一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法技术

一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法，其特征在于：由以下步骤组成：第一步，对化学镍废液进行浓缩分离：调节所述化学镍废液的pH值至3~5；再进行低温负压蒸发浓缩，加热温度为95~110℃，负压条件为‑0.09～‑0.1 MPa，保证沸腾温度不超过70℃；第二步，酸溶分离硫酸钠：用硫酸溶液将化学镍残渣在不断搅拌下进行缓慢的浸泡溶解，得到硫酸浸出液；待充分冷却后，进行过滤，得到滤液和硫酸钠晶体；第三步，萃取分离硫酸镍：向滤液中加入乙醇，静置后分层，经固液分离得到硫酸镍固体用于资源化回收利用；第四步，回收乙醇。本发明专利技术从工艺上做到化学镍固体废物的全部回收，真正做到废液的资源化、零排放的环保要求，大大降低了所需社会环境容量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学镍废液的资源化回收工艺，尤其涉及一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法。
技术介绍
化学镀镍工艺技术以其化学镀层均匀、硬度高，耐蚀、耐磨性能好，镀覆部件不受尺寸形状限制，以及特殊的磁学性能等优点在各工业领域应用特别是线路板行业和电镀行业的使用较为广泛。但随着化学镀镍技术应用范围和生产规模的不断扩大，产生的环境问题也越来越严重。在实际生产过程中，镀槽中发生氧化还原反应，即镍离子被还原成金属镍，次磷酸根被氧化成为亚磷酸根。随着化学镀的进行，镍离子和次磷酸根逐渐消耗，副产物亚磷酸根不断积累，镀速显著变慢，镀层孔隙增多，并且会产生亚磷酸镍沉淀，导致镀液失效，化学镍老化液由此产生；镀槽再用浓硝酸进行泡洗，产生硝酸清洗废液。这两种废液中污染物浓度较高，危险系数较大，处理难度也大。现阶段对此类废液处理工艺主要采用化学沉淀法、离子交换法、电渗析法、电解法、吸附材料法和生物以及它们的综合使用。由于浓度较高，废液必须分批滴加入较低浓度的废水中，在此过程中，既消耗了大量的化学药剂，又产生了二次污染，所产生的含镍污泥固废又无回收价值，且最终处理结果很难做到达标排放。目前企业均采用委外处置的方式将废液进行转移，委托有资质的企业将废液进行处理。由于技术要求较高，各方面成本费用上涨，再加上社会环境容量的日益减少，对处置此类废液的企业资质日益规范，处理费用随之水涨船高，这就大大增加企业的废液处理成本，造成了负担。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法，该工艺方法一方面为企业解决了化学镍废液处理难题，降低企业的废液处理成本，另一方面旨在杜绝二次污染，将化学镍废液资源化零排放回收利用，为社会环境容量提供空间。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法，其特征在于：所述资源化零排放回收工艺方法由以下步骤组成：第一步，对化学镍废液进行浓缩分离：将所述化学镍废液的pH值调节至3~5，以使化学镍废液中的氨氮以铵盐的形式存在；然后再将调整好pH值的化学镍废液进行低温负压蒸发浓缩，外界加热温度为95~110℃，负压条件为-0.09～-0.1MPa，供热时保证化学镍废液的沸腾温度不超过70℃，当化学镍废液的体积为原来体积的8~12%时，停止蒸发，得到化学镍残渣，蒸发出的水蒸气经冷凝后排出；第二步，酸溶分离硫酸钠：用硫酸溶液将所述化学镍残渣在不断搅拌下进行缓慢的浸泡溶解，使得所述化学镍残渣全部溶解，得到硫酸浸出液，其中，所加的硫酸溶液量为刚好将所有的化学镍残渣全部溶解为准；待充分冷却后，进行过滤，得到滤液和白色晶体，此白色晶体即为粗制的硫酸钠晶体；第三步，萃取分离硫酸镍：向所述第二步的所述滤液中加入乙醇，加入的乙醇与滤液的体积比为1:0.9~1.1，充分混匀，溶液变浑浊，静置后，分层，上层有机相为无色透明滤液，即含有次亚磷酸的乙醇溶液，下层固相为绿色固体，即硫酸镍固体，经分相器进行固液分离得到所述含有次亚磷酸的乙醇溶液与硫酸镍固体，硫酸镍固体用于资源化回收利用；第四步，回收乙醇：将所述第三步的含有次亚磷酸的乙醇溶液经过低温蒸发分离，得到的乙醇能够返回至所述第三步中重复利用，蒸发后所得的残液即为次亚磷酸。上述技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，在所述第二步中，加入硫酸溶液时对所述化学镍残渣进行加热，加热温度为50~100℃。2、上述方案中，在所述第二步中，所加的硫酸溶液的质量浓度为45~55%。3、上述方案中，在所述第二步中，冷却温度为0～5℃，冷却温度越低，析出的晶体越多，分离效果也越好。4、上述方案中，在所述第三步中，加入的所述乙醇的体积浓度为95%以上。5、上述方案中，所述第二步中的粗制的硫酸钠晶体可以作为硫酸钠精制回收或其他化工原料。6、上述方案中，所述第四步中的次亚磷酸可以回收亦可作为化工磷肥生产的原料。本专利技术的设计特点是：产生的化学镍废液由化学镍镀槽的老化废液和洗槽的硝酸废液组成，其主要成分为硫酸镍、次亚磷酸钠、硝酸、铵盐、有机酸等。为了让企业降低环保处理成本，首先从减量的角度出发，对化学镍废液进行固液分离，如此形成了化学镍废液浓缩工艺，废液经浓缩分离过后形成两部分：一部分为水，另一部分为化学镍残渣。该残渣为绿色胶状固体，此类胶状固体主要成分为硫酸镍、硫酸钠、次亚磷酸、硝酸钠以及少量的其他杂质，其中镍的含量在4~5%，有高者可至10%以上，其含镍量约为化学镍废液原液浓缩前的十倍，其具有资源回收利用价值。一般对重金属固体废物都采用高温焙烧和酸浸出联合工艺的方法，将重金属进行回收，但该固体废物中含有较多量的次亚磷酸，当加热温度超过130℃时，次亚磷酸则分解成正磷酸和磷化氢，磷化氢为剧毒物质，此方法将形成二次污染且存在高危险性；此外，次亚磷酸在酸浸出过程中也随之溶解到酸中，没有达到分离效果，镍无法回收。该固体废物久置后又易潮解变软，形成废液，如放置不慎，重金属容易渗入土壤和水中，严重污染地表水和地下水，危害周边环境，损害人类健康。因此，本套工艺方案中，针对上述所述的固体废物，设计为将此残渣再进行酸溶、萃取分离等手段，将残渣中的主要化学成分进行全部回收。本资源化回收工艺，既解决企业后顾之忧，彻底为企业解决环保问题，又弥补了现阶段工艺方法上难以解决的对此类固体废物的资源回收和环境污染问题。（1）本专利技术的方案首先对化学镍废液进行浓缩以分离出绝大部分水分，蒸发出的气体经冷凝器冷凝后变成冷凝水进入排放系统，主要利用各物质的沸点不同，根据调节pH来控制冷凝水中氨氮的量，低温低压控制冷凝水COD的量，因镍、磷、硝酸根此类物质所构成的化学组分相对沸点较高，在低温低压下不会蒸发出去，因而保证了冷凝水的排放质量，浓缩结束后冷凝水可以排放，亦可作为回用水的源头，所得粘稠胶状的化学镍残渣则进入第二步。在所述第一步中，为了固氨即防止所分离的水中携带大量氨氮，因此在浓缩前必须进行化学调整，主要体现在酸碱度的调整，一方面氨氮都以铵盐形式存在，不会随着浓缩分离过程的进行而挥发出来，另一方面也考虑所使用的分离设备的寿命，所以采取弱酸性条件即pH调整至3~5，中性及碱性化学镀镍废液可使用硝酸洗槽废液进行调节，无须添加额外药剂。在蒸发浓缩时采用负压蒸发条件，沸腾温度控制在60~70摄氏度，以保证硝态氮不会溢出。（2）本专利技术的第二步主要是利用强酸制备弱酸的化学原理，且硫酸钠不溶于强酸的原理，用强酸溶解化学镍残渣，将硫酸钠从化学镍残渣中析出，从而分离出硫酸钠，酸溶析出的反应式为：2NaH2PO2+H2SO4→Na2SO4↓+2H3PO2。（3）本专利技术的第三步和第四步，也即将硫酸钠分离后，剩下硫酸镍和次亚磷酸，可以利用硫酸镍微溶于乙醇，次磷酸易溶于乙醇这一特点进行萃取重结晶，从而达到将硫酸镍和次亚磷酸进行分离。此过程中所用的良溶剂乙醇又可以通过蒸发的方法将其回收并重复利用。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术中所涉及的工艺步骤简单，没有发生剧烈的化学反应，操作安全系数高。（2）本专利技术的工艺过程中不额外增加污染物质，也不产生二次污染。（2）本专利技术将化学镍残渣中的主要成分进行有效分离，实现了资源化全部回收利用的工艺目的。（3）本专利技术所产生的固体物质具有经济价值，可以作为化工生产的化学原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法，其特征在于：所述资源化零排放回收工艺方法由以下步骤组成：第一步，对化学镍废液进行浓缩分离：将所述化学镍废液的pH值调节至3~5，以使化学镍废液中的氨氮以铵盐的形式存在；然后再将调整好pH值的化学镍废液进行低温负压蒸发浓缩，外界加热温度为95~110℃，负压条件为‑0.09～‑0.1 MPa，供热时保证化学镍废液的沸腾温度不超过70℃，当化学镍废液的体积为原来体积的8~12%时，停止蒸发，得到化学镍残渣，蒸发出的水蒸气经冷凝后排出；第二步，酸溶分离硫酸钠：用硫酸溶液将所述化学镍残渣在不断搅拌下进行缓慢的浸泡溶解，使得所述化学镍残渣全部溶解，得到硫酸浸出液，其中，所加的硫酸溶液量为刚好将所有的化学镍残渣全部溶解为准；待充分冷却后，进行过滤，得到滤液和白色晶体，此白色晶体即为粗制的硫酸钠晶体；第三步，萃取分离硫酸镍：向所述第二步的所述滤液中加入乙醇，加入的乙醇与滤液的体积比为1:0.9~1.1，充分混匀，溶液变浑浊，静置后，分层，上层有机相为无色透明滤液，即含有次亚磷酸的乙醇溶液，下层固相为绿色固体，即硫酸镍固体，经固液分离得到所述含有次亚磷酸的乙醇溶液与硫酸镍固体，硫酸镍固体用于资源化回收利用；第四步，回收乙醇：将所述第三步的含有次亚磷酸的乙醇溶液经过低温蒸发分离，得到的乙醇能够返回至所述第三步中重复利用，蒸发后所得的残液即为粗制次亚磷酸。...

【技术特征摘要】
1.一种化学镍废液的资源化零排放回收工艺方法，其特征在于：所述资源化零排放回收工艺方法由以下步骤组成：第一步，对化学镍废液进行浓缩分离：将所述化学镍废液的pH值调节至3~5，以使化学镍废液中的氨氮以铵盐的形式存在；然后再将调整好pH值的化学镍废液进行低温负压蒸发浓缩，外界加热温度为95~110℃，负压条件为-0.09～-0.1MPa，供热时保证化学镍废液的沸腾温度不超过70℃，当化学镍废液的体积为原来体积的8~12%时，停止蒸发，得到化学镍残渣，蒸发出的水蒸气经冷凝后排出；第二步，酸溶分离硫酸钠：用硫酸溶液将所述化学镍残渣在不断搅拌下进行缓慢的浸泡溶解，使得所述化学镍残渣全部溶解，得到硫酸浸出液，其中，所加的硫酸溶液量为刚好将所有的化学镍残渣全部溶解为准；待充分冷却后，进行过滤，得到滤液和白色晶体，此白色晶体即为粗制的硫酸钠晶体；第三步，萃取分离硫酸镍：向所述第二步的所述滤液中加入乙醇，加入的乙醇与滤液的体积比为1:0.9~1.1，充分混匀，溶液变浑浊，静...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐健健，程汉华，刘阳，
申请(专利权)人：苏州市东方环境技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32