电解法能将金属离子还原为单质废水中的镍再生利用

电解法能将金属离子还原为单质废水中的镍再生利用

本发明涉及一种电解工艺，具体涉及一种从化学镀镍废水中电解出高品质镍的工艺。

背景技术：

众所周知，工业化学镀镍是在酸性体系中，以次磷酸钠为还原剂进行的。 为了保证镀液的稳定性、使用寿命和镀层质量，镀液中需要添加络合剂、稳定剂、促进剂、pH缓冲剂和光亮剂。 这些物质都是有机物质，如柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乙醇酸、丁二酸、丁二酸、乙酸等。化学镀液中络合剂的添加量比较大。 这些物质的存在与镍有很强的络合作用，与镍形成稳定的络合物状态。 当渡槽老化时，会产生化学镀镍废水。 通常废水中镍含量为2-7g/l，cod为mg/l，总磷为20-40g/l。

目前，国内外处理化学镀镍废水的方法一般可分为化学法和物理法，主要有化学沉淀法、离子交换树脂法、溶剂萃取法、吸附法、膜分离技术等​​。方法都是针对水污染控制。 处理后，Ni(II)以含镍污泥的形式存在。 镍污泥资源利用率不高，易造成二次污染。 如何回收化学镀镍废水中的镍一直是行业内的研究课题。

现有技术中，有人采用电解法从上述废水中沉淀出镍。 然而，这种方法有以下缺点：

所得镍存在以下问题：表面粗糙发黑、无光泽、裂纹、剥落、开裂，且所得镍层较薄。

原因是：

电解可以将金属离子还原为单一物质，不产生二次污染，是金属资源利用的良好方法。 然而，氢比镍具有更大的正电势，并且氢更容易沉淀。 虽然在镍金属的实际电解中，由于极化而存在电极反应的过电压，但由于极化的原因，阴极上氢离子的析出电位向更负的方向变化，使得镍离子有可能被放电和电解。 但化学镀镍废水中，由于有机物浓度高，络合物形式的镍离子浓度低，电解化学镀镍废水中析氧、析氢副反应严重。 也就是说，由于浓差极化严重，单位槽处理能力小，电解效率低，阴极获得的镍量少，导致镍沉淀量少。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种从化学镀镍废水中电解出高品质镍的方法，能够大大提高电解电流效率，获得均匀、致密、平整、具有金属光泽的镍层。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明的从化学镀镍废水中电解高品质镍的方法是通过以下步骤完成的：

1)采用收集池收集化学镀镍废水；

2)将收集的废液的pH值调节至能够减少析氢副反应的弱碱性条件；

3)向废液中加入体积百分比浓度1%-5%的聚乙烯醇和质量百分比浓度1%-10%的过硫酸钠，搅拌，室温静置12-24小时；

4)静置后的废水排入电解槽进行镍电解。

电解槽为旋流电解槽，电解槽电流密度为800-1000a/m2，电解时间为2-8小时。

旋流电解槽中的阳极是具有高析氧电位的二氧化铅涂层阳极，阴极由不锈钢制成。

用于调节pH值的碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种。

电解镍的电流效率达到70%以上。

本发明提供的电解过程与传统的电解过程完全不同，电流效率（电流效率是指电极上实际沉积或溶解的物质量与根据下式计算的沉淀或溶解量之比）电解时理论）可达70%，COD降解率可达70%，总磷下降60%。 所得镍层均匀、致密、平整、具有金属光泽。 该工艺不仅能达到镍资源回收的效果，还能降解有机物和去除总磷，减轻后续处理压力，显着降低处理成本。

通过该技术方案的实施，可以对化学镀镍废水中的镍进行电解，电解后的镍具有良好的金属光泽和良好的密度。 同时可以大幅度降低化学镀镍废水中的有机物和总磷，具有良好的应用前景。

详细方式

本发明的从化学镀镍废水中电解高品质镍的方法是通过以下步骤完成的：

1、收集化学镀镍废水，用收集池收集化学镀镍废水。

2、将收集的废液加碱调节pH值至8-9，以便在弱碱性条件下减少析氢副反应。

用于调节pH的碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种。

3、向废液中加入体积百分比浓度1%-5%(v)的聚乙烯醇和质量百分比浓度1%-10%(w)的过硫酸钠，搅拌，静置一段时间室温下的时间。 静置时间的长短以废液中的氧化剂充分氧化废水中的有机物为宜，从而提高电解效率。 本发明优选的静置时间为12-24小时。

由于过硫酸钠具有极强的氧化性能，它可以氧化废水中的有机物，将络合镍释放成游离镍离子。 同时，它还能将次磷酸转化为正磷酸盐。

聚乙烯醇是镍离子的载体，也是良好的分散剂。 因此，在电解过程中，可以促进镍离子在阴极上均匀电解，从而获得均匀、致密、平坦且具有金属光泽的镍层。

4、静置后的废水排入电解槽，电解镍时优选采用电解效果好的旋流电解槽。

旋流电解槽的电流密度设置为800-1000A/m2，电解时间为2-8小时，阳极为析氧电位高的二氧化铅涂层阳极，阴极为不锈钢材料。 二氧化铅阳极具有极高的析氧电位，溶液中的有机物更容易放电并发生氧化反应，从而显着降低COD。

该工艺可以显着减少阴极的析氢反应，从而使化学镀镍废水中的大部分镍离子得以电解。 电流效率可达70%以上。 电解镍具有金属光泽，平整致密，具有良好的市场应用价值，达到资源化利用的目的。

技术特点：

技术摘要

一种从化学镀镍废水中电解出高品质镍的方法，可大大提高电解电流效率，获得均匀、致密、平整、金属化的镍层。 该方法是通过以下步骤完成的：1)用收集池收集化学镀镍废水； 2)将收集的废液的pH值调节至弱碱性条件，以减少析氢副反应； 3)向废液中加入体积百分比浓度1%-5%的聚乙烯醇和质量百分比浓度1%-10%的过硫酸钠搅拌，室温放置12-24小时； 4)将静止废水排入电解槽电解镍。 与传统电解工艺完全不同，电流效率可达70%，COD降解率可达70%，总磷下降60%。 不仅可以获得均匀、致密、平整、金属化的镍层，达到镍资源回收的效果，还能降解有机物、去除总磷，具有良好的应用前景。

技术研发人员：吴志宇； 李建平; 帅和平; 陈福明

受保护的技术用户：

技术开发日：2017.05.25

技术公告日期：2017.08.22