电镀废液旋流电解提镍工艺与中试试验研究

摘要

本论文结合惠州某电镀环保产业园概况，对园区含镍废水处理工艺进行研究，结合含镍废水没有得到资源化回收利用等问题，采用旋流电解技术对镍浓缩液进行电解提镍的实验方案，探究了旋流电解技术的可行性，并考察了影响电解提镍实验的因素，找到最佳电解条件。课题同时探索了NDA-36树脂对含镍浓缩液的富集效果，并进行了旋流电解中试装置的实际工程运行情况研究与改进。 针对惠州某电镀环保产业园废水处理厂的镍浓缩液，开发了利用旋流电解技术电解提镍的两段式脱铜提镍新工艺。即第一段电解脱除镍浓缩液中的铜杂质，第二阶电解提取脱铜净化处理液中的金属镍，从而达到减少镍产品中铜等杂质的掺杂量、提高镍产品纯度的效果。 通过单因素及正交实验考察循环流量、电流密度、温度、pH等对脱铜提镍实验的影响，探索了脱铜提镍两段工艺的最佳实验参数组合。确定第一阶段脱铜实验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/m2。第二阶段提镍实验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/m2、pH=2.5~3。 针对惠州某电镀环保产业园提质改造后含镍浓缩液中Ni2+浓度偏低的情况，探索NDA-36树脂富集铜镍离子的能力，通过单因素静态吸附实验了解到，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：在温度40℃、pH=5，运用Langmuir等温方程对实验数据进行拟合，拟合结果表明NDA-36树脂对铜镍离子的最大饱和吸附量分别为125.25mg/g、66.32mg/g，且均为优惠吸附。动态吸附及再生实验结果显示，NDA-36树脂对铜镍离子的动态吸附效果较好，且对铜离子的吸附尤为突出。再生实验可将铜镍离子再生液浓度分别提高到初始浓度的2.5倍、1.75倍，NDA-36树脂对铜镍离子的富集效果显著。 结合旋流电解中试装置在惠州某电镀环保产业园实际运行时遇到的问题，对旋流电解提镍装置进行了改良方案设计，设计出包含镍离子交换柱、旋流电解装置、扩散渗析装置和铜镍在线监测与pH控制系统等主要设备的铜镍一体式在线提取回收系统。

目录

声明

第1章 绪论

1.1电镀含镍废水概述

1.2电镀含镍废水处理技术

1.2.1化学沉淀法

1.2.2离子交换法

1.2.3膜分离法

1.2.4生物处理法

1.2.5电解法

1.3电解法处理含镍废水的研究

1.3.1膜电解法

1.3.2微电解法

1.3.3脉冲电解法

1.3.4喷射电解法

1.3.5旋流电解法

1.4旋流电解技术

1.4.1旋流电解技术原理

1.4.2旋流电解技术发展概况

1.5.1园区基本概况

1.5.2含镍废水水质及排放标准

1.5.3园区含镍废水处理工艺

1.6.1研究意义

1.6.2研究内容

1.7技术路线

第2章 旋流电解技术脱铜提镍实验研究方法

2.1.1主要试剂

2.1.2实验设备

2.2铜、镍的测定方法

2.2.1原子吸收分光光度法

2.2.2 EDTA滴定法测镍

2.3.1实验原理

2.3.2实验内容

2.4数据分析

2.4.1脱除率（回收率）的计算

2.4.2电流效率的计算

第3章 旋流电解脱铜实验方案及结果分析

3.1镍浓缩液成分分析

3.2铜离子浓度变化规律研究

3.3脱铜单因素实验

3.3.1循环流量对脱铜的影响

3.3.2电流密度对脱铜的影响

3.3.3电解液温度对脱铜的影响

3.4脱铜正交实验

第4章 旋流电解提镍实验方案及结果分析

4.1镍离子浓度变化规律研究

4.2提镍单因素实验

4.2.1循环流量对提镍的影响

4.2.2电流密度对提镍的影响

4.2.3电解液pH对提镍的影响

4.2.4电解液初始温度对提镍的影响

4.3提镍正交实验

第5章 NDA-36树脂对含镍浓缩液的富集实验研究

5.1树脂的预处理

5.2静态吸附实验

5.2.1溶液pH值对吸附量的影响

5.2.2初始浓度及温度对吸附量的影响

5.3.1动态吸附实验

5.3.2树脂再生实验

5.4.1溶液pH值对吸附的影响

5.4.2等温平衡吸附

5.5 动态吸附实验结果分析

5.6 再生实验结果分析

第6章 铜镍电沉积在线回收装置中试试验

6.1装置概况

6.2工程实际应用及遇到的问题

6.2.1 旋流电解中试装置可行性探索实验

6.2.2旋流电解技术工程实际应用

6.3旋流电解中试装置的改进

第7章 结论与建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

攻读学位期间发表的论文及参与的科研项目

致谢