一种阳极液回收处理系统及方法与流程

本发明属于冶金及电镀阳极液回收技术领域；具体涉及一种阳极液回收处理系统及方法。

背景技术：

湿法冶金及电镀等行业金属回收生产中，在电积工艺段会产生大量阳极液，全部回用会造成生产体系内的不平衡；以镍冶炼为例，目前主要采用部分回用，另一部分采用na2co3中和酸及生产nico3沉淀；碳酸钠回用用以调整电解槽液的ph，沉淀后的上清液排放至污水处理厂；该方法需消耗大量na2co3用以中和体系中的硫酸，以达到电解槽内酸平衡，生产1吨镍产品消耗1.6吨na2co3；同时产生大量的含重金属的高盐废水，对环境造成不利影响。

技术实现要素：

本发明设计了一种阳极液回收处理系统及方法，其解决了现有阳极液回收处理存在污染、浪费的问题。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种阳极液回收处理系统，包括第一分离设备、第二分离设备、酸浓缩设备以及加水系统；酸浓缩设备分别与第一分离设备的第一出水口和第二分离设备的第一出水口连通；加水系统分别与第一分离设备的进水口和第二分离设备的进水口连通；第一分离设备内设有第一分离膜，第一分离膜用于对第一分离设备内的阳极液进行第一次分离；第二分离设备内设有第二分离膜，第二分离膜用于对第二分离设备内的阳极液进行第二次分离；第二分离设备的进水口与第一分离设备的第二出水口连通；酸浓缩设备用于收集第一分离设备中分离出来的第一透过液和第二分离设备中分离出来的第二透过液，并对第一透过液和第二透过液进行浓缩。

进一步地，酸浓缩设备的第一出水口通过循环回路与加水系统连通；酸浓缩设备通过循环回路将浓缩后的淡化水输送至加水系统。

进一步地，还包括浸出系统；酸浓缩设备的第一出水口通过浸出回路与浸出系统连通；酸浓缩设备通过浸出回路将浓缩后的酸溶液输送至浸出系统。

进一步地，还包括电积槽；电积槽与第二分离设备的第二出水口连通；电积槽用于收集第二分离设备中分离出来的第二浓缩液。

进一步地，阳极液包括镍离子和硫酸；第一分离膜和第二分离膜均用于分离阳极液中的镍离子和硫酸，以获取透过液和浓缩液。

相应地，本发明还提供一种阳极液回收处理方法，应用于上述权利要求1所述的阳极液回收处理系统；还包括以下步骤：

s1：首先将阳极液通过加水系统加水稀释1倍；

s2：将第一次稀释后的阳极液通过第一分离设备分离，以获取第一浓缩液和第一透过液；第一浓缩液中包括有镍离子和硫酸；第一透过液中包括硫酸；

s3：将第一浓缩液通过加水系统加水稀释1倍；

s4：将第二次稀释后的阳极液通过第二分离设备分离，以获取第二透过液；第二透过液中包括硫酸；

s5：将第一透过液和第二透过液收集至酸浓缩设备进行浓缩，以获取淡化水和浓硫酸。

进一步地，s1步骤和s4步骤中，加水系统通过添加淡化水进行稀释或通过添加除盐水进行稀释；淡化水为酸浓缩设备浓缩后的淡化水。

进一步地，s2步骤中，第一浓缩液和第一透过液体积相等；s4步骤中，s4步骤中，阳极液通过第二分离设备分离后还包括获取第二浓缩液；第二浓缩液直接引流至电积槽回用。

进一步地，第一分离设备最高运行压力为4.1mpa，第一分离设备最高运行温度为70°c；和/或，第二分离设备最高运行压力为4.1mpa，第二分离设备最高运行温度为70°c。

进一步地，s5步骤中，酸浓缩设备将第一透过液和第二透过液的混合液浓缩至4倍以上，以获取少于0.5倍体积的浓硫酸和不多于1.5倍体积的淡化水；淡化水经经循环回路输送至加水系统，浓硫酸经浸出回路输送至浸出系统。

该阳极液回收处理系统及方法具有以下有益效果：

第一、本发明提供的方案，可以将湿法冶金电解槽产生的阳极液中的硫酸和金属镍离子有效分离，代替现有技术中的碳酸钠中和，减少碳酸钠使用量，可降低生产成本；

第二、发明提供的方案，可以将湿法冶金电解槽产生的阳极液中的硫酸和金属镍离子有效分离，通过浓缩液回用调整电解槽槽液的ph值，达到不用或少用碳酸镍，减少碳酸镍的生产量，同时减少碳酸镍生产时的上清液废水的排放；

第三、发明提供的方案，可以将湿法冶金电解槽产生的阳极液中的硫酸和金属镍离子有效分离，透过液中的稀硫酸经浓缩后回用至浸出工段，淡化水回用，有效节约资源，减少污染排放。

附图说明

图1：本发明一种阳极液回收处理系统原理图；

图2：本发明一种阳极液回收处理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

图1示出了一种阳极液回收处理系统，包括分离设备、酸浓缩设备以及加水系统；分离设备内设有分离膜，分离膜为纳滤膜，分离膜用于过滤阳极液中镍离子，硫酸可以通过；分离设备包括第一分离设备和第二分离设备；分离膜包括第一分离膜和第二分离膜；酸浓缩设备分别与第一分离设备的第一出水口和第二分离设备的第一出水口连通；加水系统分别与第一分离设备的进水口和第二分离设备的进水口连通；第一分离膜设置于第一分离设备内，第一分离膜用于对第一分离设备内的阳极液进行第一次分离；第二分离膜设置于第二分离设备内，第二分离膜用于对第二分离设备内的阳极液进行第二次分离；第二分离设备的进水口与第一分离设备的第二出水口连通；第一分离设备用于收集阳极液并进行加水稀释；第二分离设备用于收集第一分离设备过滤后的第一浓缩液并进行加水稀释；酸浓缩设备用于收集第一分离设备中分离出来的第一透过液和第二分离设备中分离出来的第二透过液，并对第一透过液和第二透过液进行浓缩，以获取淡化水和酸溶液；采用上述方案，能够将阳极液中的镍和酸分离，并进行回收和回用处理，分离出的含镍浓缩液酸含量降低可直接回用，分离出的酸液经浓缩后回用；并且阳极液经分离、浓缩回用后，总体积不超过原体积150%，满足生产工艺要求，减少整个冶炼过程中na2co3用量，降低生产成本，同时也减少废水外排。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，酸浓缩设备的第一出水口通过循环回路与加水系统连通；酸浓缩设备通过循环回路将浓缩后的淡化水输送至加水系统，以进行重复利用，从而避免浪费。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，阳极液回收处理系统还包括浸出系统；酸浓缩设备的第一出水口通过浸出回路与浸出系统连通；酸浓缩设备通过浸出回路将浓缩后的酸溶液输送至浸出系统，以进行回用，从而避免污染。

优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，阳极液回收处理系统还包括电积槽；电积槽与第二分离设备的第二出水口连通；电积槽用于收集第二分离设备中分离出来的第二浓缩液，以进行回用。

优选地，结合上述方案，本实施例中，阳极液包括镍离子和硫酸；第一分离膜和第二分离膜均用于分离阳极液中的镍离子和硫酸，以获取透过液和浓缩液。

相应地，结合上述方案，如图2所示，本发明还提供一种阳极液回收处理方法，应用于上述所述的阳极液回收处理系统；还包括以下步骤：

s1：首先将阳极液通过加水系统加水稀释1倍；

s2：将第一次稀释后的阳极液通过第一分离设备分离，以获取第一浓缩液和第一透过液；第一浓缩液中包括有镍离子和硫酸；第一透过液中包括硫酸；

s3：将第一浓缩液通过加水系统再加水稀释1倍；

s4：将第二次稀释后的阳极液通过第二分离设备分离，以获取第二透过液；第二透过液中包括硫酸；

s5：将第一透过液和第二透过液收集至酸浓缩设备进行浓缩，以获取淡化水和浓硫酸。

优选地，结合上述方案，本实施例中，s1步骤和s4步骤中，加水系统通过添加淡化水进行稀释或通过添加除盐水进行稀释；淡化水为酸浓缩设备浓缩后的淡化水。

优选地，结合上述方案，本实施例中，s2步骤中，第一浓缩液和第一透过液体积相等；s4步骤中，将第二次稀释后的阳极液通过第二分离设备分离还获取第二浓缩液；所述第二浓缩液引流至电积槽回用。

优选地，结合上述方案，本实施例中，第一分离设备最高运行压力为4.1mpa，第一分离设备最高运行温度为70°c；和/或，第二分离设备最高运行压力为4.1mpa，第二分离设备最高运行温度为70°c。

优选地，结合上述方案，本实施例中，s5步骤中，酸浓缩设备将第一透过液和第二透过液的混合液浓缩至4倍以上，以获取少于0.5倍体积的浓硫酸和不多于1.5倍体积的淡化水；淡化水经经循环回路输送至加水系统，浓硫酸经浸出回路输送至浸出系统。

优选地，结合上述方案，本实施例中，阳极液含镍40g/l、硫酸20g/l；具体操作如下：

首先，将含镍40g/l、硫酸20g/l左右阳极液，加水稀释1倍，料液成分变为镍20g/l、硫酸10g/l左右；初次运行采用除盐水，加水系统投运后，采用酸浓缩后的淡化水；稀释后的阳极液通过第一分离设备，使硫酸透过第一分离膜，镍离子不能透过；浓缩至原阳极液体积，这时产生的第一浓缩液成分为镍40g/l、硫酸10g/l左右，第一透过液成分为硫酸10g/l左右，镍小于3g/l；第一浓缩液和第一透过液体积相等；第一分离设备运行采用循环模式，最高运行压力4.1mpa，最高运行温度70°c；

然后，将第一浓缩液继续用淡化水稀释1倍，淡化水不足部分采用除盐水补充，稀释后成分变为镍20g/l、硫酸5g/l左右，通过第二分离设备进行分离，使硫酸透过第二分离膜，镍离子不能透过，浓缩至原体积，这时产生第二浓缩液，成分为镍40g/l、硫酸5g/l左右，满足生产回用指标直接回用；第二透过液成分为含硫酸5g/l左右，镍小于3g/l；第二分离设备运行采用循环模式，最高运行压力4.1mpa，最高运行温度70°c；

最后，将第一透过液和第二透过液混合，混合液为含硫酸7.5g/l，镍小于3g/l，体积为原阳极液体积的2倍，采用酸浓缩设备将混合液浓缩，酸浓缩设备采用电驱动，将透过液混合液浓缩4倍以上，产生少于0.5倍体积的浓酸（硫酸浓度30g/l）回用至浸出系统工段，产生不多于1.5倍体积的淡化液回用阳极液和第一浓缩液稀释使用，使整个处理工艺处理后总体积不超过原阳极液的150%，并且整个处理工艺不产生外排水。

本发明提供的阳极液回收处理系统及方法具有以下有益效果：

第一、本发明提供的方案，可以将湿法冶金电解槽产生的阳极液中的硫酸和金属镍离子有效分离，代替现有技术中的碳酸钠中和，减少碳酸钠使用量，可降低生产成本；

第二、发明提供的方案，可以将湿法冶金电解槽产生的阳极液中的硫酸和金属镍离子有效分离，通过浓缩液回用调整电解槽槽液的ph值，达到不用或少用碳酸镍，减少碳酸镍的生产量，同时减少碳酸镍生产时的上清液废水的排放；

第三、发明提供的方案，可以将湿法冶金电解槽产生的阳极液中的硫酸和金属镍离子有效分离，透过液中的稀硫酸经浓缩后回用至浸出工段，淡化水回用，有效节约资源，减少污染排放。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。