CN104229906B - 利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法和设备；属于含镍废水处理工艺技术领域；该方法要点包括下述步骤：(1)含镍废水收集；(2)含镍废水中镍的沉淀、压滤、镍泥破碎成镍泥浆；(3)镍泥酸溶；(4)硫酸镍溶液过滤；(5)硫酸镍溶液除杂纯化，进行二次过滤；(6)硫酸镍溶液真空蒸发浓缩、结晶、过滤、离心干燥得到硫酸镍晶体；本发明旨在提供一种可减少镍资源的浪费、降低镍对自然环境的潜在危害，实现镍资源的循环利用的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法和设备；用于含镍废水的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备电镀硫酸镍的方法，更具体地说，尤其涉及一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法。本发明同时还涉及一种应用于上述方法的专用设备。
背景技术
在表面处理加工过程中，电镀镍和化学沉镍是经常采用的两种表面处理工艺，电镀镍又主要有电铸镍、亚镍、半光镍、光镍、珍珠镍等几种主要形式，这几种电镀形式中镍主要为硫酸镍、一定量的氯化镍。化学镍主要有碱性化学镍和酸性化学镍两类，其主要成分为硫酸镍、还原剂、络合剂，稳定剂等。电镀镍中镍含量比较高，镍含量一般在40-80g/L左右，化学沉镍液中镍的含量相对较低，含镍量大约为4-6g/L左右，表面处理中电镀镍应用更广泛，化学镍主要作为功能性表面处理,这两种工艺都会产生含镍溶度比较低的清洗废水及少量比较高含量镍的报废液和退镀液。
当前对电镀镍和化学沉镍过程产生的含镍废水主要采用的处理技术是先把含镍废水与其它重金属废水混合收集，然后通过调pH使废水中的重金属生成沉淀，生成后的沉淀通过压滤变成含重金属的泥，该泥交由特定资质的企业进行收集并进行安全处理。由于安全处理成本比较高，经常出现不良企业把产生的含重金属的污泥偷偷随意丢弃或直接把含重金属的废水偷排，造成重大的环境危害。目前也有冶炼企业把含铜、镍的污泥先进行火法冶炼，得到含铜、镍的混合金属，然后再通过其它除杂和分离工序，得到比较纯的单一金属化合物，该方法不仅工艺复杂、能耗高，还存在二次污染的风险；在地球上镍又是一种重要的金属资源，在我国更加匮乏，它在钢铁、催化化学、表面处理等方面有广泛的应用,我国每年都要从国外进口大量的镍产品。
发明内容
本发明的前一目的在于提供一种可减少镍资源的浪费、降低镍对自然环境的潜在危害，实现镍资源的循环利用的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法。
本发明的后一目的在于提供一种供上述方法使用的专用设备。
本发明的前一技术方案是这样实现的：一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，该方法包括下述步骤：(1)单独收集表面处理过程中产生的含镍废水；(2)将含镍废水中的镍沉降得到一定含水率的镍泥固体；(3)将含水份的镍泥固体破碎成镍泥浆；(4)将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下加入98％工业级浓硫酸进行溶解，过滤得深蓝色澄清的硫酸镍溶液；(5)将硫酸镍溶液泵入纯化罐中，加入氧化剂、吸附剂进行除杂纯化，除杂纯化后进行过滤；(6)将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液进行真空蒸发浓缩，浓缩至镍含量达到300-400g/L时，停止蒸发，然后进行降温，得硫酸镍结晶，最后将含硫酸镍晶体的溶液进行过滤、离心干燥得到硫酸镍晶体。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法中，步骤(2)具体为：将含镍废水与可溶性的碱和/或可溶性碳酸盐中的一种或几种混合反应，反应后溶液的pH值范围为8.3-10，得到含镍的不溶于水的固体化合物，通过压滤分离得到含水率为70-90％的镍泥固体。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法中，步骤(4)具体为：将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下加入98％工业级浓硫酸进行溶解，所添加98％工业级浓硫酸的速度为每升镍泥浆添加2-3ml/min；当溶液pH为5-6时，停止加入98％工业级浓硫酸，继续搅拌至溶液中产生大量泡沫，用耐高温的细纱网清理掉该泡沫，再在真空抽滤槽内进行过滤，得到深蓝色澄清硫酸镍溶液。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法中，步骤(5)所述氧化剂为过氧化物或次氯酸盐或过硫酸盐，添加量为每升溶液添加2-10g；所述吸附剂为比表面积大,吸附力强,酸性条件下稳定的材料；在加入吸附剂的同时，调节溶液pH值至2-6。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法中，步骤(6)具体为：将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液泵入真空蒸发罐，用硫酸调节溶液pH值为2-4，蒸发速度为每小时蒸发起始溶液量的20％-50％，当溶液浓缩至镍含量达到300-400g/L时，停止蒸发，将溶液转入结晶罐.保持溶液温度80-95℃，继续搅拌溶液15-30分钟，搅拌速率为50-90r/min,用冷却水冷却,冷却水的流量1-5L/min，使溶液在1-2h内温度缓慢降到50-65℃，然后关闭冷却水，调搅拌速度为30-40r/min,继续以0.5-1℃/10min的速度降温，溶液中开始出现结晶，当结晶温度降到33-45℃时，结晶停止，得含硫酸镍晶体的溶液，对硫酸镍晶体进行陈化,然后依序进行真空过滤、离心干燥得硫酸镍晶体。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法中，所述溶液中开始出现结晶时，提高搅拌器速率至40-50r/min，随着结晶颗粒的增多增大,溶液颜色由深蓝变成绿色，将搅拌器速率降低至20-30r/min，直至结晶温度降到33-45℃。
本发明的后一技术方案是这样实现的：一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备，包括依序连接的收集罐、沉淀罐和压滤机，其中所述沉淀罐顶部管路连接有第一储液罐；所述压滤机出泥口依序管路连接有带搅拌器的打浆罐、溶解罐、第一过滤槽、纯化罐、第二过滤槽、真空蒸发罐、结晶罐和过滤罐；所述第一过滤槽和第二过滤槽均连接有真空泵；所述溶解罐顶部管路连接有硫酸罐，所述纯化罐顶部管路连接有第二储液罐；所述真空蒸发罐上部管路连接有硫酸加料桶。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备中，所述过滤罐的出液口通过回流管连接至打浆罐和溶解罐之间的管路上。
上述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备中，在各管路上均设有泵。
本发明采用上述工艺及结构后，相对于现有技术具有以下优点及效果:
(1)本发明对含镍废液进行单独收集，可以使其它杂质的带入量极大地减小，为后序纯化过程简单有效实施提供了便利。对含镍废水用碱或碳酸盐进行沉淀可以使废水中的Ni集中沉淀出来，使废水清液中镍的含量达到符合国家的排放要求，消除了镍对自然环境的潜在危害。通过沉淀使含镍废物的体积大大减小，实现了有害废物的减量化，通过压滤过程，使有害废物进一步减量，为后序的资源化利用降低了比较大的蒸发浓缩成本，提高了资源化利用的经济效益。
(2)压滤后的镍泥通过打浆罐的破碎作用，使镍泥颗粒变得特别细小，这不仅使后序的镍泥与硫酸反应时快速而且比较均匀充分，使镍得到最大程度的回收。通过控制镍泥和硫酸反应的终点pH值为5～6，使镍泥中大部分其它杂质主要以固体形式存在且不溶于水中。镍泥中存在的一些有机物还会以泡沫形式飘浮在溶液上表面，通过用耐高温细纱网，可以把该泡沫绝大部分清除，为后序的快速过滤分离创造条件，除掉泡沫后的混合溶液通过过滤，得到深蓝色的澄清的硫酸镍溶液。
(3)利用过氧化物或次氯酸盐等氧化性较强的氧化剂，在一定pH值条件下对硫酸镍溶液中残存的具有还原性的杂质进一步氧化处理，加入强的吸附剂对溶液中的杂质进行吸附沉淀，通过过滤，使溶液进一步得到纯化，分析溶液中镍及主要杂质的含量.经过两次过滤，滤液一般都能达到质量要求。如有异常，再进行一次专项除渣，就能达到电镀级硫酸镍的质量要求。
(4)把符合质量要求的滤液泵入真空蒸发浓缩罐，先调整溶液pH值，通过严格控制蒸发过程，当溶液中镍含量达到300-400克/升,停止溶液蒸发,把溶液转入结晶罐,通过实施严格的结晶工序,最终制得符合电镀要求的硫酸镍晶体。
(5)采用专用的设备，使得整个工艺流程实现连续生产，中间基本不需要对物料进行中转运输，既节省了人力物力，又保证了产品的品质。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明设备的结构示意图。
图中：收集罐1、沉淀罐2、压滤机3、第一储液罐4、打浆罐5、溶解罐6、第一过滤槽7、纯化罐8、第二过滤槽9、真空蒸发罐10、结晶罐11、过滤罐12、真空泵13、硫酸罐14、第二储液罐15、硫酸加料桶16、回流管17、泵18。
具体实施方式
参阅图1所示，本发明的一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备，包括依序连接的收集罐1、沉淀罐2和压滤机3，沉淀罐2顶部管路连接有第一储液罐4；所述压滤机3出泥口依序管路连接有带搅拌器的打浆罐5、溶解罐6、第一过滤槽7、纯化罐8、第二过滤槽9、真空蒸发罐10、结晶罐11和过滤罐12；所述第一过滤槽7和第二过滤槽9均连接有真空泵13；所述溶解罐6顶部管路连接有硫酸罐14，所述纯化罐8顶部管路连接有第二储液罐15；所述真空蒸发罐10上部管路连接有硫酸加料桶16。
为提高原料的循环利用率，在过滤罐12的结晶母液出口通过回流管17连接至打浆罐5和溶解罐6之间的管路上。同时，为实现整个设备的自动化工作，在各管路上均设有泵18。通过泵18实现液体在各装置之间的流通。
本发明的一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，该方法包括下述步骤：
(1)单独收集表面处理过程中产生的含镍废水；
(2)将含镍废水与可溶性的碱(氢氧化钠、氢氧化钾等)和/或可溶性碳酸盐(碳酸钠、碳酸钾等)中的一种或几种混合反应，反应后溶液的pH值范围为8.3-10，得到含镍的不溶于水的固体化合物，通过压滤分离得到含水率为70-90％的镍泥固体。通过压滤过程，使有害废物进一步减量，为后序的资源化利用降低了比较大的蒸发浓缩成本，提高了资源化利用的经济效益。
(3)将含水份的镍泥固体破碎成镍泥浆；镍泥浆的颗粒度为70目以上。
(4)将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下加入98％工业级浓硫酸进行溶解，所添加98％工业级浓硫酸的速度为每升镍泥浆添加2-3ml/min；当溶液pH为5-6时，停止加入98％工业级浓硫酸，继续搅拌至溶液中产生大量泡沫，用耐高温的细纱网清理掉该泡沫，再在真空抽滤槽内进行过滤，得到深蓝色澄清硫酸镍溶液。
(5)将硫酸镍溶液泵入纯化罐中，加入氧化剂、吸附剂进行除杂纯化，除杂纯化后进行过滤；所述氧化剂为过氧化物或次氯酸盐或过硫酸盐，添加量为每升溶液添加2-10g；所述吸附剂为比表面积大，吸附能力强，酸性条件下稳定的材料；在加入吸附剂的同时，调节溶液pH值至2-6。
(6)将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液泵入真空蒸发罐，用硫酸调节溶液pH值为2-4，蒸发速度为每小时蒸发起始溶液量的20％-50％，当溶液浓缩至镍含量达到300-400g/L时，停止蒸发，将溶液转入结晶罐.保持溶液温度80-95℃，继续搅拌溶液15-30分钟，搅拌速率为50-90r/min,用冷水冷却，冷却水的流量为1-5L/min，使溶液在1-2h内温度缓慢降到50-65℃，然后关闭冷却水，调搅拌机转速为30-40r/min,继续以0.5-1℃/10min的速度降温，溶液中开始出现结晶时，提高搅拌器速率至40-50r/min，随着结晶颗粒的增多增大,溶液颜色由深蓝变成绿色，将搅拌器速率降低至20-30r/min，当结晶温度降到33-45℃时，结晶停止，得含硫酸镍晶体的溶液，对硫酸镍晶体进行陈化,然后依序进行真空过滤、离心干燥得硫酸镍晶体。过滤后的母液通过回流管返回溶解罐中。
实施例1
一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，该方法包括下述步骤：
(1)采用收集罐单独收集表面处理过程中产生的含镍废水；
(2)将含镍废水泵入沉淀罐中，将第一储液罐中的可溶性的碱液或碳酸盐溶液泵入沉淀罐中进行混合反应，反应后溶液的pH值范围为8.3-8.5，得到含镍的不溶于水的固体化合物，通过压滤机压滤分离得到含水率为70-90％的镍泥固体。
(3)将含水份的镍泥固体通过带搅拌器的打浆罐破碎成镍泥浆；镍泥浆的颗粒度为70目以上。
(4)将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下将硫酸罐中的98％工业级浓硫酸加入溶解罐中进行溶解，所添加工业级浓硫酸的速度为每升镍泥浆添加2ml/min；当溶液pH为5-6时，停止加入工业级浓硫酸，继续搅拌至溶液中产生大量泡沫，用耐高温的细纱网清理掉该泡沫，再在真空抽滤槽，即带真空泵的第一过滤槽内进行过滤，得到深蓝色澄清硫酸镍溶液。
(5)将硫酸镍溶液泵入纯化罐中，将第二储液罐中的氧化剂、吸附剂加入纯化罐中进行除杂纯化，除杂纯化后通过带真空泵的第二过滤槽进行过滤；所述氧化剂为过氧化物或次氯酸盐或过硫酸盐，添加量为每升溶液添加2g；所述吸附剂为分子筛；在加入吸附剂的同时，调节溶液pH值至2-6。
(6)将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液泵入真空蒸发罐，将硫酸加料桶中的硫酸加入真空蒸发罐中调节溶液pH值为2-4，蒸发速度为每小时蒸发起始溶液量的20％-30％，当溶液浓缩至镍含量达到300-350g/L时，停止蒸发，将溶液转入结晶罐，保持溶液温度80-85℃，继续搅拌溶液15分钟，搅拌速率为50r/min,冷却水的流量为1L/min，使溶液在2h内温度缓慢降到50-65℃，然后关闭冷却水，继续以0.5℃/10min的速度降温，溶液中开始出现结晶时，提高搅拌器速率至40r/min，随着结晶颗粒的增多增大,溶液颜色由深蓝变成绿色，将搅拌器速率降低至20r/min，当结晶温度到33-45℃时，结晶停止，得含硫酸镍晶体的溶液，对硫酸镍晶体进行陈化,然后依序进行过滤罐进行真空过滤、通过甩干机进行离心干燥得硫酸镍晶体。过滤罐过滤后的母液通过回流管返回溶解罐中。
实施例2
一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，该方法包括下述步骤：
(1)采用收集罐单独收集表面处理过程中产生的含镍废水；
(2)将含镍废水泵入沉淀罐中，将第一储液罐中的可溶性碳酸盐泵入沉淀罐中进行混合反应，反应后溶液的pH值范围为8.3-10，得到含镍的不溶于水的固体化合物，通过压滤机压滤分离得到含水份为70-90％的镍泥固体。
(3)将含水份的镍泥固体通过带搅拌器的打浆罐破碎成镍泥浆；镍泥浆的颗粒度为70目以上。
(4)将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下将硫酸罐中的98％工业级浓硫酸加入溶解罐中进行溶解，所添加工业级浓硫酸的速度为每升镍泥浆添加2.5ml/min；当溶液pH为5-6时，停止加入工业级浓硫酸，继续搅拌至溶液中产生大量泡沫，用耐高温的细纱网清理掉该泡沫，再在真空抽滤槽，即带真空泵的第一过滤槽内进行过滤，得到深蓝色澄清硫酸镍溶液。
(5)将硫酸镍溶液泵入纯化罐中，将第二储液罐中的氧化剂、吸附剂加入纯化罐中进行除杂纯化，除杂纯化后通过带真空泵的第二过滤槽进行过滤；所述氧化剂为过氧化物或次氯酸盐或过硫酸盐，添加量为每升溶液添加5g；所述吸附剂为分子筛；在加入吸附剂的同时，调节溶液pH值至2-6。
(6)将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液泵入真空蒸发罐，将硫酸加料桶中的硫酸加入真空蒸发罐中调节溶液pH值为2-4，蒸发速度为每小时蒸发起始溶液量的30％-40％，当溶液浓缩至镍含量达到320-380g/L时，停止蒸发，将溶液转入结晶罐，保持溶液温度85-90℃，继续搅拌溶液20分钟，搅拌速率为70r/min,冷却水的流量为3l/min，使溶液在1.5h内温度缓慢降到50-65℃，然后关闭冷却水，继续以0.8℃/10min的速度降温，溶液中开始出现结晶时，提高搅拌器速率至45r/min，随着结晶颗粒的增多增大,溶液颜色由深蓝变成绿色，将搅拌器速率降低至30r/min，当结晶温度到33-45℃时，结晶停止，得含硫酸镍晶体的溶液，对硫酸镍晶体进行陈化,然后依序进行过滤罐进行真空过滤、通过甩干机进行离心干燥得硫酸镍晶体。过滤罐过滤后的母液通过回流管返回溶解罐中。
实施例3
一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，该方法包括下述步骤：
(1)采用收集罐单独收集表面处理过程中产生的含镍废水；
(2)将含镍废水泵入沉淀罐中，将第一储液罐中的可溶性的碱和可溶性碳酸盐的混合物泵入沉淀罐中进行混合反应，反应后溶液的pH值范围为8.3-10，得到含镍的不溶于水的固体化合物，通过压滤机压滤分离得到含水率为70-90％的镍泥固体。
(3)将含水份的镍泥固体通过带搅拌器的打浆罐破碎成镍泥浆；镍泥浆的颗粒度为70目以上。
(4)将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下将硫酸罐中的98％工业级浓硫酸加入溶解罐中进行溶解，所添加工业级浓硫酸的速度为每升镍泥浆添加3ml/min；当溶液pH为5-6时，停止加入工业级浓硫酸，继续搅拌至溶液中产生大量泡沫，用耐高温的细纱网清理掉该泡沫，再在真空抽滤槽，即带真空泵的第一过滤槽内进行过滤，得到深蓝色澄清硫酸镍溶液。
(5)将硫酸镍溶液泵入纯化罐中，将第二储液罐中的氧化剂、吸附剂加入纯化罐中进行除杂纯化，除杂纯化后通过带真空泵的第二过滤槽进行过滤；所述氧化剂为过氧化物或次氯酸盐或过硫酸盐，添加量为每升溶液添加10g；所述吸附剂为分子筛；在加入吸附剂的同时，调节溶液pH值至2-6。
(6)将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液泵入真空蒸发罐，将硫酸加料桶中的硫酸加入真空蒸发罐中调节溶液pH值为2-4，蒸发速度为每小时蒸发起始溶液量的40％-50％，当溶液浓缩至镍含量达到350-400g/L时，停止蒸发，将溶液转入结晶罐，保持溶液温度90-95℃，继续搅拌溶液30分钟，搅拌速率为90r/min,冷却水的流量为5L/min，使溶液在1h内温度缓慢降到50-65℃，然后关闭冷却水，继续以1℃/10min的速度降温，溶液中开始出现结晶时，提高搅拌器速率至50r/min，随着结晶颗粒的增多增大,溶液颜色由深蓝变成绿色，将搅拌器速率降低至40r/min，当结晶温度到33-45℃时，结晶停止，得含硫酸镍晶体的溶液，对硫酸镍晶体进行陈化,然后依序进行过滤罐进行真空过滤、通过甩干机进行离心干燥得硫酸镍晶体。过滤罐过滤后的母液通过回流管返回溶解罐中。
实验例
一种利用表面处理行业含镍废水中的镍制备电镀级硫酸镍的方法，包括如下步骤：
Ⅰ将表面处理过程中产生的含镍废液单独收集，用可溶性碱溶液或可溶性碳酸盐溶液进行沉淀反应，通过压滤制得含一定水份的镍泥，把制得的镍泥在打浆罐中进行破碎制得镍泥浆，该镍泥(或镍泥浆)化学组分分析结果如表1(取100克湿泥为样本).
表1镍泥主要化学组分及含量
| 检测项 | Ni | Pb | Cu | Fe | Zn | Co | Cr | Mn | 有机物 | 水分 |
| 成分含 | 8.2％ | 0.0113 | 0.1368 | 0.8312 | 0.1869 | 0.0023 | 0.062 | 0.0325 | 1.25 | 78.4％ |
| 量％ | 1 |
Ⅱ2升镍泥浆装入3升的烧杯内，2升镍泥浆约为2400g，在剧烈搅拌下按一定速度加入98％工业浓硫酸。期间反应体系大量放热且有泡沫产生。1升的镍泥浆大约要消耗80毫升的浓硫酸，反应过程中应用耐高温纱网不断清理烧杯内产生的大量泡沫。当烧杯中溶液的pH为5.0-6.0之间时停止加入硫酸，继续搅拌溶液20分钟，测溶液pH值，调整溶液pH在5.0-6.0之间,真空抽滤，得到深蓝色澄清滤液。
Ⅲ将滤液置于3升的烧杯内，在适宜的pH值条件下，加入4ml/l的强氧化性的氧化物溶液，搅拌反应2hr，加入2g/L比表面积大，吸附能力强，化学性能比较稳定的沸石或分子筛等，搅拌1h，静置1h，溶液真空抽滤，得到进一步纯化的深蓝色澄清溶液2升，分析滤液中各成分的含量,数据见表2。
表2滤液中各成分含量
Ⅳ将纯化后的溶液2升装入3升烧杯内，用硫酸调溶液的pH值为3.0左右，用可调式电炉对溶液进行蒸发，蒸发速度不能太快，当溶液中Ni2+的含量达到300g/L以上时，停止电炉加热，继续缓慢的自然降温，降低溶液搅拌速度，当溶液温度降到50-65℃时，调搅拌速度为70r/min，继续自然降温，开始析出硫酸镍晶体，当结晶温度降到33-45℃时,停止结晶.但该晶体颗粒偏细，在31-45℃经过陈化处理能得到均匀，四方大颗粒晶体。所得硫酸镍晶体中镍及主要杂质的含量及电镀行业用的硫酸镍的质量指标见表3。
表3制得的硫酸镍质量指标及电镀行业硫酸镍质量指标
本发明利用表面处理过程中产生的含镍废水中的镍制备电镀级硫酸镍产品，极大地改正了目前对该类废水的综合处理处置方法，不仅使处理成本大为降低，真正实现了变废为宝，消除了金属镍对环境潜在的危害。即使相比于目前使用的火法冶炼及分离提纯工艺而言，工艺也更简单、能耗更低、二次污染风险更小。本发明利于资源的回收利用。具有显著的经济效益，同时实现绿色低碳的化工生产理念，符合市场发展的要求。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (8)
1.一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)单独收集表面处理过程中产生的含镍废水；(2)将含镍废水中的镍沉降得到含水份的镍泥固体；(3)将含水份的镍泥固体破碎成镍泥浆；(4)将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下加入98％工业级浓硫酸进行溶解，过滤得深蓝色澄清的硫酸镍溶液；(5)将硫酸镍溶液泵入纯化罐中，加入氧化剂、吸附剂进行除杂纯化，除杂纯化后进行过滤；(6)将除杂纯化后过滤得到的硫酸镍溶液泵入真空蒸发罐，用硫酸调节溶液pH值为2-4，蒸发速度为每小时蒸发起始溶液量的20％-50％，当溶液浓缩至镍含量达到300-400g/L时，停止蒸发，将溶液转入结晶罐，保持溶液温度80-95℃，继续搅拌溶液15-30分钟，搅拌速率为50-90r/min,冷却水的流量为1-5L/min，使溶液在1-2h内温度缓慢降到50-65℃，调搅拌速度到30-40r/min然后关闭冷却水，继续以0.5-1℃/10min的速度降温，溶液中开始出现结晶，当结晶温度降到33-45℃时，结晶停止，得含硫酸镍晶体的溶液，对硫酸镍晶体进行陈化,然后依序进行真空过滤、离心干燥得硫酸镍晶体。
2.根据权利要求1所述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，其特征在于，步骤(2)具体为：将含镍废水与可溶性的碱和/或可溶性碳酸盐中的一种或几种混合反应，反应后溶液的pH值范围为8.3-10，得到含镍的不溶于水的固体化合物，通过压滤分离得到含水率为70-90％的镍泥固体。
3.根据权利要求1所述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，其特征在于，步骤(4)具体为：将镍泥浆泵入溶解罐中，在搅拌状态下加入98％工业级浓硫酸进行溶解，所添加98％工业级浓硫酸的速度为每升镍泥浆添加2-3ml/min；当溶液pH为5-6时，停止加入98％工业级浓硫酸，继续搅拌至溶液中产生大量泡沫，用耐高温的细纱网清理掉该泡沫，再在真空抽滤槽内进行过滤，得到深蓝色澄清硫酸镍溶液。
4.根据权利要求1所述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，其特征在于，步骤(5)所述氧化剂为过氧化物或次氯酸盐或过硫酸盐，添加量为每升溶液添加2-10g；所述吸附剂为比表面积大,吸附力强且在酸性条件下稳定的材料；在加入吸附剂的同时，调节溶液pH值至2-6。
5.根据权利要求1述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的方法，其特征在于，所述溶液中开始出现结晶时，提高搅拌器速率至40-50r/min，随着结晶颗粒的增多增大,溶液颜色由深蓝变成绿色，将搅拌器速率降低至20-30r/min，直至结晶温度降到33-45℃。
6.一种利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备，包括依序连接的收集罐(1)、沉淀罐(2)和压滤机(3)，其特征在于，所述沉淀罐(2)顶部管路连接有第一储液罐(4)；所述压滤机(3)出泥口依序管路连接有带搅拌器的打浆罐(5)、溶解罐(6)、第一过滤槽(7)、纯化罐(8)、第二过滤槽(9)、真空蒸发罐(10)、结晶罐(11)和过滤罐(12)；所述第一过滤槽(7)和第二过滤槽(9)均连接有真空泵(13)；所述溶解罐(6)顶部管路连接有硫酸罐(14)，所述纯化罐(8)顶部管路连接有第二储液罐(15)；所述真空蒸发罐(10)上部管路连接有硫酸加料桶(16)。
7.根据权利要求6所述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备，其特征在于，所述过滤罐(12)的结晶母液出口通过回流管(17)连接至打浆罐(5)和溶解罐(6)之间的管路上。
8.根据权利要求6所述的利用表面处理过程产生的含镍废水制备电镀级硫酸镍的设备，其特征在于，在各管路上均设有泵(18)。
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