申请日2016.02.26
公开(公告)日2016.07.06
IPC分类号C02F9/04; B22F9/24; C02F103/16; C02F101/20
摘要
一种回收含镍电镀废水中的镍的方法。本发明公开了一种利用自制的纳米镍粉催化还原法去除含镍电镀废水中的镍离子和回收金属镍的新方法，由以下步骤组成：(a)先加氢氧化钠溶液调节溶液pH为9~10;将溶液加热到80~100℃;(b)向溶液中加入自制的纳米镍粉作为反应的催化剂和引发剂;(c)再向上述溶液中分批逐渐加入还原剂次亚磷酸钠并搅拌均匀;(d)将上述溶液保持在80~100℃反应60~90min后过滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥箱60~80℃,回收镍粉;处理后废水中镍的去除率为98.2%~99.8%。本发明方法操作简单、成本低廉、反应快速、除镍率高，反应条件相对温和，无二次污染，对设备无特殊要求，并且能实现镍资源的回收和循环再利用，具有一定的经济效益和很好环境效益。
摘要附图
权利要求书
1.一种回收含镍电镀废水中的镍的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：先用氢氧化钠溶液将含镍电镀废水的pH调节至9~10，然后加热到80~100℃，得混合液A;
步骤二：向步骤一所得的混合液A中，加入纳米镍粉作为反应的催化剂和引发剂，得混合液B;
步骤三：向步骤二所得的混合液B中，分批逐渐加入还原剂次亚磷酸钠并搅拌均匀;
步骤四：将步骤三所得溶液保持在80~100℃反应60~90min后过滤，滤渣用去离子水反复多次洗涤，真空干燥箱60~80℃回收镍粉;
步骤五：测过滤后水中镍离子含量。
2.如权利要求1所述的回收含镍电镀废水中的镍的方法，其特征在于，步骤一中，所述含镍电镀废水中，镍离子起始浓度为4.5-7.5g/L;所述氢氧化钠溶液的浓度为4-6mol/L。
3.如权利要求2所述的回收含镍电镀废水中的镍的方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为6mol/L。
4.如权利要求1所述的回收含镍电镀废水中的镍的方法，其特征在于，步骤二中，所述的纳米镍粉与混合液A中起始镍离子的摩尔比为：1~1.5：40。
5.如权利要求1或4所述的回收含镍电镀废水中的镍的方法，其特征在于，所述的纳米镍粉为自制的纳米镍粉;所述纳米镍粉的制备步骤如下：
(1)称取2.5g四水和乙酸镍于250mL三口烧瓶中，加入30mL去离子水，电动搅拌30min;
(2)向步骤(1)中的三口烧瓶中加入0.9g的EDTA，继续电动搅拌30min;
(3)称取0.75g的硼氢化钠于10mL的冰水中，溶解备用;
(4)向步骤(2)中的三口烧瓶逐滴加入1mol/L的氢氧化钠溶液，同时逐滴加入步骤(3)中的硼氢化钠溶液，直到调整溶液的pH为11;加热到100℃，并在此温度下回流4h;
(5)回流结束后自然冷却到室温，通过离心的方法将镍粉从溶液分离出来，将得到的镍粉水洗三次，乙醇洗三次;在55℃的真空干燥箱干燥24h得到镍粉。
6.如权利要求1所述的回收含镍电镀废水中的镍的方法，其特征在于，步骤三中，所述次亚磷酸钠的总量与混合液A中起始镍离子的摩尔比为2.0~3.5：1。
说明书
一种回收含镍电镀废水中的镍的方法
技术领域
本发明涉及电镀废水处理领域，具体地涉及一种催化还原法去除含镍电镀废水中镍离子和回收镍的方法。
背景技术
金属镍作为一种耐腐蚀的金属，在电镀行业中被广泛的使用。然而，电镀镍生产过程中的清洗，镀液的废弃、更新以及镀液的带出、跑、冒、滴、漏等都会产生大量的电镀含镍废水，镍离子是国家废水排放标准中第一类禁止随意排放的污染物，它能通过食物链的富集作用进入人体，对人体产生致癌、致敏作用。因此,对含镍废水进行处理是环保的需要，也可以将贵重的镍金属回收,有很大的经济价值。
电镀含镍废水的特性为含有高磷和大量有机络合剂，镍离子被络合剂强力络合，处理达标困难，是公认难治理的废水。目前常用的处理含镍废水方法是化学沉淀法，即用石灰调节含镍废水pH值，并加重金属离子捕获剂等中和、混凝、絮凝、沉淀，但该法存在着药剂用量大、产生大量的废渣、二次污染严重、处理效果差等缺点。其它处理方法如离子交换法、吸附法、反渗透法、电解法和膜分离法等在工程上均有应用，却存在着设备占地面积大、工艺操作复杂、工艺条件不稳定和治理不彻底等弊端，影响其在工程应用上的成熟和推广。
因此,提供一种成本低、效率高、节能环保的去除含镍电镀废水中镍离子和回收镍的方法既可有效防止重金属污染,还能变废为宝,具有较好的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种催化还原法去除含镍电镀废水中的镍离子和回收金属镍的新方法。该法具有操作简单、成本低廉、除镍率高、实现镍回收的优点。
本发明提供了一种利用自制的纳米镍粉作为催化剂，催化还原法去除含镍电镀废水中镍离子和回收镍的新方法，具体包括以下步骤：
步骤一：先用氢氧化钠溶液将含镍电镀废水的pH调节至9~10，然后加热到80~100℃，得混合液A;
步骤二：向步骤一所得的混合液A中，加入纳米镍粉作为反应的催化剂和引发剂，得混合液B;
步骤三：向步骤二所得的混合液B中，分批逐渐加入还原剂次亚磷酸钠并搅拌均匀;
步骤四：将步骤三所得溶液保持在80~100℃反应60~90min后过滤，滤渣用去离子水反复多次洗涤，真空干燥箱60~80℃回收镍粉;
步骤五：测过滤后水中镍离子含量。
步骤一中，所述含镍电镀废水中，镍离子起始浓度为4.5-7.5g/L;
所述氢氧化钠溶液的浓度为4-6mol/L，优选6mol/L，减少电镀废液中镍离子的稀释度。
步骤二中，所述的纳米镍粉与混合液A中起始镍离子的摩尔比为：1~1.5：40。
步骤三中，所述次亚磷酸钠的总量与混合液A中起始镍离子的摩尔比为2.0~3.5：1。
所述的纳米镍粉为自制的纳米镍粉;所述纳米镍粉的制备步骤如下：
(1)称取2.5g四水和乙酸镍于250mL三口烧瓶中，加入30mL去离子水，电动搅拌30min;
(2)向步骤(1)中的三口烧瓶中加入0.9g的EDTA(乙二胺乙二酸二钠盐)，继续电动搅拌30min;
(3)称取0.75g的硼氢化钠于10mL的冰水中，溶解备用;
(4)向步骤(2)中的三口烧瓶逐滴加入1mol/L的氢氧化钠溶液，同时逐滴加入步骤(3)中的硼氢化钠溶液，直到调整溶液的pH为11;加热到100℃，并在此温度下回流4h;
(5)回流结束后自然冷却到室温，通过离心的方法将镍粉从溶液分离出来，将得到的镍粉水洗三次，乙醇洗三次;在55℃的真空干燥箱干燥24h得到镍粉。
本发明所述方法对于含镍电镀废水中镍离子的去除率可达到98.2%~99.8%。
本发明的有益效果为：
(1)步骤一中将溶液pH调到9反应即可进行，降低碱的消耗量，节约成本。
(2)步骤一中将溶液加热到80℃自催化反应即可开始进行，减少能耗，反应条件相对温和，无二次污染、无有毒有害气体产生，。
(3)通过加入少量的镍粉加速氧化还原反应的进行，反应进行60min镍离子的去除率达到操作简单、成本低廉、反应快速、除镍率高。
(4)对设备无特殊要求，并且能实现镍资源的回收和循环再利用，可产生一定的经济效益。