电镀废液旋流电解提镍工艺与中试试验研究

电镀废液旋流电解提镍工艺与中试试验研究

【摘要】：本文结合惠州某电镀环保工业园概况，研究园区含镍废水处理工艺，结合含镍废水得不到回收利用的问题，探索采用旋风电解技术从镍精矿中进行电解提取镍的实验方案，探究旋风电解技术的可行性，并调查影响电解提取镍实验的因素，寻找最佳电解条件。本课题还探究了NDA-36树脂对含镍精矿的富集效果，研究并完善了旋风电解中试装置的实际工程操作。针对惠州某电镀环保工业园废水处理厂的镍精矿，研发了采用旋风电解技术的两级除铜提镍新工艺。即第一级电解除去镍精矿中的铜杂质，第二级电解提取除铜净化处理液中的金属镍，从而降低镍产品中的铜等杂质含量，提高镍产品纯度。通过单因素和正交试验考察循环流量、电流密度、温度、pH等对除铜提镍实验的影响，探究除铜提镍两级工艺的最佳实验参数组合。确定第一级除铜实验的最佳实验参数组合为：初始温度50℃、循环流量800L/h、电流密度450A/m~2。第二级提镍实验的最佳实验参数组合为：初始温度30℃、循环流量800L/h、电流密度500A/m~2、pH=2.5~3。针对惠州某电镀环保工业园提质改造后含镍浓液中Ni2+浓度较低问题，探究NDA-36树脂对铜、镍离子的富集能力。通过单因素静态吸附实验发现，NDA-36树脂吸附铜离子的最佳参数为：温度40℃、pH=3，NDA-36树脂吸附镍离子的最佳参数为：温度40℃、pH=5。利用等温方程对实验数据进行拟合，拟合结果显示，NDA-36树脂对铜、镍离子的最大饱和吸附容量分别为125.25mg/g、66.32mg/g，且均为优先吸附。动态吸附及再生实验结果表明，NDA-36树脂对铜、镍离子均有良好的动态吸附效果，对铜离子的吸附尤为突出。再生实验可使再生液中铜、镍离子浓度分别提高至初始浓度的2.5倍和1.75倍，NDA-36树脂对铜、镍离子的富集效果显著。针对惠州某电镀环保工业园旋流电解中试装置实际运行过程中遇到的问题，对旋流电解镍提取装置进行了改进方案，设计了一体化铜镍在线提取回收系统，该系统包括镍离子交换柱、旋流电解装置、扩散渗析装置、铜镍在线监测及pH控制系统等为主要设备。