申请日2018.08.10
公开(公告)日2018.12.14
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，向废水中通入臭氧进行反应，反应过程中投加碱类物质维持废水pH在10‑11之间，反应完成后，可得纯度大于98%的羟基氧化镍。本发明具有如下的有益效果：(1)所得羟基氧化镍纯度高，可以直接进入原回收系统回用;(2)处理过程简单，仅需通入臭氧即可;(3)臭氧可同步氧化废水中COD，减轻后续深度处理的负荷;(4)工艺能耗低、成本低，无二次污染。
权利要求书
1.一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)向镍的萃余废水中加入碱类物质，调节废水pH在10-11之间;所述镍的萃余废水中含COD浓度为200～1000mg/L，含镍≤100mg/L;
(2)向镍的萃余废水中通入臭氧进行反应，反应过程不断加入碱类物质维持废水碱度在10-11之间，控制反应温度为-5℃～95℃，反应0.5～4小时后，固液分离，得羟基氧化镍，其纯度≥98.0%;所述的臭氧通入浓度为80mg/L-120mg/L。
2.根据权利要求1所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：所述镍的萃余废水为含镍废渣中回收镍后的萃余废水。
3.根据权利要求1或2所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)的碱类物质是氢氧化钠、氧化钠、氢氧化钾、氧化钾中的一种或它们的组合。
4.根据权利要求1或2所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：控制通入臭氧反应温度为-5℃～30℃。
5.根据权利要求1或2所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：步骤(2)在通入臭氧的同时，向废水中加入混合处理剂，按照步骤(2)所述的条件反应，得含羟基氧化镍的固体混合物;将所得含羟基氧化镍的固体混合物先用水进行清洗，随后用酸类物质浸泡1～12小时，浸泡过程中控制温度50℃～80℃，浸泡完成后液固分离，得含高浓度镍的溶液和再生混合处理剂;所述混合处理剂的用量为10-20mg/L废水，所述混合处理剂由过硫酸铵、四氧化三铁和活性炭组成，其中过硫酸铵、四氧化三铁与活性炭的质量比例为1﹕(1-3)﹕(1-10)。
6.根据权利要求5所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：所述混合处理剂过硫酸铵、四氧化三铁与活性炭的组成需进一步满足以下关系：[m(过硫酸铵)+m(四氧化三铁)]/m(活性炭)=0.4-0.6，所述m代表质量。
7.根据权利要求5所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：所述的酸是盐酸、硝酸、磷酸、硫酸中的一种或它们的组合。
8.根据权利要求5所述从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，其特征在于：控制通入臭氧反应时间为0.5～1小时。
说明书
一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法
技术领域
本发明属于有机废水处理领域，具体涉及从含镍萃余废水的进一步回收低浓度镍的处理方法。
背景技术
镍是一种银白色金属，具有良好的机械强度、延展性和很高的化学稳定性，广泛应用于生产不锈钢和各种合金,已成为发展现代航天航空工业、军事工业、医疗器械工业和发展人类现代文明不可或缺的金属。
我国属世界上镍资源较丰富的国家之一,占总储量的9%左右,位居世界第四。随着世界经济的高速发展，相关行业对镍的需求也急剧增加，而目前世界上可供开采的镍矿资源却在逐渐减少，因此从废料中回收镍资源显得愈发重要。
目前，从含镍废渣中回收镍采取的是工艺是“浸出-萃取-反萃-沉镍(或电解)”，此过程产生的萃余废水由于盐度累积，并不能回用，因此需要处理。该废水一般含有少量未被萃取的镍离子和其他原料夹带的杂质重金属离子。为去除这部分重金属，一般采用添加石灰或铁盐的方法，即可达到目的。但与此同时，废水中的镍也被一起沉淀。因石灰或铁盐的用量相对较大，沉淀所得渣量也较大，其中镍的品位就较低，不具备再次回收的价值。由此基本可以认为萃余废水中的镍完全被浪费掉，而并未得到回用。实际上，萃余废水中的镍含量虽低(≤100mg/L)，但是总量却未必少。例如，日处理1000吨废水的企业，若不对其进行回收，每日即排放了约100Kg的镍，按镍价8万元/t计，相当于损失8000元。因此，若能通过简单方式对这部分镍进行回收，则将大大提升企业效益，同时，也能弥补废水处理的部分成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的：
一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法，包括以下步骤：
(1)向镍的萃余废水中加入碱类物质，调节废水pH在10-11之间;所述镍的萃余废水中含COD浓度为200～1000mg/L，含镍≤100mg/L;
(2)向镍的萃余废水中通入臭氧进行反应，反应过程不断加入碱类物质维持废水碱度在10-11之间，控制反应温度为-5℃～95℃，反应0.5～4小时后，固液分离，得羟基氧化镍，其纯度≥98.0%;所述的臭氧通入浓度为80mg/L-120mg/L。
所述镍的萃余废水优选为含镍废渣中回收镍后的萃余废水。含镍废渣中回收镍的工艺背景中有介绍和描述。
优选方案，步骤(1)和步骤(2)的碱类物质所述的碱类物质是氢氧化钠、氧化钠、氢氧化钾、氧化钾中的一种或它们的组合。可以相同也可以不同。
优选方案，控制通入臭氧反应温度为-5℃～30℃。
优选方案，步骤(2)在通入臭氧的同时，向废水中加入混合处理剂，按照步骤(2)所述的条件反应，得含羟基氧化镍的固体混合物;将所得含羟基氧化镍的固体混合物先用水进行清洗，随后用酸类物质浸泡1～12小时，浸泡过程中控制温度50℃～80℃，浸泡完成后液固分离，得含高浓度镍的溶液和再生混合处理剂;所述混合处理剂的用量为10-20mg/L废水，所述混合处理剂由过硫酸铵、四氧化三铁和活性炭组成，其中过硫酸铵、四氧化三铁与活性炭的质量比例为1﹕(1-3)﹕(1-10)。
由于混合处理剂含有可溶性过硫酸盐，因此，按比例补充相应的过硫酸盐后再生混合处理剂即可重复使用。
所述的酸优选是盐酸、硝酸、磷酸、硫酸中的一种或它们的组合。
进一步的优选方案，所述混合处理剂过硫酸盐、四氧化三铁与活性炭的组成需进一步满足以下关系：[m(过硫酸铵)+m(四氧化三铁)]/m(活性炭)=0.4-0.6，所述m代表质量，控制在此比例范围内的混合处理剂效果较佳。
加入混合处理剂的方案，可以大大缩短反应时间，通入臭氧处理时间仅为0.5～1小时，进一步提高处理效率节约成本。
本发明具有如下的有益效果：(1)所得羟基氧化镍或含镍溶液的纯度高，可以直接进入原回收系统回用;(2)处理过程简单，仅需通入臭氧即可;(3)臭氧可同步氧化废水中COD，减轻后续深度处理的负荷;(4)工艺能耗低、成本低，无二次污染;(5)进一步的，通过在通入臭氧的同时加入混合处理剂，大大提高臭氧氧化效率，缩短处理时间，还可以更好的去除COD。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1含镍有机废水取自浙江金华市某厂，含COD为800mg/L，含镍58mg/L。取废水400L置于PP材质的圆筒形容器中，用氢氧化钠调节废水pH至pH=10，后引入臭氧进行曝气，臭氧出口浓度为80～100mg/L，通气量为5L/min，反应过程中，不断添加氢氧化钠，维持废水ph在10左右，并控制反应温度为50℃，3h后，静置沉淀，随后真空过滤进行液固分离，得黑色滤饼。经测定，废水经处理后COD降至300mg/L，而沉淀含镍约64%，折合羟基氧化镍的纯度大于99%。
实施例2含镍有机废水取自浙江金华市某厂，含COD为700mg/L，含镍62mg/L。取废水500L置于PP材质的圆筒形容器中，用氢氧化钠调节废水pH至pH=11，后引入臭氧进行曝气，臭氧出口浓度为80～100mg/L，通气量为5L/min，反应过程中，不断添加氢氧化钠，维持废水ph在10左右，并控制反应温度为30℃，2h后，静置沉淀，随后真空过滤进行液固分离，得黑色滤饼。经测定，废水经处理后COD降至250mg/L，而沉淀含镍约64%，折合羟基氧化镍的纯度大于99%。
实施例3含镍有机废水取自浙江金华市某厂，含COD为900mg/L，含镍51mg/L。取废水400L置于PP材质的圆筒形容器中，用氢氧化钠调节废水pH至pH=10，后引入臭氧进行曝气，臭氧出口浓度为80～100mg/L，通气量为5L/min，同时加入混合处理剂，所述混合处理剂加入量为14mg/L废水，由过硫酸铵、四氧化三铁和活性炭组成，其中过硫酸铵、四氧化三铁与活性炭的质量比例为1﹕1﹕5。
反应过程中，不断添加氢氧化钠，维持废水ph在10左右，并控制反应温度为25℃，0.5h后，静置沉淀，随后真空过滤进行液固分离，得黑色滤饼。经测定，废水经处理后COD降至80mg/L，而沉淀含镍约55.58%，将沉淀用清水洗涤后，按固液比(沉淀质量：液体体积，g/mL)1:10加入硫酸(硫酸浓度30%)，并在搅拌条件下浸出2小时后，过滤，可得含镍浓度为55g/L左右的硫酸镍溶液，该溶液可直接用于硫酸镍产品的制备。
