含镍、砷高盐废水处理技术
一、研究意义
关于含镍废水的处理技术，可检索到的有用的研究文献很少。 文献提供的唯一可工程化的技术路线是硫化物沉淀、氢氧化物沉淀和铁盐共沉淀。 其他方法要么化学品价格昂贵，不适合大规模应用，要么只能针对单一水质条件而无法应对复杂条件，要么概念研究无法工程化。
氢氧化物沉淀法很难达标（氢氧化镍的溶度积低）。 硫化物沉淀理论上可以使处理后的污水达标（小于0.5mg/L），但在研究数据提供的硫化工艺运行条件下，处理指标几乎无法重现。 造成这种现象的原因是文献中的研究结果都是在模拟水样下完成的。 水质条件单一，交互因素少，试验条件易于控制。
对于含砷污水的处理，硫化法最经济、铁盐法高效、渣型稳定是行业共识。 有很多研究文献。 然而，在镍和砷共存的污水系统中，没有办法同时去除镍和砷。 研究资料可供参考。
2、处理工艺选择
本研究主要以行业内已约定的硫化法和铁盐法为基础，从处理废水的达标性、工艺流程的适用性、有价金属回收利用及安全环保等方面进行研究。
2.1 测试原料
本研究使用的含镍、砷高盐废水来源于金川集团某萃取工艺生产过程中产生的硫酸钠残液。 样品被随机选择、过滤和处理以供测试。 样品中主要成分的测试结果见表1。
2.2 测试流程
2.2.1 除镍工艺
取硫酸钠萃余液1L于烧杯中，分别加入氢氧化钠和碳酸钠，调节溶液pH值至10～11，反应1小时，控制反应温度至室温。
2.2.2 铁盐法除砷
取镍沉淀后的硫酸钠残液1L于烧杯中，调节pH值至6~7，加入铁试剂，反应1小时，过滤，取上清液，调节pH值至6~7，加入铁试剂再次反应1小时后，过滤，取上清液。 重复上述步骤，直至处理后的废水达到标准要求。
2.2.3 硫化物法除砷
使用硫化方法处理硫酸钠萃余液有两种选择。
(1)调节硫酸钠萃余液的pH值，加入硫化钠溶液反应，除去大部分砷。 然后采用沉淀法回收金属镍，最后采用铁试剂工艺深度去除砷。
(2)硫酸钠萃余液先进行镜面处理，然后调节pH，加入硫化钠溶液反应除去大部分砷，最后采用铁试剂工艺深度除去砷。
3 结果比较
3.1 除镍工艺
从表2可以看出，碳酸钠的除镍效果明显优于氢氧化钠。 而且，由于碳酸钠价格便宜，工业化应用广泛，因此在脱镍过程中使用碳酸钠。
3.2 铁盐法除砷
采用三级铁试剂处理沉镍后的硫酸钠残液后，处理后的废水指标均能达到标准要求。 从废水达标性、工艺流程的适用性、有价金属的回收利用、安全环保四个方面分析，该方法具有良好的适应性。
符合标准：经过反复试验论证，可以稳定符合标准。
过程控制：操作简单。 只需调整pH值两次，使用试剂种类较少。
镍回收率：镍在硫酸钠溶液中沉淀后，约99%的金属镍以粗碳酸镲的形式沉淀。 只有约1%的金属镍进入三级铁试剂处理工艺。 在这个过程中，镍主要进入中水进行回收。 物料（压滤渣）中，废水中镍含量为0.5mg/L。 粗碳酸镍和中水物料返回浸出工序重复利用，镍损失仅为废水中带走的镍量。
安全环保：三段铁试剂处理硫酸钠残液过程中，处理过程中不产生有毒有害气体，粗碳酸镍和中水物料可返回浸出工序继续使用。重复使用。
3.3 硫化物法除砷
经过反复试验，仅采用硫化法处理含砷废水。 处理后的废水指标达不到标准要求，需要与铁盐法结合脱砷。 同时，对于有价金属镍，有“硫化+镍沉淀+两级铁试剂”处理工艺和“镍沉淀+硫化物+两级铁试剂”处理工艺。 处理工艺流程图如图1、图2所示。
采用两种工艺流程处理硫酸钠残液均可实现硫酸钠残液的达标处理，但各项指标存在波动； 采用先硫化后沉镍工艺处理硫酸钠残液时，如果没有脱镍工艺，经两级铁试剂除砷后产生的废水达不到镍指标。
采用先硫化后沉钹工艺处理硫酸钠萃余液的过程中，46%的镍进入硫化残渣，现有系统无法有效回收。 同时，脱镍工艺产生的粗碳酸镍是由于前段硫化钠过量所致。 导致粗碳酸镍无法返回现有系统再利用； 采用先沉镍后硫化工艺处理硫酸钠萃余液的过程中，镍回收率达到99%以上，产生的粗碳酸镍可返回硫酸铜系统重复使用。 使用。
综上所述，若采用硫化法处理硫酸钠残液，采用“沉淀镍+硫化+两级铁试剂”（以下简称“硫化+两级铁试剂”）处理工艺，可实现硫酸钠残液的高效回收。废水中的镍。 重复使用。
针对原水中砷含量波动较大的情况，硫化法与铁盐法联合处理废水主要是“硫化+两级铁剂除砷”的处理方法。 处理过程中，重点从符合标准、过程控制、镍回收率、试剂消耗、投资成本、安全环保等方面对两种工艺进行综合比较如下：
达标：可以达标，但废水指标波动较大。
过程控制： (1)操作复杂。 先将pH调至10~11使镍沉淀，然后将pH调至2~3进行硫化反应，然后将硫化液pH调至7~8进行铁试剂反应。 该过程中使用的试剂种类很多； (2)操作困难。 第一阶段硫化反应后，H2S气体溶解在溶液中。 过滤后的pH调节过程中，pH值会反复下降，需要多次调节才能稳定。
镍回收率：镍在硫酸钠液体中沉淀后，约99%的金属镍以粗碳酸镍的形式沉淀。 只有约1%的金属镍进入硫化段进行加工。 在此过程中，镍主要进入硫化渣中，无法回收。 综合利用，废水含镍≤0.5mg/L。 镍损失主要是硫化过程中带走的镍量。
安全环保：“硫化+两级铁剂除砷”工艺，硫化过程中会产生有毒有害的硫化氢气体，需要安装硫化氢气体吸收塔，压力很大关于安全和环保。
3.4 不同工艺除砷方法的综合比较
根据室内实验、现场试验和现场检查的结果，对三级铁剂除砷与“硫化+两级铁剂除砷”工艺进行比较，可以得出以下结论。
3.4.1 三级铁试剂除砷工艺
三级铁试剂除砷过程受pH波动影响较小，最终结果比较稳定； 除砷过程需要两次调节溶液pH值。 铁试剂反应过程中，溶液pH值比较稳定，变化范围小； 反应过程无毒有害气体产生，现场环境比硫化反应好，脱砷工艺更适用。
3.4.2“硫化+两级铁剂除砷”工艺
硫化物除砷的结果受反应过程pH影响较大，最终结果波动较大； 反应过程需要调节溶液pH值3次，且pH值变化范围较大，条件控制繁琐； 反应过程中硫化氢气味明显，现场环境较差，不利于安全和环境管理。
实验室硫化物除砷结果与现场硫化物除砷结果存在差异。 在实验室中，硫化物除砷率最高可达98.2%，最低可达62.0%。 现场试验中最高除砷率仅为30.5%，甚至出现脱砷现象。 税率为0.0%。
在小型实验室试验和现场试验中，硫化液中出现黄色可溶物质，且无法过滤。 根据现场环境推测，生成物质为单质硫。
4。结论
从以上分析可以看出，“硫化+两级铁试剂除砷”工艺废水指标波动较大，工艺操作复杂； 反应过程中产生的硫化物由于硫化钠和单质硫的存在而不能直接回收。 金属; 生产过程中产生硫化氢气体，不利于安全和环境管理。
因此，对于含镍砷高盐废水的处理，应采用三级铁试剂除砷工艺，不仅简单易操作，而且成本低，能满足工业化的需要。生产。 （来源：金川集团铜业有限公司）