惠州市龙溪电镀基地含镍电镀废水处理工艺优化及镍回收研究

惠州市龙溪电镀基地含镍电镀废水处理工艺优化及镍回收研究

【摘要】随着镍在电镀行业的广泛应用，大量含镍电镀废水不仅易污染环境，而且造成金属资源的浪费。本文以惠州市龙溪电镀基地含镍电镀废水为研究对象，对该厂现有的含镍废水预处理工艺进行调研，发现存在的问题并进行优化改进，对后续镍精矿的处理提出建议。采用电解法处理镍精矿，回收金属镍，探讨阳极材料、电流强度、镍离子浓度、温度、pH值、搅拌、缓冲液等对回收效果的影响。主要结论有：（1）在清洁生产、环保节能、可持续发展的要求下，电镀基地集中管理是重污染电镀行业的发展趋势。（2）含镍废水预处理工艺结果表明，离子交换树脂处理含镍废水效果显著。 在原含镍废水预处理工艺基础上优化后，出水中镍离子浓度低于国家及省级有关电镀污染物标准中的严格限值（0.1 mg/L），预处理后的出水经后续超滤、反渗透处理后可直接回用，不仅能提高电镀基地的经济效益，而且大大减少了对环境的污染。另外该装置操作简便，运行效果稳定，值得在电镀行业推广。（3）单因素试验结果表明，当采用镀钌铱涂层的钛板为阳极，极间距离为20 mm，电流为15 A，温度为50℃，镍离子浓度为20 g/L，曝气搅拌时，镍回收率最高可达85.1%，对应的电流效率为51.8%。

(4)以初始pH值、电流、温度和镍离子浓度为变量因素，设计正交试验[L9(34)]，以镍回收率为评价指标。结果表明，4个变量因素对回收率的影响大小顺序为：电流镍离子浓度pH温度。正交试验最佳参数组合为：钛板为阳极、固定板间距20 mm、pH=6.0、电流15 A、温度60℃、镍离子浓度20 g/L、通风搅拌。此时镍回收率为83.7%，对应电流效率为51%。（5）对单因素试验最佳参数组合、正交试验中去除率最高的试验组合和正交试验最佳参数组合进行对比，验证其处理效果，发现较高的镍离子浓度有利于提高电流效率； 而温度达到一定高度后，继续升温对回收率和电流效率的影响已不再明显，因此在最终选取合适的电解温度时，应综合考虑经济性和工艺效果。（6）实验证明，醋酸-醋酸钠缓冲溶液利用其特性，可以有效抑制电解质溶液pH值的下降，使其维持在适合镍沉淀的相对稳定水平，减少对H+的竞争，有利于提高镍的回收率和电流效率。（7）电解处理浓含镍废水，可以有效减少废水排放量，在回收贵金属镍的同时，出水经深度处理后回用于电镀清洗和一般生活用水，可有效降低企业生产运营成本，具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。