1.4 镍资源的回收利用
1.4 镍资源回收利用
随着镍在国民经济中应用和使用量的扩大，含镍废弃物也急剧增加，如镍系电池、含镍废渣、化学镀镍废液、失活的镍催化剂、含镍不锈钢、镍基合金等等。这些不同来源的镍废弃物必然会对人类、动物和植物产生不利影响；而且镍是国计民生的重要资源，我国镍资源有限，目前大部分依赖进口，因此，无论从保护生态环境的角度，还是从国民经济可持续发展、建设资源节约型社会的国策角度，镍资源的回收利用都是十分重要的课题。
1.4.1 镍资源回收现状及问题
世界许多国家早已重视镍资源的回收利用。日本在1950年前后开始进行废料回收利用研究，1955年后开始回收包括镍在内的几种常见有色金属[90-92]。1974年，日本还成立了废触媒回收协会，从失活的触媒中回收可以利用的稀有金属。现在，日本每年可从废触媒中回收1万多吨金属。德国于1972年颁布《废弃物管理法》，规定必须将废弃物回收并重新用作原料。1991年，英国也提出了废弃物管理措施并制定了相关法规。美国的环境保护法也对金属废弃物的处置进行了严格规定。目前，美国已经建立了完整的产业链实施废触媒中贵金属的回收，可实现美国73%的镍触媒的回收，形成了非常完善的回收体系。
近年来，由于我国高度重视环境保护，也积极开展镍废料的回收利用工作，并取得了长足进步。目前，我国镍市场新矿镍和再生镍供给量分别为72.9%和27.1%。但镍废料回收在环保资源意识、管理机制、法律法规、回收技术开发等方面还比较薄弱，亟待完善和加强。
1.4.2 镍资源回收利用技术
1.从含镍废水、废液中回收镍
含镍废水主要来源于镍冶炼厂、电镀、化学镀、人造金刚石生产等。化学沉淀、溶剂萃取和电解曾是从含镍废水中回收镍的主要方法[93-94]。
化学沉淀法是处理含镍废液较为传统的方法，主要是在镍废液中添加氢氧化物、碳酸盐、硫化物等沉淀剂，使镍沉淀出来，然后采用有效的方式进行分离回收。
近年来，溶剂萃取被认为是一种很有前景的镍回收方法。该方法利用化合物在两种不混溶溶剂中的溶解度或分配系数的差异，将目标物质从原溶剂转移到另一种溶剂中。这种萃取技术以其成本低、能耗低、效率高、流程短、易于自动化控制等优点得到了广泛的应用。溶剂萃取既可以提高镍离子的浓度，又可以回收镍。该技术有两个很有前途的发展方向：一是选择更有效的萃取剂对镍进行萃取，使其与其他金属离子有效分离；二是同时从废水中提取除镍以外的有价值的金属离子，从而净化镍并获得更高的收益。
电解法是利用外部电能使镍离子沉积在阴极，使用电解法的前提是镍离子浓度达到一定水平，由于工业含镍废水中镍离子浓度较低，因此该方法的使用受到限制。
本书3.2.3节详细介绍了采用膜处理技术处理泡沫镍电积镍废水，这是一种既能有效回收镍盐又能回收水资源的方法。
从废水、废液中回收镍资源的其他方法还有生物法、离子交换法、吸附法、电渗析法等。
2. 从废旧镍系电池中回收镍
对于镍系列电池[95-96]，无论是生产过程中产生的边角料、残次品，还是使用后的过期电池，都会产生大量的镍废弃物，其中主要有金属镍和镍的化合物，以及其他化学元素。处理方法主要有火法冶金工艺和湿法冶金工艺。火法冶金工艺是先通过有效的方法将电池中的含镍成分提取出来，再经过还原冶炼，得到一般纯度的镍铁合金材料，其中镍含量为50%～55%，铁含量为30%～35%；然后可以根据需求对镍铁合金进行精炼，如氧化去除Mn、V等杂质元素，再用于生产合金钢、铸铁等。 湿法冶金工艺是将废旧镍氢电池通过酸浸（盐酸等）溶解其中的含镍物质，通过调节溶液的pH值沉淀出除镍以外的其他金属，最后利用金属电沉积技术获得镍金属。
3. 从镍基催化剂中回收镍
镍基催化剂经过多次循环使用后，完全失去活性，成为废镍催化剂。目前，从废镍基催化剂中回收镍比较有效的方法有氧化焙烧、碱浸出和酸浸出工艺[92]。首先，调节废镍催化剂的粒度，在氧气氛围中煅烧镍基催化剂，形成金属氧化物；再将煅烧产物浸泡在氢氧化钠和氨溶液中，然后进行酸处理；酸浸后大部分金属元素溶解，其他杂质金属通过特殊的化学沉淀除去，以镍盐的形式回收镍。
4. 从不锈钢和镍基合金中回收镍
不锈钢和镍基合金是镍的主要应用领域，占镍消费量的70%以上。因此，每年产生大量的镍废物[92, 97]。加工和回收镍的主要方法有火法冶金分离、化学溶解和电化学溶解。
火法分离是根据镍、钴等杂质元素与氧的亲和力不同，对其进行分离回收。此方法适合有冶金背景的企业，但能耗高，且无法实现铝（Al）、钒（V）、钼（Mo）等多金属的回收，资源回收率低。
化学溶解法是将镍基合金废料通过加压或添加氧化剂溶解于盐酸或硫酸介质中进行处理，通过化学溶解和循环回收的方法分别回收钼（Mo）、镍（Ni）、铬（Cr）、钴（Co）等多种金属，但其流程较长、废液产生量大，导致回收产品成本高、效率低。
电化学溶解法是先将回收的废料在电弧炉中熔化为阳极，然后通过电解进行阳极溶解和阴极电沉积金属。这是回收含镍合金的较好方法。其工艺设备简单，能耗低，劳动条件好，适用于从镍基合金废料中回收金属镍。
对于上述不同来源的镍废渣，无论采用何种方法处理回收镍资源，都应按照国家环保法律法规要求彻底处置，不得产生二次污染。对于生产过程中产生的镍废水，应努力将三废消化到生产过程的技术环节中，实现镍资源与水资源的同步回收利用。提高镍资源回收利用率是一项艰巨而有意义的任务，是使我国新经济时代镍产业从国家政策机制到科技手段逐步走出一条成功的绿色制造之路的创新性工作。