一种在碱性化学镀镍废液中直接提取镍的方法 【技术领域】
本发明涉及一种工业废液的处理，尤其是涉及一种在碱性化学镀镍废液中直接提取镍的方法。
背景技术
化学镀镍是一种无外电源作用，靠化学镀镍液自身氧化还原反应在金属表面上沉积一层镍一硼合金镍镀层，碱性化学镀镍是以硼氢化钠为还原剂，碱性化学镀镍的有效工作周期(寿命)，一般在可利用4～10周期左右(工作周期定义为以新配槽时的镍含量为计算单位，在生产中因镍消耗，补加一个计算单位量镍，即为一个周期)达到周期后，镀液中的NaBo2大量积累在镀液中，导致镀速逐渐减慢，镀液失去使用价值，需将废弃排放掉，在废弃液中还存有3～5g/L的镍，根据国家环保局制定含镍废液排放标准为＜1ppm。
当前对于含镍废水的处理主要有3种方式：化学法、电渗析法和RO膜分离法等。
化学法，使之产生颗粒物质，再通压滤机将其压滤，产生膏状的含镍污泥渣，然后将其掩埋，或烧成红砖。此方法不仅处理成本高，浪费大量的镍资源，而且会产生二次污染。
电渗析法，需投入相关的电力设备镀槽和电板等，处理运行过程时间长，电耗大，因成本过高，故应用较少。
RO膜分离法，目前，所需成本约0.5T/h，设备需约30万元人民币，所处理的含镍废水浓度需≤100ppm，且分离处理量为总处理量的65％，其余35％含镍废水需二次处理，如通过化学法，电渗析法等。
公开号为CN201325915的发明专利申请公开一种含有络合物镀镍废液和镀镍漂洗废水的处理设备，包括至少一离子交换柱，其进口管路以及出口管路。进口管路用以向离子交换柱输入含有络合物的溶液，该进口管路上设有将溶液从一第一pH值调节到一第二pH值的第一pH值调节单元，其中该第二pH值小于等于3。至少一离子交换柱装有强酸性阳离子交换树脂，其输入该溶液进行离子交换，使溶液中镍离子被吸附到树脂上。出口管路从离子交换柱输出离子交换后的溶液，该出口管路上设有将溶液的pH值调节至一目标pH值的第二pH值调节单元。该发明利用在酸性条件下，镍离子的络合性最弱的特性，采用离子交换吸附镍离子的方式，以简单的方法解决了目前含有络合物的镀镍废液和镀镍漂洗废水难以处理的困境。
【发明内容】
本发明的目的是提供能替代现有的化学法、电渗析法、电解法、RO膜分离法、压滤法等工艺，可降低含镍的废水处理成本，提高镍的能源的利用，避免产生二次污染的一种在碱性化学镀镍废液中直接提取镍的方法。
本发明包括以下步骤：
1)将碱性化学镀镍废液注入碱性化学镀镍废液槽，在碱性化学镀镍废液槽中加入催化还原剂和镍提取载体；
2)将经步骤1)直接提取镍后的碱性化学镍残液经过RO膜反渗透处理和热蒸发处理后，使碱性化学镀镍废液中的镍离子≥98％沉积在镍提取载体上，产生固体废渣，即完成在碱性化学镀镍废液中直接提取镍。
在步骤1)中，所述催化还原剂的加入量，按体积比，可为催化还原剂∶碱性化学镀镍废液＝(0.3～0.5)∶100；所述催化还原剂可包括硼氢化钠、乙二胺、硫脲、硫基苯骈噻唑和硫代硫酸钾，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为硼氢化钠为0.1～5g/L、乙二胺20～40g/L，硫脲0.1～1g/L，硫基苯骈噻唑0.01～1g/L，硫代硫酸钾0.01～0.1g/L，余为水；所述镍提取载体可采用40系列不锈钢或铁，所述镍提取载体的形状可为圆柱型、网状型、瓦楞型、圆珠型或片状型等；所述碱性化学镀镍废液的温度可为80～90℃，碱性化学镀镍废液的pH值可调至≥12，所述调节可采用氨水将碱性化学镀镍废液的pH值调至≥12。在碱性化学镀镍废液中，一般镍含量为3～5g/L，一般经过2～4h提取处理，碱性化学镀镍废液中的镍由3～5g/L降至≤0.08g/L。
在经步骤1)直接提取镍后的碱性化学镍残液中，按质量百分比，剩余的镍离子的含量≤0.9％。
在步骤2)中，所述RO膜反渗透处理可采用RO膜反渗透处理装置；经RO膜反渗透处理装置进行分离处理，可将碱性化学镍残液中残存的≤2％的镍和硼氢化钠等杂质分离，65％的碱性化学镍残液达到排放及循环用水标准，将剩余的35％的含镍及硼氢化钠等杂质的碱性化学镍残液进行热蒸发处理，所述热蒸发处理可采用热蒸发槽，所述热蒸发处理的时间可为2～3h，所述RO膜反渗透处理和热蒸发处理的时间可为6～8h；所述热蒸发槽可采用不锈钢槽，采用电加热器加热或蒸汽加热。
与现有的碱性化学镀镍废液的处理方法相比，本发明具有以下突出特点和技术效果。
1)由于在碱性化学镀镍废液中加入催化还原剂，使已失去氧化还原反应能力的废弃老化镀液重新恢复更强的氧化还原功能，通过载体将镀液中的98％以上含镍离子直接提取出金属镍(含硼6％～8％)，其余1％～2％通过RO膜反渗透处理装置和蒸发槽回收处理。
2)在含镍废液中，硼化物的积累随着化学镀镍生产周期增加而累积增多，增多使化学镀镍液氧化还原反应沉积速度逐渐变慢，甚至更低。由于化学镀镍槽中工作液地镍离子含量在4～6g/L，所以放弃使用时，镍离子含量一般3～5g/L，本发明通过往废旧含镍的废液中加入催化还原剂，使废弃化学镀镍液氧化还原反应得以恢复，同时将镀液的温度控制在80～90℃，pH值调至≥12，使废旧镀液中镍离子≥98％以上沉积在金属载体。
3)由于载体金属应力与镍金属应力差距较大，能很容易将镍金属从负载金属剥离下来，不仅成本低，而且镍资源又得到利用，不产生二次污染。
【具体实施方式】
以下实施例将对本发明作进一步的说明。
实施例1
本发明包括以下步骤：
1)将碱性化学镀镍废液注入碱性化学镀镍废液槽，在碱性化学镀镍废液槽中加入催化还原剂和镍提取载体，将碱性化学镀镍废液中的镍离子≥98％沉积在镍提取载体上；
所述催化还原剂的加入量，按体积比，可为催化还原剂∶碱性化学镀镍废液＝0.3∶100；所述催化还原剂可包括硼氢化钠、乙二胺、硫脲、硫基苯骈噻唑和硫化硫酸钾，在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为硼氢化钠为0.1g/L、乙二胺30g/L，硫脲0.5g/L，硫基苯骈噻唑0.01g/L，硫代硫酸钾0.05g/L，余为水；所述镍提取载体采用40系列不锈钢，所述镍提取载体的形状为圆柱型或圆珠型；所述碱性化学镀镍废液的温度为80～85℃，采用氨水将碱性化学镀镍废液的pH值调至12。在碱性化学镀镍废液中，一般镍含量为3～5g/L，一般经过2～4h提取处理，碱性化学镀镍废液中的镍由3～5g/L降至≤0.1g/L。
在经步骤1)直接提取镍后的碱性化学镍残液中，按质量百分比，剩余的镍离子的含量≤0.9％。
2)将经步骤1)直接提取镍后的碱性化学镍残液经过RO膜反渗透处理和热蒸发处理后，使碱性化学镀镍废液中的镍离子≥98％沉积在镍提取载体上，产生固体废渣，即完成在碱性化学镀镍废液中直接提取镍。
所述RO膜反渗透处理采用RO膜反渗透处理装置，例如台源水质净化科技(深圳)公司出厂的0.5T/H RO反渗透电镀废水处理系统；经RO膜反渗透处理装置进行分离处理，可将碱性化学镍残液中残存的≤2％的镍和硼氢化钠等杂质分离，65％的碱性化学镍残液达到排放及循环用水标准，将剩余的35％的含镍及硼氢化钠等杂质的碱性化学镍残液进行热蒸发处理，所述热蒸发处理采用热蒸发槽，所述热蒸发处理的时间为2～3h，所述RO膜反渗透处理和热蒸发处理的时间为6～8h；所述热蒸发槽采用不锈钢槽，采用电加热器加热或蒸汽加热。
从100L碱性化学镀镍废液中提取出0.396kg金属镍硼合金，提取的0.396kg金属镍硼合金的市场售价约为31.68元，去掉处理成本11.6元，还有20.08元的经济效益收入，镍资源又得到利用。如采用化学法处理，需处理成本500元左右(因含镍废渣需要掩埋，又有二次污染)，本发明设备投资为化学法处理设备的约1/10。
实施例2
与实施例1类似，其区别在于在步骤1)中，所述催化还原剂的加入量，按体积比，为催化还原剂∶碱性化学镀镍废液＝0.4∶100；在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为硼氢化钠为2g/L、乙二胺20g/L，硫脲0.1g/L，硫基苯骈噻唑1g/L，硫代硫酸钾0.01g/L，余为水；所述镍提取载体的形状为网状型或瓦楞型；所述碱性化学镀镍废液的温度为85～87℃，采用氨水将碱性化学镀镍废液的pH值调至13。
实施例3
与实施例1类似，其区别在于在步骤1)中，所述催化还原剂的加入量，按体积比，为催化还原剂∶碱性化学镀镍废液＝0.5∶100；在每升催化还原剂中，催化还原剂各成份的浓度可为硼氢化钠为5g/L、乙二胺40g/L，硫脲1g/L，硫基苯骈噻唑0.5g/L，硫代硫酸钾0.1g/L，余为水；所述镍提取载体的形状为片状型；所述碱性化学镀镍废液的温度为87～90℃，采用氨水将碱性化学镀镍废液的pH值调至14。