本发明属于工业废水金属回收技术领域，具体来讲是一种从酸洗废水中回收金属镍的方法。
背景技术：
近年来中国镍行业在不断的快速发展，主要是因为镍具有很好的抗腐蚀性，在电镀领域上被广泛运用，用于合金及用作催化剂，可用来制造货币等；镀在其他金属上可以防止生锈；制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金。电解镍是使用电解法支撑的镍，用它制造的不锈钢和各种合金钢被广泛地用于飞机、坦克、舰艇、雷达、导弹、宇宙飞船和民用工业中的机器制造、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。
《2013-2017年中国金属镍行业全景调研及投资前景预测报告》资料显示，随着工业经济的快速发展中国和美国为最大消费国，中国需求占全球总量的47％，中国镍供给有两个部分组成，一部分是新产镍精矿供应，这部分占镍总供给量的72.9％，另一部分来自再生镍占27.1％，然后中国的镍矿勘探没有重大进展，如果按照目前的速度消费下去的话，不久之后中国的镍矿资源将逐渐消耗殆尽，因此在工业生产过程中对镍的回收是非常重要的一个环。
来自钢铁厂、化工厂、染料厂、电镀厂和矿山等的酸洗废水中含有以单质或金属盐形式存在的镍，如果不经适当回收直接外排无疑是一种很大的浪费，因此对于酸洗废水应优先考虑回收利用，根据成分、水质、水量和不同工艺要求，进行合理的回收工艺，提纯后再利用，目前使用的镍回收工艺复杂，对设备及环境要求过高，导致成本增加，且回收率低。
因此，需要研究出一种合适的从酸洗废水中回收、提纯金属镍的技术，操作简单，回收率高，最大限度的解决工业生产过程中镍及含镍化合物的流失。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种工艺过程设计合理，操作过程简单，成本低，回收率极高的从酸洗废水中回收金属镍的方法。
本发明的技术方案如下：
一种从酸洗废水中回收金属镍的方法，包括以下步骤：
(1)给废水中加入浓硝酸，并加热至50-60℃，升高温度可以加快浓硝酸与单质镍的反应速度，生成硝酸镍，冷却至常温后进行除泥，收集除泥后的酸洗废水，调整流量速度，以0.5-0.8m/s的流速通过聚偏氟乙烯超滤膜装置过滤，收集滤液；
(2)给滤液中通入质量浓度为25-30％的氨水，等上清液变成绿色沉淀后，所述的绿色沉淀为氢氧化铵，继续通入氨水，一直到绿色沉淀彻底溶解消失，形成澄清的含有镍氨络合离子的蓝色溶液，使溶液中的镍全部以二价离子形式存在；
(3)加入质量浓度为10-15％的氢氧化钠溶液调节废水的pH范围为7-8，使用隔膜式电解槽电解，在封闭的环境中从电解槽上部收集反应生成的NH3，NH3密度低于空气，因此可采用排空气法收集，电解液中收集生成的蓝绿色的沉淀物氢氧化镍；
(4)将得到的氢氧化镍使用微波干燥后灼烧得到氧化镍，再通过常规的化学还原剂还原得到单质镍，所述的化学还原剂为氢气或一氧化碳。
进一步的，所述的酸洗废水的除泥步骤是指：将酸洗废水经过进水管通入搅拌罐，所述搅拌罐通过中间储水罐与泵连接，泵通过送水管与卧式螺旋离心机连接，送水管上设置有石英砂过滤管，送水管中的水经过石英砂过滤后在泵的作用下进入离心机离心，污泥和水最终分别从离心机两端的出口分离，可很好除去污泥等杂质，得到除泥后的酸洗废水，在搅拌过程能使固体颗粒物悬浮，通过石英砂过滤管将较大颗粒直接过滤，细小颗粒在卧式离心机中离心，不同位置的位错式设计，可以防止溶液反渗透，克服了传统刮板除泥处理高浓度废水时极易出现出水混浊的问题。
进一步的，所述的隔膜式电解槽是采用高分子阴阳离子交换膜对沉淀物进行隔离，高分子阴阳离子交换膜具有选择性，可以实现阴阳极区电解液的有效隔离，不会使电解产物相混，便于电解液中沉淀物的提取，还具有较强的耐酸碱性和抗氧化性。
进一步的，所述的超滤膜装置是一种多水管串联的管式超滤膜装置，其中超滤膜的截留分子量为80000-100000道尔顿，操作压力0.3-0.5MPa，超滤膜装置一路通往PH调节器，以此来控制通入超滤膜装置的PH范围在5-6之间，另外一路通入自带回流清洗水箱的沉淀池，能迅速完成对超滤膜的冲洗以便循环使用，所述的超滤膜是聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜，使用寿命长，表面性能优越，当过滤液在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式，超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩水排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。
进一步的，所述的石英砂过滤器是外部采用不锈钢304材质，内部进行衬胶防腐处理，包括一层截污层和两层承托层，截污层石英砂规格0.5-1.0mm，高度为500mm以上，下有2层的承托层，分别是1-2mm装填高在100-150mm，2-3mm装填高在150-200mm，其截污能力1-2Kg/m3，过滤速度为8-12m/h，进水水压≥0.04Mpa。
本发明的有益效果是：升高温度使浓硝酸与单质镍生成硝酸镍，使溶液中的单质镍完全溶解形成硝酸镍；将酸洗废水经过除泥装置，除去污泥等杂质同时防止溶液反渗透，克服了传统刮板除泥处理高浓度废水时极易出现出水混浊的问题；过量的氨水可以将废水中的镍充分络合形成澄清的含有镍氨络合离子的蓝色溶液，氢氧化钠在隔膜式电解槽的电解作用下将镍离子全部转换成蓝绿色的沉淀物氢氧化镍；微波干燥可以防止NiO(OH)的生成，再通过常规的还原工艺得到单质镍。整个工艺过程设计合理，操作过程简单，成本低，对镍的回收率极高，适合酸洗后的工业废水的大批量连续回收处理。
具体实施方式
实施例1：
一种从酸洗废水中回收金属镍的方法，包括以下步骤：
(1)给废水中加入浓硝酸，并加热至50℃，升高温度可以加快浓硝酸与单质镍的反应速度，生成硝酸镍，冷却至常温后进行除泥，收集除泥后的酸洗废水，调整流量速度，以0.5m/s的流速通过聚偏氟乙烯超滤膜装置过滤，收集滤液；
(2)给滤液中通入质量浓度为25％的氨水，等上清液变成绿色沉淀后，所述的绿色沉淀为氢氧化铵，继续通入氨水，一直到绿色沉淀彻底溶解消失，形成澄清的含有镍氨络合离子的蓝色溶液，使溶液中的镍全部以二价离子形式存在；
(3)加入质量浓度为10％的氢氧化钠溶液调节废水的pH范围为7，使用隔膜式电解槽电解，在封闭的环境中从电解槽上部收集反应生成的NH3，NH3密度低于空气，因此可采用排空气法收集，电解液中收集生成的蓝绿色的沉淀物氢氧化镍；
(4)将得到的氢氧化镍使用微波干燥后灼烧得到氧化镍，再通过常规的化学还原剂还原得到单质镍，所述的化学还原剂为氢气。
其中，所述的酸洗废水的除泥步骤是指：将酸洗废水经过进水管通入搅拌罐，所述搅拌罐通过中间储水罐与泵连接，泵通过送水管与卧式螺旋离心机连接，送水管上设置有石英砂过滤管，送水管中的水经过石英砂过滤后在泵的作用下进入离心机离心，污泥和水最终分别从离心机两端的出口分离，可很好除去污泥等杂质，得到除泥后的酸洗废水，在搅拌过程能使固体颗粒物悬浮，通过石英砂过滤管将较大颗粒直接过滤，细小颗粒在卧式离心机中离心，不同位置的位错式设计，可以防止溶液反渗透，克服了传统刮板除泥处理高浓度废水时极易出现出水混浊的问题。所述的隔膜式电解槽是采用高分子阴阳离子交换膜对沉淀物进行隔离，高分子阴阳离子交换膜具有选择性，可以实现阴阳极区电解液的有效隔离，不会使电解产物相混，便于电解液中沉淀物的提取，还具有较强的耐酸碱性和抗氧化性。所述的超滤膜装置是一种多水管串联的管式超滤膜装置，其中超滤膜的截留分子量为80000道尔顿，操作压力0.3MPa，超滤膜装置一路通往PH调节器，以此来控制通入超滤膜装置的PH为5，另外一路通入自带回流清洗水箱的沉淀池，能迅速完成对超滤膜的冲洗以便循环使用，所述的超滤膜是聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜，使用寿命长，表面性能优越，当过滤液在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式，超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩水排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。所述的石英砂过滤器是外部采用不锈钢304材质，内部进行衬胶防腐处理，包括一层截污层和两层承托层，截污层石英砂规格0.5mm，高度为500mm以上，下有2层的承托层，分别是1mm装填高在100mm，2mm装填高在150mm，其截污能力1Kg/m3，过滤速度为8m/h，进水水压≥0.04Mpa。
实施例2：
一种从酸洗废水中回收金属镍的方法，包括以下步骤：
(1)给废水中加入浓硝酸，并加热至55℃，升高温度可以加快浓硝酸与单质镍的反应速度，生成硝酸镍，冷却至常温后进行除泥，收集除泥后的酸洗废水，调整流量速度，以0.65m/s的流速通过聚偏氟乙烯超滤膜装置过滤，收集滤液；
(2)给滤液中通入质量浓度为27.5％的氨水，等上清液变成绿色沉淀后，所述的绿色沉淀为氢氧化铵，继续通入氨水，一直到绿色沉淀彻底溶解消失，形成澄清的含有镍氨络合离子的蓝色溶液，使溶液中的镍全部以二价离子形式存在；
(3)加入质量浓度为12.5％的氢氧化钠溶液调节废水的pH范围为7.5，使用隔膜式电解槽电解，在封闭的环境中从电解槽上部收集反应生成的NH3，NH3密度低于空气，因此可采用排空气法收集，电解液中收集生成的蓝绿色的沉淀物氢氧化镍；
(4)将得到的氢氧化镍使用微波干燥后灼烧得到氧化镍，再通过常规的化学还原剂还原得到单质镍，所述的化学还原剂为氢气。
其中，所述的酸洗废水的除泥步骤是指：将酸洗废水经过进水管通入搅拌罐，所述搅拌罐通过中间储水罐与泵连接，泵通过送水管与卧式螺旋离心机连接，送水管上设置有石英砂过滤管，送水管中的水经过石英砂过滤后在泵的作用下进入离心机离心，污泥和水最终分别从离心机两端的出口分离，可很好除去污泥等杂质，得到除泥后的酸洗废水，在搅拌过程能使固体颗粒物悬浮，通过石英砂过滤管将较大颗粒直接过滤，细小颗粒在卧式离心机中离心，不同位置的位错式设计，可以防止溶液反渗透，克服了传统刮板除泥处理高浓度废水时极易出现出水混浊的问题。所述的隔膜式电解槽是采用高分子阴阳离子交换膜对沉淀物进行隔离，高分子阴阳离子交换膜具有选择性，可以实现阴阳极区电解液的有效隔离，不会使电解产物相混，便于电解液中沉淀物的提取，还具有较强的耐酸碱性和抗氧化性。所述的超滤膜装置是一种多水管串联的管式超滤膜装置，其中超滤膜的截留分子量为90000道尔顿，操作压力0.4MPa，超滤膜装置一路通往PH调节器，以此来控制通入超滤膜装置的PH为5.5，另外一路通入自带回流清洗水箱的沉淀池，能迅速完成对超滤膜的冲洗以便循环使用，所述的超滤膜是聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜，使用寿命长，表面性能优越，当过滤液在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式，超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩水排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。所述的石英砂过滤器是外部采用不锈钢304材质，内部进行衬胶防腐处理，包括一层截污层和两层承托层，截污层石英砂规格0.75mm，高度为500mm以上，下有2层的承托层，分别是1.5mm装填高在125mm，2.5mm装填高在175mm，其截污能力1.5Kg/m3，过滤速度为10m/h，进水水压≥0.04Mpa。
实施例3：
一种从酸洗废水中回收金属镍的方法，包括以下步骤：
(1)给废水中加入浓硝酸，并加热至60℃，升高温度可以加快浓硝酸与单质镍的反应速度，生成硝酸镍，冷却至常温后进行除泥，收集除泥后的酸洗废水，调整流量速度，以0.8m/s的流速通过聚偏氟乙烯超滤膜装置过滤，收集滤液；
(2)给滤液中通入质量浓度为30％的氨水，等上清液变成绿色沉淀后，所述的绿色沉淀为氢氧化铵，继续通入氨水，一直到绿色沉淀彻底溶解消失，形成澄清的含有镍氨络合离子的蓝色溶液，使溶液中的镍全部以二价离子形式存在；
(3)加入质量浓度为15％的氢氧化钠溶液调节废水的pH范围为8，使用隔膜式电解槽电解，在封闭的环境中从电解槽上部收集反应生成的NH3，NH3密度低于空气，因此可采用排空气法收集，电解液中收集生成的蓝绿色的沉淀物氢氧化镍；
(4)将得到的氢氧化镍使用微波干燥后灼烧得到氧化镍，再通过常规的化学还原剂还原得到单质镍，所述的化学还原剂为一氧化碳。
其中，所述的酸洗废水的除泥步骤是指：将酸洗废水经过进水管通入搅拌罐，所述搅拌罐通过中间储水罐与泵连接，泵通过送水管与卧式螺旋离心机连接，送水管上设置有石英砂过滤管，送水管中的水经过石英砂过滤后在泵的作用下进入离心机离心，污泥和水最终分别从离心机两端的出口分离，可很好除去污泥等杂质，得到除泥后的酸洗废水，在搅拌过程能使固体颗粒物悬浮，通过石英砂过滤管将较大颗粒直接过滤，细小颗粒在卧式离心机中离心，不同位置的位错式设计，可以防止溶液反渗透，克服了传统刮板除泥处理高浓度废水时极易出现出水混浊的问题。所述的隔膜式电解槽是采用高分子阴阳离子交换膜对沉淀物进行隔离，高分子阴阳离子交换膜具有选择性，可以实现阴阳极区电解液的有效隔离，不会使电解产物相混，便于电解液中沉淀物的提取，还具有较强的耐酸碱性和抗氧化性。所述的超滤膜装置是一种多水管串联的管式超滤膜装置，其中超滤膜的截留分子量为100000道尔顿，操作压力0.5MPa，超滤膜装置一路通往PH调节器，以此来控制通入超滤膜装置的PH范围为6，另外一路通入自带回流清洗水箱的沉淀池，能迅速完成对超滤膜的冲洗以便循环使用，所述的超滤膜是聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜，使用寿命长，表面性能优越，当过滤液在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式，超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩水排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。所述的石英砂过滤器是外部采用不锈钢304材质，内部进行衬胶防腐处理，包括一层截污层和两层承托层，截污层石英砂规格1.0mm，高度为500mm以上，下有2层的承托层，分别是2mm装填高在150mm，3mm装填高在200mm，其截污能力2Kg/m3，过滤速度为12m/h，进水水压≥0.04Mpa。
试验验证：
1.试验对象：以某工厂酸洗后待处理的废水为处理对象，经检测废水中镍含量约2g/L左右。
2.实验方法：取上述待处理的废水共四份，每份50L，分别标记为试验组1、试验组2、试验组3、对照组，三组试验组分别使用本发明实施例1、实施例2、实施例3的方法进行处理，对照组采用普通的化学沉淀法和离子交换法进行处理。
3.回收结束后记录数据如下表所示:
从上述数据可见，用本发明的工艺对酸洗废水中回收金属镍的回收率要高于普通的回收方法，更加接近理论检测的镍含量，回收过程易于实现，未见异常。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。