(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610404942.5
(22)申请日 2016.06.08
(71)申请人 南京霖厚环保科技有限公司
地址 210007 江苏省南京市秦淮区军农路3
号3号楼3112室
(72)发明人 郑宏 郑泽邻
(74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任
公司 32102
代理人 徐振兴 姚姣阳
(51)Int.Cl.
C02F 9/06(2006.01)
C22B 7/00(2006.01)
C22B 23/00(2006.01)
C22B 3/24(2006.01)
C25C 1/08(2006.01)
C02F 103/16(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种从电镀镍漂洗废水中回收
树脂-酸稳定纳滤膜-旋流电解组合工艺，其优势
在于，可以直接从废水中回收纯水和金属镍，镍
回收率≧90%，电解镍纯度≧99.95%，废水回收率
≧70%，回收水的电导率≦10µs/cm。相较于其他
方法，本发明资源回收率高，经济效益好；并能保
证废水处理系统的稳定运行和回收物的品质。本
发明适用于电镀工业、电子工业、冶金工业含镍
废水及其他含镍工业废水中镍的回收及废水回
收处理。权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 105858987 A 2016.08.17
C N 105858987
A
1.一种从镀镍电镀废水中直接回收废水和纯净硫酸镍的生产工艺，其特征在于，按照如下步骤进行：
步骤（1）：将镀镍漂洗废水的PH调节至2-3，如果废水含铁，加入双氧水将废水中的Fe2+全部成Fe3+；
步骤（2）：将步骤（1）处理后的废水经袋式过滤器和\或活性炭柱过滤去除固体杂质和有机物；
步骤（3）：将步骤（2）处理后的废水进入螯合型离子交换树脂柱选择性吸附去除铜铁锌等少量杂质金属离子杂质；
步骤（4）：将步骤（3）处理后的废水PH值调节到4-5，然后依次进入阳离子交换柱1、阴离子交换柱1、阳离子交换柱2、阴离子交换柱2去除水中阴阳离子，得到脱盐纯水返回电镀线使用，其中阳离子交换树脂1吸附的是镍离子；
步骤（5）：步骤（4）中阳离子交换柱1树脂饱和后用50g/L硫酸溶液再生，得到含NiSO4的再生液；
步骤（6）：步骤（5）中得到的含硫酸镍再生液进入纳滤膜系统处理，得到硫酸镍浓缩液，透过液为稀硫酸返回离子交换系统用于配制阳离子交换树脂的再生剂；
步骤（7）；步骤（6）中的浓缩硫酸镍溶液进入旋流电解装置处理，得到电解镍；
步骤（8）：步骤（7）电解硫酸镍产纯镍过程中产生的电解贫液返回步骤（6）纳滤膜系统，与步骤（3）的含硫酸镍再生液一起进入纳滤膜系统处理，再次得到硫酸镍浓缩液用于产电解镍，透过液为硫酸溶液，回用于配制阳离子交换树脂的再生剂。
2.根据权利要求1所述的从镀镍电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中加入40g/L的NaOH或50g/L的H2SO4溶液，调节废水的PH为2-3，若废水含铁，需加入加入双氧水将废水中的Fe2+氧化成Fe3+。
3.根据权利要求1所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，通过袋滤器和/或过滤活性炭/砂滤柱进行，其中活性炭的要求为：碘值500-1000，粒度1-3mm活性炭；袋式过滤器的过滤精度为1µs/cm。
4.根据权利要求1所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（3）中，螯合型树脂为含羧氨基类、氨基磷酸类、巯基类、磷酰胺、吡啶、喹啉、酚类、醚类中一种或多种官能团的离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（4）中，阳离
子交换柱1和2的树脂采用苯乙烯强酸性大孔或凝胶型阳离子交换树脂，阴离子交换柱1树脂采用弱碱性大孔或凝胶阴离子交换树脂，阴离子交换柱2树脂采用强碱性大孔或凝胶阴离子交换树脂。
6.根据权利要求1所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（5）中，采用2-3倍树脂体积的50g/L的硫酸再生阳离子交换柱1中的饱和阳离子交换树脂，得到含镍5-10g/L，含硫酸30-40g/L稀硫酸镍溶液。
7.根据权利要求1所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（6）中，将步骤（5）中得到的稀硫酸镍溶液用丙烯晴PAN材质耐酸高压型纳滤膜设备浓缩，得到含镍30-60g/L的浓缩液，在浓缩硫酸镍的过程中，透过液为含硫酸30-40g/L的溶液可用于配制步骤（5）使用的再生剂循环使用。
8.根据权利要求1所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（7）中将步骤（6）到的硫酸镍浓缩液作为电解液用旋流电解槽装置产出电解镍，得到含镍大于99.9%的纯镍。
9.根据权利要求8所述的从电镀废水中直接回收纯水纯镍的生产工艺，其特征在于，步骤（7）电解产镍过程中，当电解液中镍的浓度低于10g/L成为贫液时，返回步骤(6)与步骤（5）中得到的稀硫酸镍溶液一并处理，重新得到硫酸镍浓缩液用于产电解镍，透过液为硫酸溶液，回用于配制阳离子交换树脂的再生剂。
从电镀镍漂洗废水中回收纯水纯镍的资源化处理工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种从电镀镍废漂洗水中直接回收纯水纯镍的工艺，属于电镀废水资源化处理技术领域。
背景技术
[0002]目前国内外用于处理镀镍废水的技术方法主要有化学法，膜法和离子交换法。按照清洁生产法的要求，电镀企业的金属资源利用率和节水率都有严格要求，实现电镀废水处理的同时有效回收其中的重金属和废水循环利用已经是目前电镀废水处理基本要求。[0003]（一）化学法：目前部分电镀企业还是采用化学法处理镀镍废水，化学处理法就是向含镍废水中加入氢氧化钠或石灰乳（氢氧化钙），将废水的PH调节到大于9，再加入絮凝剂，使废水中的金属镍以污泥的形式从废水中沉降下来，为了使废水中的镍离子含量进一步降低，还需加入重金属捕捉剂（多硫化物）。因此化学处理法从废水产生的含镍污泥无法直接回用于镀槽，而是送交污泥回收企业进行处理，由于固危废运输、处理的管理日益严格，该处理方法的镍回收成本高、无法直接得到纯镍。另外由于需要加入大量的化学药剂，使废水的含盐率上升，使废水的回收成本增加，水回收率降低。
[0004]（二）膜法：目前虽然部分电镀企业直接采用反渗透膜法回收重金属和废水，但采用膜法回收是全液回收，难以排除回收液中的杂质成分，回收的硫酸镍溶液会造成槽液有害杂质积累因此不能长期循环使用，另外由于回收液金属浓度低，返槽使用还需蒸发，能耗高。
[0005]（三）离子交换法：离子交换法可以直接回收含镍废水中的镍，而且可以保证出水中的镍离子含量达标。但由于目前的离子交换工程应用技术水平的限制，大部分情况下，还不能实现废水镍回收过程中，镍的净化、提纯。因此镀镍废水中镍的回收液还不能实现直接返回镀槽使用，并保证镀镍工件的品质，镍回收液还要用中和沉淀法变成含镍污泥后委外处理。
[0006]因此目前其他方法如化学法、膜法和常规离子交换法等回收的硫酸镍均无法实现纯水和纯镍的直接同时回收，从而实现资源回收的高效益。
发明内容
[0007]本发明针对现有技术中存在的缺陷，提出一种从电镀镀废水中直接回收纯水纯镍的工艺，实现回收高纯度的电解镍和纯水，资源回收率高、综合效益好。
[0008]本发明为实现上述的技术目的，采取以下的技术方案，工艺过程及原理如下：一种从镀镍电镀废水中直接回收废水和纯净硫酸镍的生产工艺，其特征在于，按照如下步骤进行：
步骤（1）：将镀镍漂洗废水的PH调节至2-3，如果废水含铁，加入双氧水将废水中的Fe2+全部成Fe3+；
步骤（2）：将步骤（1）处理后的废水经袋式过滤器和\或活性炭柱过滤去除固体杂质和
有机物；
步骤（3）：将步骤（2）处理后的废水进入螯合型离子交换树脂柱选择性吸附去除铜铁锌等少量杂质金属离子杂质；
步骤（4）：将步骤（3）处理后的废水PH值调节到4-5，然后依次进入阳离子交换柱1、阴离子交换柱1、阳离子交换柱2、阴离子交换柱2去除水中阴阳离子，得到脱盐纯水返回电镀线使用，其中阳离子交换树脂1吸附的是镍离子；
步骤（5）：步骤（4）中阳离子交换柱1树脂饱和后用50g/L硫酸溶液再生，得到含NiSO4的再生液；
步骤（6）：步骤（5）中得到的含硫酸镍再生液进入纳滤膜系统处理，得到硫酸镍浓缩液，透过液为稀硫酸返回离子交换系统用于配制阳离子交换树脂的再生剂；
步骤（7）；步骤（6）中的浓缩硫酸镍溶液进入旋流电解装置处理，得到电解镍；
步骤（8）：步骤（7）电解硫酸镍产纯镍过程中产生的电解贫液返回步骤（6）纳滤膜系统，与步骤（3）的含硫酸镍再生液一起进入纳滤膜系统处理，再次得到硫酸镍浓缩液用于产电解镍，透过液为硫酸溶液，回用于配制阳离子交换树脂的再生剂。
[0009]本发明进一步限定的技术方案为：
进一步的，步骤（1）：用40g/L的NaOH或50g/L的H2SO4溶液，将镀镍漂洗废水的PH调节至2-3，如果废水含铁，加入双氧水将废水中的Fe2+氧化成Fe3+，便于后续废水除铁；
进一步的，步骤（2）：废水经袋式过滤器和/或活性炭柱过滤去除固体杂质、悬浮物和有机物；其中活性炭的要求为：碘值500-1000，粒度1-3mm活性炭。袋式过滤器的过滤精度为1µs/cm。
[0010]进一步的，步骤（3）：废水进入螯合型离子交换树脂柱选择性吸附去除铜铁锌等的少量杂质金属离子杂质；螯合树脂为含羧氨基类、氨基磷酸类、磷酰胺、巯基类、吡啶、喹啉、酚类、醚类等官能团的离子交换树脂。螯合离子交换树脂饱和后用10-30%的硫酸或8-20%盐酸再生后重复使用。
[0011]进一步的，步骤（4）：废水进入PH调节槽，用40g/L的NaOH溶液调节其PH值在4-5范围，然后废水以2-8BV（树脂体积）/h的流速，依次进入阳离子交换柱1、阴离子交换柱1、阳离子交换柱2、阴离子交换柱2去除水中阴阳离子，得到电导率≦10µs/cm的脱盐纯水返回电镀线作为漂洗镀镍工件使用。本
步骤阳离子交换柱1和2采用强酸性大孔或凝胶阳离子交换树脂，其中阳离子交换柱1吸附的是镍离子；阳离子交换柱2主要吸附的是镍离子以外的其他金属离子如钠离子等，阴离子交换柱1采用弱碱性大孔或凝胶阴离子交换树脂、阴离子交换2采用强碱性大孔或凝胶阴离子交换树脂。
[0012]进一步的，步骤（5）：步骤（4）中阳离子交换柱1树脂饱和后用采用2-3倍树脂体积的50g/L的硫酸再生，得到含镍5-10g/L，含硫酸30-40g/L稀硫酸镍溶液。
[0013]进一步的，步骤（6）：步骤（5）中得到的含硫酸镍再生液进入丙烯晴（PAN）材质耐酸高压型纳滤膜设备浓缩，运行压力设定为3-7MPA，得到含镍30-60g/L的浓缩液，在浓缩硫酸镍的过程中，透过液为含硫酸30-40g/L的溶液可用于配制步骤（5）使用的再生剂循环使用。[0014]进一步的，步骤（7）：步骤（6）中经纳滤膜浓缩后的硫酸镍溶液进入循环储槽，由循环泵送入旋流电解系统生产镍，旋流电解系统由1个或多个管式电解槽串联组成，通过强制循环实现溶液的高速流动，在高流速、高电流密度等技术条件控制下高选择性地将溶液中
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