化学镀镍废液中提纯镍的方法及镍提纯装置
申请人
无锡瑞斯克环保科技有限公司；
发明者
概括
本发明公开了一种化学镀镍废液中镍的净化方法，包括以下步骤：对化学镀镍废液进行过滤，调节pH为8-9；对调节pH后的化学镀镍废液进行电解，使镍在阴极上析出；阳极位于阳极盒内，阴极位于阴极室中，阳极盒采用陶瓷膜制成，采用陶瓷膜制成的阳极盒可以阻止阳极产生的酸进入阴极室，从而在阴极室中保持调节后的pH环境，保证镍在阴极上正常析出，有效保持电解过程的高电流效率，降低电耗。上述镍净化方法可以使产品镍沉积表面平整致密，金属光泽好，质量达到阴极镍标准。相应地，本发明还提供了一种实现上述化学镀镍废液中镍净化方法的镍净化装置。
权利请求
1.一种从化学镀镍废液中提纯镍的方法，其特征在于包括以下步骤：
将化学镀镍废液过滤，调节pH值至8-9；
将调节pH后的化学镀镍废液进行电解,镍在阴极(3)上析出,阳极(4)位于阳极箱(2)内,阴极(3)位于阴极室(1)内,阳极箱(2)采用陶瓷膜制成;阳极箱(2)底部与阴极室(1)底部隔离,在化学镀镍废液电解过程中,向阳极箱内滴加碱性溶液,以中和电解产生的酸。
2.根据权利要求1所述的从化学镀镍废液中净化镍的方法，其特征在于：阳极箱（2）内装有稀硫酸溶液。
3.根据权利要求1所述的化学镀镍废液中镍的净化方法，其特征在于：电解后的化学镀镍废液中镍浓度低于40ppm。
4.根据权利要求1所述的从化学镀镍废液中净化镍的方法，其特征在于：调节化学镀镍废液pH值的pH调节剂为质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液。
5.根据权利要求1所述的从化学镀镍废液中净化镍的方法，其特征在于：电解化学镀镍废液时槽电压为2.9～4.5V，电流密度为100～500A/m2。
6.根据权利要求1所述的从化学镀镍废液中提纯镍的方法，其特征在于：所述化学镀镍废液电解过程中的温度为20-50℃。
7.一种镍净化装置，其特征在于：包括用于容纳电解液的阴极室（1）和阳极箱（2），阳极箱（2）位于阴极室（1）内，阴极室（1）内设有阴极（3），阳极箱（2）内设有阳极（4），阳极箱（2）的材质为陶瓷膜。
手册全文
一种从化学镀镍废液中提纯镍的方法及镍提纯装置 技术领域
本发明属于有色金属工业二次资源再生技术领域，具体涉及一种化学镀镍废液中镍的净化方法及镍净化装置。
背景技术
化学镀镍属于化学镀的一种，化学镀镍技术广泛应用于航空、航天、电子计算机、机械、塑料等行业。化学镀镍溶液经过几个周期的使用后，副产物含量不断增加，造成镀液性能变坏，镀层质量下降，甚至镀层出现针孔，镀液变得浑浊，造成化学镀镍溶液报废，产生废液。
目前从化学镀镍废液中回收镍资源的方法大体可分为化学法和物理法，主要有化学法、传统电解法、RO膜分离技术等。化学法通常是在化学镀镍废液中添加各种沉淀剂，如氢氧化钠、石灰、硫化钠等，然后沉淀出镍。化学法技术简单成熟、投资少，但不可避免地造成二次污染、沉淀物量大、试剂消耗量大等不良因素；传统电解法处理化学镀镍废液，大都采用不溶性物质作为阳极处理，电耗大，电解效率不高；RO膜分离技术，目前该类技术设备投资大，运行成本高，经济效益和社会效益不均衡，难以推广使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避免二次污染、运行成本低、耗能少的化学镀镍废液中镍的净化方法，相应地，本发明还提供了一种镍净化装置。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种化学镀镍废液中镍的净化方法，包括以下步骤：
将化学镀镍废液过滤，调节pH值至8-9；
将调节pH后的化学镀镍废液进行电解，在阴极上析出镍，其中阳极位于阳极箱内，阴极位于阴极室，阳极箱由陶瓷膜制成。
由此，陶瓷膜制成的阳极盒可以阻止阳极产生的酸进入阴极室。从而使阴极室保持已调节好的PH环境，这样可以保证镍在阴极上正常析出，有效维持电解过程较高的电流效率，可降低电耗。采取上述镍净化方法，可以使产品镍沉积物表面光滑结构致密，金属光泽好，质量达到阴极镍标准。
在一些实施例中，在化学镀镍废液的电解过程中，在阳极箱内滴加碱液，用于中和电解产生的酸，这样在阳极箱内滴加碱液，可以及时中和电解产生的酸，避免了传统电解过程中直接向电解槽内滴加碱液，导致阴极沉积为氢氧化镍或黑镍。
在一些实施例中，阳极箱内放置有稀硫酸溶液，利用稀硫酸溶液进行导电。
在一些实施例中，电解后化学镀镍废液中的镍浓度低于40ppm。因此，电解后化学镀镍废液中的镍浓度可以达到较低的值。
[0012] 在本实施例中，所述调节化学镀镍废液pH值的pH调节剂为质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液，因此，质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液具有良好的pH调节效果。
在一些实施例中，电解化学镀镍废液时，槽电压为2.9～4.5V，电流密度为100～500A/m2，在此槽电压和电流密度范围内，可得到良好的电解效果。
[0014] 在一些实施例中，电解化学镀镍废液时的温度为20至50°C，因此在此温度范围内可以获得较好的电解效果。
相应地，本发明还提供了一种用于实现上述化学镀镍废液中镍的净化方法的镍净化装置，包括用于盛放电解液的阴极室和阳极箱，阳极箱位于阴极室，阴极室上设有阴极，阳极箱上设有阳极，阳极箱的材质为陶瓷膜。由此，陶瓷膜制成的阳极箱可以阻挡阳极产生的酸进入阴极室，使得阴极室中调制了pH环境，从而可以保证镍在阴极上正常析出，有效维持电解过程较高的电流效率，可降低电耗。
本发明的有益效果是：本发明化学镀镍废液中镍的净化方法，采用陶瓷膜制成的阳极盒，可以阻止阳极产生的酸进入阴极室，从而维持阴极室中调制的pH环境，保证镍在阴极正常析出，有效维持电解过程较高的电流效率，降低电耗。电解过程中，阳极盒内滴加碱溶液，及时中和电解产生的酸，避免了传统电解工艺中直接向电解槽滴加碱溶液导致阴极沉积成氢氧化镍或黑镍。本发明化学镀镍废液中镍的净化方法，可以使产品镍沉积表面平整致密，金属光泽好，质量达到阴极镍标准。本发明化学镀镍废液中镍的净化方法具有以下优点：工艺流程简化，设备稳定，经济可行，操作简便； 除镍产品直接达到标准产品要求，除镍效果好；除镍过程无需加热、添加添加剂，降低生产运行成本的经济效益显著提高，生产过程无二次环境污染。
[0017] 相应地，本发明还提供了一种镍净化装置，用以实现上述化学镀镍废液中镍的净化方法，可保证镍在阴极上正常析出，有效维持电解过程较高的电流效率，降低电耗。
图1为本发明一个实施例的镍净化装置的结构示意图。
详细方法
具体实施方式下面结合附图对本发明进行详细的说明。
一种化学镀镍废液中镍的净化方法，包括以下步骤：
S1、将化学镀镍废液过滤，并调节pH为8-9。pH调节时pH调节剂为质量分数为40-60%的氢氧化钠溶液。一般化学镀镍废液在形成过程中镍离子含量为4-6g/L。
S2、对调节pH后的化学镀镍废液进行电解，镍在阴极3上析出，其中阳极4位于阳极箱2内，阴极3位于阴极室1内，阳极箱2由陶瓷膜制成。阳极箱2内放置质量分数为5％的稀硫酸溶液，使阳极箱2内的液位与阴极室1内的液位相等。电解时，槽电压为2.9-4.5V，电流密度为100-500A/m2，温度为20-50℃。在化学镀镍废液的电解过程中，在阳极箱内滴加碱溶液以中和电解产生的酸，碱溶液为质量分数为40-60％的氢氧化钠溶液。电解后的化学镀镍废液中的镍浓度低于40ppm。
[0023] 电解过程中，电解产生的焦耳热可使电解液温度维持在20至50°C之间，因此电解过程中无需加热或冷却。
[0024] 电解过程中，阳极4产生的氢离子由于陶瓷膜的作用，保留在阳极箱2内，使得阴极室1内的pH值稳定在8-9。
图1为可实现上述化学镀镍废液中镍的净化方法的镍净化装置。如图1所示，该镍净化装置包括用于盛放电解液的阴极室1和阳极箱2，阳极箱2位于阴极室1内，阴极3设置在阴极室1内，阳极箱2内设置有阳极4，阳极箱2的材质为陶瓷膜。负极3和阳极4均接有电源。电解时，化学镀镍废液充满阴极室1，负极3全部浸没在化学镀镍废液中，阳极箱2内的稀硫酸溶液的液面与阴极室1内的化学镀镍废液的液面一致，阳极4浸没在稀硫酸溶液中。然后负极3和阳极4通电。 需要说明的是，同一镍净化装置可以有多组阳极箱2和阳极4。
具体实施方式下面通过实施例对本发明的化学镀镍废液中镍的净化方法进一步详细阐述。
[0021] 实施例1
将化学镀镍废液进行过滤，过滤后用质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液将化学镀镍废液的pH值调节至8。在阳极箱2内放入稀硫酸溶液。然后将化学镀镍废液引入阴极室1，使化学镀镍废液的液面与阳极箱2内的液面相等，接通阴极3和阳极4的通电，开始电解。电解工艺槽电压为2.9V，废液电流密度为100A/m2，温度为20～50℃。电解过程中，向阳极室2内滴入适量的碱溶液，中和电解反应产生的酸，使阳极室2内溶液的pH值保持不变。 电解过程中通过实验室分析测定镍离子浓度，当溶液中镍离子浓度降至40ppm及以下时停止电解，在阴极3上得到标准阴极镍，镍的直接产率为99％，阴极3上得到的镍的纯度高于99.5％。
实施例2
将化学镀镍废液进行过滤，过滤后用质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液将化学镀镍废液的pH值调节至8。在阳极箱2内放入稀硫酸溶液。然后将化学镀镍废液引入阴极室1，使化学镀镍废液的液面与阳极箱2内的液面相等，给阴极3和阳极4通电，开始电解。电解工艺槽电压为3V，废液电流密度为200A/m2，温度为20～50℃。电解过程中，向阳极室2内滴加适量的碱溶液，中和电解反应产生的酸，使阳极室2内溶液的pH值保持不变。 电解过程中通过实验室分析测定镍离子浓度，当溶液中镍离子浓度降至40ppm及以下时停止电解，在阴极3上得到标准阴极镍，镍的直接产率为99％，阴极3上得到的镍的纯度高于99.5％。
实施例3
将化学镀镍废液进行过滤，过滤后用质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液将化学镀镍废液的pH值调节至8.5。在阳极箱2内放入稀硫酸溶液。然后将化学镀镍废液引入阴极室1，使化学镀镍废液的液面与阳极箱2内的液面相等，给阴极3和阳极4通电开始电解。电解工艺槽电压为3.5V，废液电流密度为300A/m2，温度为20～50℃。电解过程中，向阳极室2内滴加适量的碱溶液，中和电解反应产生的酸，使阳极室2内溶液的pH值保持不变。 电解过程中，通过实验室分析测定镍离子浓度，当溶液中镍离子浓度降至40ppm及以下时，停止电解。在阴极3上得到标准阴极镍。镍的直接产率为99％，在阴极3上得到的镍的纯度高于
99.5%。
实施例4
将化学镀镍废液进行过滤，过滤后用质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液将化学镀镍废液的pH值调节至8.5。在阳极箱2内放入稀硫酸溶液。然后将化学镀镍废液引入阴极室1，使化学镀镍废液的液面与阳极箱2内的液面相等，给阴极3和阳极4通电开始电解。电解工艺槽电压为4.2V，废液电流密度为400A/m2，温度为20～50℃。电解过程中，向阳极室2内滴加适量的碱溶液，中和电解反应产生的酸，使阳极室2内溶液的pH值保持不变。 电解过程中，通过实验室分析测定镍离子浓度，当溶液中镍离子浓度降至40ppm及以下时，停止电解。在阴极3上得到标准阴极镍。镍的直接产率为99％，在阴极3上得到的镍的纯度高于
99.5%。
实施例5
将化学镀镍废液进行过滤，过滤后用质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液调节化学镀镍废液的pH值为9。阳极箱2内装有稀硫酸溶液。然后将化学镀镍废液通入阴极室1，使化学镀镍废液的液面与阳极箱2内的液面相等，给阴极3和阳极4通电，开始电解。
电解过程中，槽电压为4.5V，废液电流密度为500A/m，温度为20-50℃。
2、加入适量的碱溶液中和电解反应产生的酸，使阳极室2中溶液的pH值保持不变。电解过程中，通过实验室分析测定镍离子浓度，当溶液中镍离子浓度降至40ppm以下时，停止电解。在阴极3上得到标准阴极镍。镍的直接回收率为99％，阴极3上得到的镍纯度高于99.5％。
以上所述仅为本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。