申请日2012.04.12
公开(公告)日2012.08.01
IPC分类号C25C1/08; C02F1/62; C02F1/461
摘要
一种废水中镍的电解回收方法，具体步骤如下：(1)取1000份到1500份含镍废水，用片状氢氧化钠调节pH在1~6范围内;(2)加入0.01份到0.05份聚乙二醇、0.03份到0.06份硫脲、0.01份到0.015份十二烷基磺酸钠、水合三氯乙醛、对甲苯磺酰胺或糖精中的至少一种，维持体系温度在50~80℃，搅拌下控制电流在1.0~5.0A范围内开始电解，并通过添加片状氢氧化钠以保持体系pH值与步骤(1)相同，电解时间控制在12~24h;(3)然后再用片状氢氧化钠调节体系pH在6~10范围内，加0.15份到0.3份次亚磷酸钠或明胶中的至少一种，继续保持体系温度，搅拌下控制电流在1.0~5.0A范围内电解，电解时间为8~16h。本发明所提供的方法适用性强，可以直接得到金属镍，方法简便，成本低廉。
权利要求书
1.一种废水中镍的电解回收方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)取1000份到1500份含镍废水，用片状氢氧化钠调节pH在1~6范围内;
(2)加入0.01份到0.05份聚乙二醇、0.03份到0.06份硫脲、0.01份到0.015份十二烷基磺酸钠、水合三氯乙醛、对甲苯磺酰胺或糖精中的至少一种，维持体系温度在50~80℃，搅拌下控制电流在1.0~5.0A范围内开始电解，并通过添加片状氢氧化钠以保持体系pH值与步骤(1)相同，电解时间控制在12~24h;
(3)然后再用片状氢氧化钠调节体系pH在6~10范围内，加0.15份到0.3份次亚磷酸钠或明胶中的至少一种，继续保持体系温度，搅拌下控制电流在1.0~5.0A范围内电解，电解时间为8~16h。
2. 根据权利要求1所述的废水中镍的电解回收方法，其特征在于电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板。
3. 根据权利要求1所述的废水中镍的电解回收方法，其特征在于控制步骤(2)中搅拌速度为700~900 r/min，步骤(3)中搅拌速度为900~1100 r/min。
说明书
一种废水中镍的电解回收方法
技术领域
本发明涉及废水中的金属回收技术领域，尤其是涉及一种废水中镍回收的工艺。
背景技术
随着国民经济的迅猛发展，以及人们生活条件的不断提高，家用电器、手提电话、视频播放器等电子产物的需要量也越来越大，其核心部件之一线路板的需求也是随之与日俱增。但是，由于线路板产业在生产过程中会产生大量的重金属废水，这些重金属废水的有效处置就成为摆在经济发展面前的一大难题。含镍废水作为线路板产业的主要废水之一，每年的产生量数以百万吨计，镍污染可引起皮炎和气管炎，甚至发生肺炎，镍具有积存作用，在肾、脾、肝中积存最多，可诱发鼻咽癌和肺癌等一系列严重疾病。而且，镍作为一种贵金属，其价格十分昂贵。因此，含镍废水中镍的回收方法显得尤为重要，十分具有经济和社会价值。
线路板行业产生的含镍废水主要为化学镀镍和电镀镍两种工序产生，其中化学镀镍产生的废水中的镍主要以络合状态存在，电镀镍产生的废水中的镍主要以离子状态存在，但也有一部分以络合状态存在。这样使得在回收镍时就非常的困难，因为这就涉及到破络、条件控制等一系列难题。
目前国内针对这一块的研究也较多，但大多数的回收方法就只是针对其中的一种废水，针对电镀镍废水有些处理方法较简单，而且到的也只是镍盐之类的初级产品，如邵琳采用向电镀镍废水中加氢氧化钠后压滤得到镍盐;有些处理方法能够利用电镀镍废水得到金属镍，但步骤繁琐、操作条件要求高，如上海轻工研究所有限公司通过反渗透或离子选择性膜浓缩废液后，再使用三维电解设备得到金属镍。针对化学镀镍废水，冯云香采用强碱性阴离子交换树脂处理镀镍废水，使络合镍脱稳，再以强酸性阳离子交换树脂吸附镀镍废水中所含的镍离子;汉达精密电子(昆山)有限公司采用次磷酸钠和氯化钯在加热条件下以镍板为基板分解得到金属镍。总结这些方法可以发现不仅操作复杂，成本高昂，而且还只是针对某一种含镍废水，而很多电子厂排出的含镍废液均为二者的混合废液，因此，一个可以直接回收含镍废水且方便快捷、成本低廉的方法显得格外的重要。
含镍废水的回收主要有以下三点困难：首先，含镍废水中镍的含量普遍不高，且存在形式不一，有离子状态的，也有络合状态的，处理方法都不一样，处理成本较高;其次，杂质成分复杂且含量极高，如化学镀镍老化液中磷、氨氮含量都非常的高，电镀镍废水中氯离子、硼酸含量也非常的高，这些杂质成分的存在使得废液中镍的回收处理十分困难;再次，含镍废水水质不能保持稳定，这就需要根据现实情况判断处理的方法及药剂的用量。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种废水中镍的电解回收方法。本发明所提供的方法适用性强，可以直接得到金属镍，方法简便，成本低廉。
本发明的技术方案如下：
一种废水中镍的电解回收方法，具体步骤如下：
(1)取1000份到1500份含镍废水，用片状氢氧化钠调节pH在1~6范围内;
(2)加入0.01份到0.05份聚乙二醇、0.03份到0.06份硫脲、0.01份到0.015份十二烷基磺酸钠、水合三氯乙醛、对甲苯磺酰胺或糖精中的至少一种，维持体系温度在50~80℃，搅拌下控制电流在1.0~5.0A范围内开始电解，并通过添加片状氢氧化钠以保持体系pH值与步骤(1)相同，电解时间控制在12~24h;
(3)然后再用片状氢氧化钠调节体系pH在6~10范围内，加0.15份到0.3份次亚磷酸钠或明胶中的至少一种，继续保持体系温度，搅拌下控制电流在1.0~5.0A范围内电解，电解时间为8~16h。
电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板控制步骤(2)中搅拌速度为700~900 r/min，步骤(3)中搅拌速度为900~1100 r/min。
本发明有益的技术效果在于：
本发明与已有方法相比具有以下几个突出的优点：首先，该方法适用于所有含镍废水的回收，而不仅仅局限于某一种含镍废水;其次，通过该方法回收得到的是金属状态的镍，而不是镍盐之类的还需要进一步加工才能使用的产品，符合绿色环保理念;再次，整个过程能耗很低，实现了低能耗、低成本回收;最后，通过此方法回收得到的镍纯度较高，且非常容易从阴极板上移除，易于操作。此发明有以上几个优点的原因有：
(1)针对含镍废水中镍的含量低不易电解回收这一问题，首先通过控制电解电流在1.0~5.0A范围内电解，充分利用电解电流，降低能耗，减少副反应的发生;其次，使用聚乙二醇来增大阴极极化效率，实现对阴极板的良好润湿作用，使电解中产生的气体快速逸出，保证获得的镍光滑平整;再次，使用硫脲来增大电解镍的成核密度，降低阴极电流，提高电解效率;更重要的是，十二烷基磺酸钠、水合三氯乙醛、对甲苯磺酰胺、糖精中的一种或几种的加入，一方面降低了镍层的内应力，使得镍层均匀细致且具有金属光泽，另一方面加快了阴极产生的氢气的逸出，防止因废液中镍的浓度变化而导致的阴极板局部碱化，生成氢氧化镍沉淀污染体系，影响电解过程的进一步进行。
(2)针对废液中氯离子含量高这一问题，首先通过控制体系温度在50~80℃范围内进行电解，使得阳极板上产生的氯气快速逸出，一方面避免因氯气溶于体系而生成次氯酸根，生成的次氯酸根与镍离子会反应得到黑色的NiO2·nH2O，阻止电解的进一步进行，另一方面提高电流效率，减少电解副反应的发生，防止损坏阳极板;其次，使电解在快速搅拌下进行，一方面保证了氯气快速逸出，另一方面也使得体系中的镍分布均匀，最大限度的利用的电解电流;再次，由于氯离子在阳极板上的竞争放电，使得体系的pH值不断上升，超过一定限制后即会生成氢氧化镍沉淀，影响电解进行，因此在电解过程中需密切注意体系的pH变化，电解第一阶段严格控制体系pH在1~6范围内。
具体实施方式
实施例1
(1)取1000 g含镍废水，用片状氢氧化钠调节pH值为2.0;
(2)加入0.01g聚乙二醇，0.03g硫脲，0.005g十二烷基磺酸钠和0.005g糖精，维持体系温度在70 ℃，700 r/min搅拌下控制电流为1.0 A开始电解，每半小时测一次体系的PH值，通过添加片状氢氧化钠保持体系pH值为2.0，电解时间控制在12 h，电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板;
(3)然后再用片状氢氧化钠调节体系pH值为6.0，加入0.1g次亚磷酸钠和0.05g明胶，继续保持体系温度，900 r/min搅拌下控制电流在1.0 A电解，电解时间为8 h，电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板。结果见表1所示。
实施例2
(1)取1300 g含镍废水，用片状氢氧化钠调节pH值为3.0;
(2)加入0.04 g聚乙二醇，0.05 g硫脲，0.01g水合三氯乙醛和0.005g糖精，维持体系温度在50 ℃，800 r/min搅拌下控制电流在3.0A开始电解，每半小时测一次体系的PH值，通过添加片状氢氧化钠保持体系pH值为3.0，电解时间控制在20 h，电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板;
(3)然后再用片状氢氧化钠调节体系pH值为9.0，加0.2g次亚磷酸钠，继续保持体系温度，1000 r/min搅拌下控制电流在2.5 A电解，电解时间为10 h，电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板。结果见表1所示。
实施例3
(1)取1500 g含镍废水，用片状氢氧化钠调节pH值为5.5;
(2)加入0.05 g聚乙二醇， 0.06 g硫脲，0.007g对甲苯磺酰胺和0.005g糖精，维持体系温度在80 ℃，900 r/min搅拌下控制电流在5.0 A开始电解，每半小时测一次体系的PH值，通过添加片状氢氧化钠保持体系pH值为5.5，电解时间控制在24 h，电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板;
(3)然后再用片状氢氧化钠调节体系pH值为10.0，加入0.15g次亚磷酸钠和0.15g明胶，继续保持体系温度，1100 r/min搅拌下控制电流在5.0 A电解，电解时间为16 h，电解时以钛板为阴极板，钛镀铱板为阳极板。
