、印刷电路板等电子产品生产、电池生产等行业，这些废水的含镍浓度在100-1000mg/L不等。镍的污染属于重金属污染，具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，危害大、治理成本高。若含镍废水直接排放，不但严重污染环境，而且造成镍资源浪费。因此，有必要进行回收处理，一方面可以保护环境；另一方面也可以为企业带来一定的经济效益。目前，常用的从含镍溶液中富集镍的方法有化学沉淀法、离子交换法、电解法、反渗透、电渗析等，但这些技术均存在着一定的不足之处。化学沉淀法会产生大量废渣，若处理不当会造成二次污染；离子交换法、电解法、反渗透、电渗析等方法，又存在处理能力小、工艺操作复杂、投资较大等缺点。因此，选用一种节能、环保的方法回收溶液中的镍元素，将会为镍资源回收利用以及上述行业的清洁生产提供有益的帮助。乳状液膜技术具有富集比高、提取传质速度快、选择性好、二次污染少等显著优点。采用乳状液膜法提取溶液中的镍，不但达到镍与废水分离的目的，而且液膜可以重复利用，另外镍亦可得以富集回收。该技术实现了资源回用与环境保护的双重功效；将乳状液膜法用于镍的回收，更能符合清洁生产的要求。查阅国内外文献和专利，关于采用乳状液膜技术提取镍元素的研究已有报道，但外相离子浓度较高时，去除效果不够理想。本文采用分子量较大、链更长的Span85做表面活性剂，与价廉易得的TBP、液体石蜡、以及市售煤油，作为膜相，所制乳液具有更高的稳定性，提取效果也更理想；提取镍后的乳液经破乳后，油相可以重复利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种回收溶液中镍的方法，本发明工艺简单、提取效率高，有利于该技术的工业化应用。采用的技术方案是
一种回收溶液中镍的方法，包括下述工艺步骤
(I)制乳在制乳器中，按体积比，投入表面活性剂Span85 (失水山梨醇油酸三酯，相对分子质量为956. 86)4-6%，流动载体TBP (磷酸三丁酯，分子式为C12H2704P)3_5 %，液体石蜡为I %，溶于膜溶剂以质量比为90%的煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1，以10-20 mL/min的速度向制乳器中滴加1-2 mo I/L的NH3*H20溶液，待滴加完毕后，在转速为4000-6000 r/min条件下搅拌15_20min，即可得到乳白色的乳液，将乳液静置一定的时间待用；(2)提取分离移取一定量含镍浓度为100-500mg/L的溶液，置于搅拌杯中，以200-400r/min的速度进行搅拌；按乳水的体积比为1:3到1:5，将步骤(I)中所制得的白色乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌10-15 min后，将溶液静置分层30 min，进行提取分离，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液，然后静置分离出乳液待用；
(3)破乳将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳，将经过提取分离后的乳液，置于恒温水浴锅中，在温度为90°C条件下，加热破乳2h ;然后，再将乳液置于离心机中，在转速为4000 r/min的条件下，离心破乳20min，并将油相与水相分离，将油相重复利用，再制新乳，得到的水相即为镍的浓缩液；油相重复利用，循环制乳，水相中富集的镍，得以回收。实验例I :
在制乳器中，按体积比，Span85为5%，TBP为4%，液体石蜡为I %，溶于90%的煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min ;再按油内比为I: I,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加lmol/L的MVH2O溶液，待滴加完毕后，在转速为4500 r/min条件下搅拌20min，得到乳白色的乳液；将乳液静置5h。移取300ml含镍浓度为500mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中，以300 r/min的速度进行搅拌；按乳水比(体积比)1:3，将上述所制得的乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌15 min。提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达95%。实验例2
在制乳器中，按体积比Span85为4%，TBP为5%，液体石蜡为I %，溶于90%的煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min ;再按油内比为I: I,以15mL/min的速度向制乳器中滴加lmol/L的MVH2O溶液，待滴加完毕后，在转速为6000 r/min条件下搅拌20min，得到乳白色的乳液；将乳液静置5h。移取300ml含镍浓度为600mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中，以400 r/min的速度进行搅拌；按乳水比(体积比)1:3，将上述所制得的乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌15 min。提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达93%。 实验例3:
在制乳器中，按体积比Span85为5%，TBP为4%，液体石蜡为I %，溶于90%的煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min ;再按油内比为I: I,以20mL/min的速度向制乳器中滴力口
I.5mol/L的MVH2O溶液，待滴加完毕后，在转速为5000 r/min条件下搅拌20min，得到乳白色的乳液；将乳液静置5h。移取300ml含镍浓度为800mg/L的硫酸镍溶液，置于搅拌杯中，以300 r/min的速度进行搅拌；按乳水比(体积比)1:3，将上述所制得的乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌15 min。提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍尚子的回收率可达94%。采用加热-离心联合破乳法对上述经提取分离后的乳液进行破乳研究。将经过提取分离后的乳液，置于恒温水浴锅中，在温度为90°C条件下，加热破乳2h;然后，再将乳液置于离心机中，在转速为4000 r/min的条件下,离心破乳20min。乳液的破乳率可达96%。
实验例4:
将实例I中提取分离后的乳液，采用加热-离心联合破乳法进行破乳。破乳后，将油相回收后重新制乳。即将破乳后，分离出来的油相置于制乳器中，以500 r/min的速度搅拌5min ;再按油内比为I: I,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加lmol/L的NH3*H20溶液，待滴加完毕后，在转速为6000 r/min条件下搅拌20min,得到乳白色的乳液；将乳液静置5h。移取300ml含镍浓度为500mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中，以400 r/min的速度进行搅拌；按乳水比(体积比)1:3，将上述所制得的乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌15 min。提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达92%。本发明的优点在于 1、本发明的乳状液膜所选用的药剂均是常见的、价格较便宜的药剂，成本低，易实现；
2、本发明的乳状液膜稳定性好，对镍离子选择性好；
3、本发明的乳状液膜在处理量较大时，处理效果更好，因此也更适合于工业化应用；
4、本发明所提供的实验方法，工艺简单，提取效率高，经提取分离后的乳液，可以经破乳后重复利用，镍亦可以回收利用，膜相可以重复利用，二次污染少，符合行业清洁生产的要求。
具体实施例方式一种回收溶液中镍的方法，包括下述工艺步骤
(1)制乳在制乳器中，按体积比，投入表面活性剂Span85(失水山梨醇油酸三酯，相对分子质量为956. 86) 5%，流动载体TBP (磷酸三丁酯，分子式为C12H27O4P) 4 %，液体石蜡为I%，溶于膜溶剂煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min ;再按油内比为1: 1，以20 mL/min的速度向制乳器中滴加I. 5 mol/L的MVH2O溶液，待滴加完毕后，在转速为5000 r/min条件下搅拌20min，即可得到乳白色的乳液，将乳液静置5h待用；
(2)提取分离移取一定量含镍浓度为300mg/L的溶液，置于搅拌杯中，以400r/min的速度进行搅拌；按乳水的体积比为1:3，将步骤(I)中所制得的白色乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌15 min进行提取分离；提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液，然后静置分离出乳液待用；
(3)破乳将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳，将经过提取分离后的乳液，置于恒温水浴锅中，在温度为90°C条件下，加热破乳2h ;然后，再将乳液置于离心机中，在转速为4000 r/min的条件下，离心破乳20min，并将油相与水相分离，将油相重复利用，再制新乳，得到的水相即为镍的浓缩液；油相重复利用，循环制乳，水相中富集的镍，得以回收。
权利要求
1.一种回收溶液中镍的方法，其特征在于，包括下述工艺步骤 (1)制乳在制乳器中，按体积比，投入表面活性剂Span854_6%，流动载体TBP 3-5 %，液体石蜡I %，溶于膜溶剂煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min ;再按油内比为1:1，以10-20 mL/min的速度向制乳器中滴加1_2 mol/L的ΝΗ3·Η20溶液，待滴加完毕后，在转速为4000-6000 r/min条件下搅拌15-20min，即可得到乳白色的乳液，将乳液静置一定的时间待用； (2)提取分离移取一定量含镍浓度为100-500mg/L的溶液，置于搅拌杯中，以200-400r/min的速度进行搅拌；按乳水的体积比为1:3到1:5，将步骤(I)中所制得的白色乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌10-15 min进行提取分离；提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液，然后静置分离出乳液待用； ((3)破乳将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳，将经过提取分离后的乳液，置于恒温水浴锅中，在温度为90°C条件下，加热破乳2h ;然后，再将乳液置于离心机中，在转速为4000 r/min的条件下，离心破乳20min，并将油相与水相分离，将油相重复利用，再制新乳，得到的水相即为镍的浓缩液；油相重复利用，循环制乳，水相中富集的镍，得以回收。
2.根据权利要求I所述的一种回收溶液中镍的方法，其特征在于，包括下述工艺步骤 (1)制乳在制乳器中，按体积比，投入表面活性剂Span855%，流动载体TBP 4 %，液体石蜡I %，溶于膜溶剂煤油中，以500 r/min的速度搅拌5 min ;再按油内比为1: 1，以20 mL/min的速度向制乳器中滴加I. 5 mol/L的ΝΗ3·Η20溶液，待滴加完毕后，在转速为5000 r/min条件下搅拌20min，即可得到乳白色的乳液，将乳液静置5h待用； (2)提取分离移取一定量含镍浓度为300mg/L的溶液，置于搅拌杯中，以400r/min的速度进行搅拌；按乳水的体积比为1:3，将步骤(I)中所制得的白色乳液加入搅拌杯；加完乳液后，继续搅拌15 min进行提取分离；提取分离结束后，将溶液静置分层30 min，得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液，然后静置分离出乳液待用； (3)破乳将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳，将经过提取分离后的乳液，置于恒温水浴锅中，在温度为90°C条件下，加热破乳2h ;然后，再将乳液置于离心机中，在转速为4000 r/min的条件下，离心破乳20min，并将油相与水相分离，将油相重复利用，再制新乳，得到的水相即为镍的浓缩液；油相重复利用，循环制乳，水相中富集的镍，得以回收。
全文摘要
一种回收溶液中镍的方法，包括下述工艺步骤在制乳器中，投入表面活性剂Span854-6%，流动载体TBP3-5%，液体石蜡1%，溶于膜溶剂煤油中，以500r/min的速度搅拌5min，再按油内比为1:1，以10-20mL/min的速度向制乳器中滴加1-2mol/L的NH3 H2O溶液后，在转速为4000-6000r/min条件下搅拌15-20min，即可得到乳白色的乳液，将乳液静置设定时间待用；移取一定量含镍浓度为100-500mg/L的溶液，置于搅拌杯中，以200-400r/min的速度进行搅拌，按乳水比为1:3到1:5，将上述所得，加入搅拌杯后，搅拌10-15min进行提取分离后，将溶液静置分层30min后，分离出乳液待用；将上述步骤中的乳液进行加热-离心联合破乳，将油相与水相分离，循环制乳，水相中富集的镍，得以回收。本发明的乳状液膜稳定性好，对镍离子选择性好，方法简单。
文档编号C22B23/00GK102703729SQ20121003875
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者卢旭东, 姜承志, 窦亚丽 申请人:沈阳理工大学