创新技术实现镀镍废液资源再利用，解决环境污染问题

创新技术实现镀镍废液资源再利用，解决环境污染问题

一种利用化学镀镍废料制备电池级磷酸铁的方法

[技术领域]。

[0001] 本发明涉及环保废水处理及资源回用技术领域，具体是一种利用化学镀镍废料制备电池级磷酸铁的方法。

[背景技术]。

[0002] 化学镀镍是目前广泛采用的表面处理工艺，化学镀镍液在使用一段时间后会报废，成为化学镀镍废料。废液中含有镍离子、次磷酸根离子和大量的亚磷酸根离子，还含有大量的有机物，直接排放会造成严重的环境污染和资源浪费，传统的处理方法难以满足生产和环保的要求。

[发明内容]。

[0003] 本发明所解决的技术问题是提供一种利用化学镀镍废料制备电池级磷酸铁的方法，将次磷酸盐和亚磷酸根离子转化为镀镍废料中的正磷酸根离子，并进一步将铁离子加入到磷酸铁中沉淀回收利用，以解决上述[背景技术]中的问题。

[0004] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案实现：一种利用化学镀镍废料制备电池级磷酸铁的方法，包括以下步骤

：

[0005] 步骤1，将化学镀镍废液浓缩排放到调节罐中并初步过滤，除去废水中的小颗粒杂质;

[0006] 步骤2，采用离子交换、电泳和置换镍离子回收的方法;

[0007] 步骤3，将次磷酸盐和亚磷酸盐离子氧化成正磷酸盐离子的化学镀镍废液，在紫外线照射下，向镀镍废液中连续加入浓度为300mM？600mM H2O2，反应60mM？

[0008] 步骤4，加入硫酸铁沉淀磷酸根离子，得到粗磷酸铁沉淀，经物理分离法分离出磷酸铁沉淀和废液，得到初级磷酸铁沉淀;

[0009] 步骤5，用去离子水冲洗后，将磷酸铁沉淀物与澄清液进行物理分离，反复漂洗分离十〜二十次，得到初级磷酸铁产品;

[0010] 步骤6，加入磷酸调节pH值，使初级磷酸铁产品溶解;

[0011] 步骤7，将磷酸-磷酸铁混合物加热至65？75°C，加入氢氧化钠调节pH值，并在2h内继续缓慢加入氢氧化钠，在加药过程中进行纳米级磷酸铁沉淀;

[0012] 步骤8，将磷酸铁沉淀物与废液进行物理分离，得到初级磷酸铁沉淀物;

[0013] 步骤9、用去离子水冲洗后，将磷酸铁沉淀物与澄清液进行物理分离，反复漂洗分离十至二十次，再干燥，得到纳米级磷酸铁产品。

优选地，步骤I所述的镀镍废液为所用的化学镀镍液，其含有一种或多种有机物、次磷酸根离子、亚磷酸根离子、镍离子。

[0015] 优选地，步骤I所述的过滤方法包括管式微滤、超滤组合。

优选地，步骤3所述的镀镍废液pH值在3-4之间，紫外光强度I？1mW/cm2，紫外光波段185？254nm，H2O2添加法连续加药，温度控制在50？70°C。

[0017] 优选地，步骤4中加入的硫酸铁质量分数在90%以上，进料速度为20？40min，反应温度为40°C，所得磷酸铁粒径应小于3.0μm。

优选地，步骤5所述的物理分离方法包括使用板框压滤机、离心分离、螺旋压滤机中的一种或多种。

[0019] 优选地，步骤6中使用的磷酸浓度为0.5mol/L，反应pH控制在1.0以下，直至磷酸铁全部溶解。

优选地，将步骤7中描述的氢氧化钠的pH调节至1.8？2.4。

[0021] 优选地，步骤9所述的回收磷酸铁的干燥方法包括喷雾干燥、冷冻干燥、烘箱干燥、自然干燥、微波干燥中的一种或多种。

[0022] 该方法制备的磷酸铁的平均粒径小于50nm。

[0023] 与公开的技术相比，本发明具有以下优点：本发明采用特殊的氧化、沉淀、转化和分离技术，在有效降解和回收镀镍废液中的镍离子的同时，还可以将镀镍废液次磷酸盐、亚磷酸根离子转化为正磷酸根离子和进一步加入铁离子的磷酸铁沉淀循环利用， 本发明还独创地采用了一种特殊工艺制备磷酸铁粒径控制在50nm以内，属于电池级磷酸铁，因此本发明具有很好的环保效益和经济效益。

[具体实施方式]。

[0024] 为了使本发明的技术手段、创意特征、工作流程、使用方法达到的目的和功效易于理解，下面结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案作清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本发明实施例的一部分， 不是所有的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在不进行创造性劳动的情况下获得的所有其他实施例均属于本发明的保护范围。

[0025] 实施例1.[0025] 实施例1

[0026] 取5升浓度的化学镀镍废料（C0D为50,000 mg/L，Ni为10g/L），经超滤膜组件过滤，除去小的悬浮物杂质，然后一次性通过2升系列的离子交换树脂柱回收废液中的镍离子，99.9%的镍被回收成硫酸镍， 将镍去除废液加入光反应器中，用10mW/cm2,185？254nm紫外光源，加入硫酸调节pH值至3.5左右，连续加入600mM H2O2，控制温度在60°C，反应，按一定操作加入质量分数大于90%的硫酸铁，得到粗磷酸铁沉淀， 用板框压滤法将磷酸铁沉淀物从废液中分离出来，得到初级磷酸铁沉淀，用去离子水冲洗后，将磷酸铁沉淀物与透明液体分离，经板框压滤，反复冲洗分离二十次，即得初级磷酸铁产品，再加入0.5mol/L磷酸，达到pH条件1.0， 反应加热至70°C，溶解磷酸铁伯产物，之后加一定量的氢氧化钠回pH条件2.4,2h内继续缓慢加入氢氧化钠，在加药过程中依次析出纳米级磷酸铁，经板框式过滤压力分离磷酸铁沉淀和废液，得到伯磷酸铁析出，用去离子水洗涤后，将磷酸铁沉淀物和澄清液按板框压滤法分离，反复洗涤分离20次得到纳米级磷酸铁产品，再经干法处理得到纳米级磷酸铁产品。

[0027] 实施例2.[0027] 实施例2

[0028] 取5升低浓度化学镀镍废液（C0D为/L，Ni为4g/L），通过管式微滤膜模块过滤，除去小的悬浮物杂质，然后一次性通过2L系列的铁碳柱回收废液中的镍离子，99.9%的镍被回收成硫酸镍， 将镍去除废液加入光反应器中，用5mW/cm2,185？254nm紫外光源，加入硫酸调节pH值至3.0左右，连续加入400mM H2O2，温度控制在65°C，反应，按一定操作加入质量分数在90%以上的硫酸铁，得到粗磷酸铁沉淀， 离心将磷酸铁沉淀物从废液中分离出来，得到初级磷酸铁沉淀物，用去离子水冲洗后，将磷酸铁沉淀物与澄清液离心分离，反复冲洗分离20次，即得初级磷酸盐产品，再加入0.5mol/L磷酸，达到pH值1.0， 反应加热至65°C，溶解初级磷酸铁产物，之后在pH值为2.0的条件下加入一定量的氢氧化钠，2h内继续缓慢加入氢氧化钠，在加药过程中依次析出纳米级磷酸铁，将磷酸铁沉淀物与废液离心分离，得到初级磷酸铁沉淀物， 并用去离子水洗涤后，用板框过滤法分离出磷酸铁沉淀和清液，反复漂洗分离十五次得到纳米级磷酸铁，再经干燥处理得到纳米级磷酸铁