一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法与流程

本申请涉及废水处理领域，更具体地说，它涉及一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法。

背景技术：

1、电镀镍是电镀行业的一个重要镀种分支，除了实现材料的防腐性、增强硬度和耐磨性、高热稳定性等，也具有优良的外观装饰性、优良的导电性能，使其广泛应用于基础制造、电器元件制造、航天等领域。其加工量在电镀行业中居第二位，仅次于镀锌。随着电镀镍行业的需求的增加，随之衍生了大量关于镀镍废液处理的问题。如果废水处理不当，造成镍离子污染，则会引发一系列如皮肤疾病、呼吸器官障碍及癌症等问题。

2、目前含镍电镀废水的主要处理方法有：化学沉淀法、氧化还原法、电化学法、反渗透膜法、离子交换法等。化学沉淀法是向含镍废水中投加氢氧化物等沉淀剂，使镍金属以沉淀的形式变成污泥，成污泥后的镍金属可以通过酸溶萃取等途径回收。但这种处理方法会增长污染处理链，需由有资质的回收机构回收污泥，回收途径复杂，而且具有二次污染的风险。电化学法有利于回收高浓度含镍废水，但随着镍浓度降低会使电流效率下降，耗能变大。反渗透膜法具有处理效率高、工艺流程短、易于控制等优点，但对于成分复杂的电镀废水，不仅需要严苛的预处理，并且对膜的质量要求比较高。离子交换法不需要严苛的预处理，但在离子交换过程中，少量杂质金属如铜、锌会参与交换，影响离子交换效率和回收的镍资源的纯度。因此，还有待改善。

技术实现思路

1、本申请提供一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法。

2、本申请提供的一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法采用如下的技术方案：

3、一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法，包括以下步骤：

4、往含镍电镀废水中加入双氧水，55-65℃下反应50-90min，加入氨水调整ph至3.5-5.0，得到铁渣及一次滤液；

5、往一次滤液内加入硫代硫酸钠反应，然后用硫酸调整ph至1.0-1.5，得到铜渣及二次滤液；往二次滤液中加入磷酸反应，加入氨水调整ph至4.5-5.5，得到锌渣及三次滤液；

6、往三次滤液中加入硫酸铵反应，结晶，得到ni(nh4)2(so4)2·6h2o晶体。

7、通过采用上述技术方案，首先采用双氧水氧化fe2+加入氨水调节ph生成fe(oh)3沉淀除铁，加入硫代硫酸钠生成cu2s沉淀除铜，加入磷酸生成znhpo4沉淀除锌后，加入等量nh4so4溶解，结晶生成具有回收价值、纯度较高的ni(nh4)2(so4)2·6h2o晶体。

8、发明人意外发现，双氧水在含镍废水中反应的温度为55-65℃时，双氧水既可以与二价铁有较快的反应速度，又不会太快分裂，以此高效除去铁。另外，各步骤中的ph也至关重要，过高或过低都会影响对应元素的沉淀生成。

9、按照特定顺序往含镍电镀废水中加入特定选择的原料，采用分部沉淀的方式将含镍电镀废水中的铁、铜、锌、镍逐步分离，得到的铁渣、铜渣、锌渣的纯度和回收率都很高，成分单一，便于回收。同时，所得到的含镍晶体的纯度高，镍的损耗少，具有良好的回收价值。本申请技术方案通过将含镍废水中的金属杂质分部去除，实现高纯度的镍回收。并且工艺简单，成本低廉，除杂产生的沉淀成分单一，铜渣品位高可回收，镍的回收率高，具有产品直接具备经济价值等优点。

10、优选的，滴加所述氨水时，将滴加速度控制在10-15ml/min。

11、虽然氨水属于弱碱，但是若采用倾倒的方式将大量氨水投入到含镍电镀废水中，还是会在短时间内造成该区域碱性过强。当部分区域碱性过强，含镍电镀废水中的镍容易直接变成氢氧化镍沉淀，后续处理也很难再溶解，影响镍回收率及纯度。

12、通过采用上述技术方案，发明人寻求了一个与整体体系相互配合的氨水滴加速度，既可以实现ph调节，又不会导致区域碱性过强。

13、优选的，所述氨水的浓度为3-5％。

14、若氨水浓度过高，容易导致局部ph过高，产生氢氧化镍沉淀无法溶解；若氨水浓度过低，会使氨水投入量过多，从而降低了整体的镍离子浓度。

15、通过采用上述技术方案，进一步限定氨水的浓度在合适的范围内，为体系提供良好的反应基础。

16、优选的，往所述一次滤液内加入硫代硫酸钠后，搅拌加热至85-95℃，保持20-50min，然后再调整ph。

17、发明人发现，即便不加热也可以形成cu2s颗粒以回收，但是这种颗粒往往呈细颗粒粉末状。在分离铜渣与二次滤液时，通常采用抽滤方式，该细颗粒粉末状的颗粒容易堵塞，不利于后续的操作，且质量也不够好。

18、通过采用上述技术方案，进一步搅拌加热至特定温度、时间，使cu2s颗粒沉淀絮凝成大颗粒，便于抽滤，质量也更优。

19、优选的，往所述三次滤液中加入硫酸铵反应后，搅拌加热至硫酸铵完全溶解，然后再静置冷却、结晶。

20、硫酸铵与含镍电镀废水中的镍反应，此时镍大部分以硫酸镍的形式存在，与硫酸铵反应得到硫酸镍铵。在常温下，硫酸镍铵会过饱和析出，这时候的产品大多呈粉末状，且纯度低。但是在经过发明人的改良后，对其进行加热至刚好完全的状态，增大了硫酸镍铵的溶解度，然后再降温冷却析出，得到大颗粒的晶体，纯度和回收率都能得到有效提高。

21、优选的，所述双氧水的浓度为20-40％；铁含量在1-2ml/l时，双氧水的添加量为10-20ml/l。

22、通过采用上述技术方案，进一步限定双氧水与铁的用量关系，充分氧化二价铁，便于后续以氢氧化铁的形式沉淀。

23、优选的，所述硫代硫酸钠的添加量为铜质量的6-8倍。

24、通过采用上述技术方案，进一步限定硫代硫酸钠与铜之间的用量关系。在该体系中，硫代硫酸钠和铜离子反应，生成硫化亚铜沉淀，同时硫代硫酸钠不和其他离子反应。

25、优选的，所述磷酸的浓度为75-85％；磷酸的添加量为锌质量的2-3倍。

26、优选的，所述硫酸铵的添加量为镍质量的2-3倍。

27、优选的，所述含镍电镀废水中，镍浓度大于等于10g/l，铁、铜、锌的浓度小于2g/l。

28、本申请技术方案在处理上述含镍电镀废水时，效果最佳。

29、综上所述，本申请具有以下有益效果：

30、1、采用双氧水氧化fe2+加入氨水调节ph生成fe(oh)3沉淀除铁，加入硫代硫酸钠生成cu2s沉淀除铜，加入磷酸生成znhpo4沉淀除锌后，加入等量nh4so4溶解，结晶生成具有回收价值、纯度较高的ni(nh4)2(so4)2·6h2o晶体。

31、2、本申请技术方案通过将含镍废水中的金属杂质分部去除，实现高纯度的镍回收；并且工艺简单，成本低廉，除杂产生的沉淀成分单一，铜渣品位高可回收，镍的回收率高，具有产品直接具备经济价值等优点。

32、3、本申请所得到的fe(oh)3、cu2s、znhpo4、ni(nh4)2(so4)2·6h2o均成大颗粒状，抽滤过程不容易造成堵塞，纯度、回收率好。

技术特征：

1.一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：滴加所述氨水时，将滴加速度控制在10-15ml/min。

3.根据权利要求2所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：所述氨水的浓度为3-5%。

4.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：往所述一次滤液内加入硫代硫酸钠后，搅拌加热至85-95℃，保持20-50min，然后再调整ph。

5.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：往所述三次滤液中加入硫酸铵反应后，搅拌加热至硫酸铵完全溶解，然后再静置冷却、结晶。

6.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：所述双氧水的浓度为20-40%；铁含量在1-2ml/l时，双氧水的添加量为10-20ml/l。

7.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：所述硫代硫酸钠的添加量为铜质量的6-8倍。

8.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：所述磷酸的浓度为75-85%；磷酸的添加量为锌质量的2-3倍。

9.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：所述硫酸铵的添加量为镍质量的2-3倍。

10.根据权利要求1所述的含镍电镀废水的资源化回收利用方法，其特征在于：所述含镍电镀废水中，镍浓度大于等于10g/l，铁、铜、锌的浓度小于2g/l。

技术总结
本申请涉及废水处理领域，更具体地说，它涉及一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法。一种含镍电镀废水的资源化回收利用方法，包括以下步骤：往含镍电镀废水中加入双氧水，55‑65℃下反应50‑90min，加入氨水调整pH至3.5‑5.0，得到铁渣及一次滤液；往一次滤液内加入硫代硫酸钠反应，然后用硫酸调整pH至1.0‑1.5，得到铜渣及二次滤液；往二次滤液中加入磷酸反应，加入氨水调整pH至4.5‑5.5，得到锌渣及三次滤液；往三次滤液中加入硫酸铵反应，结晶，得到Ni(NH4)2(SO4)2·6H2O晶体。本申请具有多种金属回收率高、纯度高，工艺简单、成本低廉等优点。

技术研发人员：程学勤,王晓虎,王永辉,吴光军,叶平,朱琴,甘雨
受保护的技术使用者：深圳市山水乐环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13