膜电解法处理低浓度含镍废水：回收利用稀有贵金属镍的创新方法

膜电解法处理低浓度含镍废水：回收利用稀有贵金属镍的创新方法

本发明涉及电子工业废水处理领域，具体涉及一种膜电解处理低浓度含镍废水的方法。

背景技术：

随着我国经济、技术、科学的进步和电子工业的飞速发展，对镍金属的需求量日益增大，但镍金属是不可再生资源，镍的消耗量远远超过镍的生产量，因此废水中镍的利用越来越广泛，镍金属的回收再生已成为必然的发展道路。另外镍金属是稀有贵金属，具有很高的经济价值，镍及其化合物还会对人体健康产生不良影响，废水中镍金属的回收利用无论从社会效益、经济效益还是环境效益等方面来看都势在必行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种膜电解处理低浓度含镍废水的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种膜电解处理低浓度含镍废水的方法。低浓度含镍废水首先经过滤柱，从滤柱底部流出，然后进入离子交换柱进行离子交换，随着交换的进行，离子交换柱中的树脂逐渐由淡黄色变为绿色，当离子交换柱中的树脂交换达到饱和状态时，在柱子靠近顶部的地方会出现一条淡绿色的带状，即可停止交换，此时打开废水阀门将剩余的废水排出，剩余的废水需要再次进行交换；然后打开再生液罐阀门进行再生，以自上而下的方式在离子交换柱底部的洗脱液出口处收集洗脱液，洗脱液中含有大量洗脱出的金属离子，即得到高浓度的含镍废水，从而完成了含镍废水的浓缩； 再将浓缩后的含镍废水通入电解槽，电解28h；

离子交换柱采用有机玻璃柱体，柱体有5个进出水阀，内装树脂，离子交换方式采用底部进顶部出方式。

聚乙烯微孔滤柱为封闭的有机玻璃筒体，内装聚乙烯烧结管，柱体上设有进出水阀门；

再生液罐采用圆形有机玻璃底口瓶，底口瓶底部设有出水口，再生液通过出水口进入离子交换柱；

再生液为浓度为5%的溶液，采用上进下出的再生方式，洗脱液中镍离子浓度达到10.0g/l左右，有利于膜电解回收金属。

其中首选的是Na型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号001×7（732），该树脂呈圆颗粒状，颜色为淡黄色，含水量约46%-52%，具有良好的化学稳定性和耐温性，一般用于水的除盐、软化处理。

有机玻璃电解池呈圆柱形，有机玻璃电解池中部安装有异质3362a型阴离子交换膜，电解电压为6V，阳极液均匀为浓度为0.5mol/l的氢氧化钠溶液，阴极液为NISO4溶液，调节pH值为4.5。

电解过程中，阴极室中的SO42-透过阴离子交换膜至阳极室，电极反应公式为：

阳极室：2h2o-4e→02↑+4h+h++oh-→h20

阴极室：ni2++2e→ni（主反应）2h++2e→h2↑

电解过程中，阴极室中的SO42-能透过阴离子交换膜进入阳极室，最后在阳极上生成气体O2，而阳极室中的H+不能透过阴离子交换膜，这样就避免了对金属镍沉积产生不利影响。它不仅对阳极有影响，而且可以抑制H2的生成，提高电流效率，阳极室中生成的H+与阳极液中产生的OH-也可被中和。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：从电解废水中回收金属镍，不仅能够解决含重金属废水排放带来的环境污染问题，还能创造一定的经济效益。

附图的简要说明

图1为膜电解处理低浓度含镍废水的方法连接示意图。

图2为膜电解处理低浓度含镍废水的方法中电解池结构示意图。

图3为膜电解处理低浓度含镍废水的方法中电解槽俯视图。

图4为膜电解处理低浓度含镍废水的方法中电解时间与镍离子沉淀率示意图。

详细方法

下面结合具体的实施方式对本专利的技术方案作进一步详细的说明。

参见图1-4，膜电解处理低浓度含镍废水的方法。

第一步，低浓度含镍废水首先经过过滤柱1，从过滤柱1底部流出，然后进入离子交换柱2进行离子交换，随着交换的进行，离子交换柱2中的树脂逐渐由淡黄色变为浅绿色，当离子交换柱2中的树脂交换达到饱和状态时，在柱子靠近顶部的地方会出现一条淡绿色的带状，即可停止交换，此时打开离子交换柱2底部的废水阀门21将剩余废水排出，剩余废水需再次进行交换；然后打开再生液罐22的阀门进行再生，以自上而下的方式将洗脱液收集在离子交换柱2底部的洗脱液出口23处。 ，洗脱液中含有大量洗脱出的金属离子，即得到高浓度的含镍废水，从而完成了含镍废水的浓缩；

离子交换柱2采用有机玻璃柱体，柱体内有5个进出水阀，内装有树脂，离子交换方式采用底部进顶部出的方式。

聚乙烯微孔过滤柱1为内装聚乙烯烧结管的密闭有机玻璃柱，柱体内设有进出水阀门；

再生液罐采用圆形有机玻璃底口瓶，底口瓶底部设有出水口，再生液通过出水口进入离子交换柱2；

再生液为浓度为5%的溶液，采用上进下出的再生方式，洗脱液中镍离子浓度达到10.0g/l左右，有利于膜电解回收金属。

由于富集了金属Ni2+，所以选用酸性阳离子交换树脂，最好是Na型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号001×7（732），该交换树脂呈圆形颗粒，颜色为淡黄色，含水量约为46%-52%，具有化学稳定性好、耐温性好等特点，一般用于水的除盐、软化处理。

第二步，将含镍废水浓缩后通入电解槽进行电解28小时。

本发明所采用的有机玻璃电解池为圆柱形，有机玻璃电解池中部安装有异质3362a型阴离子交换膜31，电解电压为6V，阳极液均匀为浓度为0.5mol/l的氢氧化钠溶液，阴极液为NISO4溶液，调节pH值为4.5。

电解过程中，阴极室中的SO42-透过阴离子交换膜至阳极室，电极反应公式为：

阳极室 32：2H2O-4E→02↑+4H+H++OH-→H20

阴极室33：ni2++2e→ni（主反应）2h++2e→h2↑

电解过程中，阴极室中的SO42-可以通过阴离子交换膜进入阳极室，最终在阳极上生成气体O2，而阳极室中的H+不能透过阴离子交换膜，从而避免了对金属镍沉积产生不利影响。这不仅对镍的回收有影响，而且可以抑制H2的生成，提高电流效率。而且阳极室中生成的H+与阳极液中的OH-也可以中和，有利于金属镍的回收。

从电解废水中回收金属镍，不仅可以解决含重金属废水排放造成的环境污染问题，还可以创造一定的经济效益。

以上对本发明的优选实施例进行了详细描述，但本发明并不局限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以做出其它各种变化。

技术特点：

技术摘要

本发明公开了一种膜电解处理低浓度含镍废水的方法，低浓度含镍废水首先经过滤柱，从滤柱底部流出，然后进入离子交换柱进行离子交换，随着交换的进行，离子交换柱中的树脂逐渐由淡黄色变为绿色，当离子交换柱2中的树脂交换达到饱和状态时，在柱子靠近顶部的地方会出现一条淡绿色的带状，即可停止交换。离子交换柱底部的废水阀门将剩余废水排出，剩余废水需再次进行交换；然后打开再生液罐阀门进行再生，采用上进下出的方式，在离子交换柱底部的洗脱液出口处收集洗脱液；本发明从电解废水中回收金属镍，不仅能解决含重金属废水排放带来的环境污染问题，还能创造一定的经济效益。

技术研发人员：黄志杰

受保护技术用户：黄志杰

技术开发日：2017.06.15

技术发布日期：2017.08.18