公布日：2023.03.17
申請日：2022.12.06
分類號：C22B7/00(2006.01)I;C22B1/00(2006.01)I;C22B23/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及電鍍廢水回收技術(shù)領(lǐng)域，具體的公開了一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法及裝置，包括吸附提純：通過使用樹脂，使用動(dòng)態(tài)連續(xù)吸附的方法對含鎳電鍍廢水進(jìn)行處理，出口鎳離子濃度達(dá)到飽和時(shí)，停止吸附過程；再生濃縮：配置預(yù)設(shè)濃度的鹽酸溶液采用動(dòng)態(tài)連續(xù)方式對樹脂進(jìn)行再生，再生液達(dá)到預(yù)定體積時(shí)停止再生；草酸沉淀：配置預(yù)設(shè)濃度的草酸溶液與再生含鎳濃縮溶液攪拌反應(yīng)得到沉淀。本發(fā)明中所提出的高效回收鎳離子的方法，可以實(shí)在電鍍廢水中稍低濃度的鎳離子的富集，集成離子交換吸附與化學(xué)沉淀方法，整體處理流程簡單易行，工業(yè)化設(shè)備配套完善，對處理過程精細(xì)化控制后，即可實(shí)現(xiàn)鎳離子資源的高效回收。
權(quán)利要求書
1.一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法，該方法包括以下步驟：步驟1：吸附提純：通過使用樹脂，使用動(dòng)態(tài)連續(xù)吸附的方法對含鎳電鍍廢水進(jìn)行處理，出口鎳離子濃度達(dá)到飽和時(shí)，停止吸附過程；步驟2：再生濃縮：配置預(yù)設(shè)濃度的鹽酸溶液采用動(dòng)態(tài)連續(xù)方式對樹脂進(jìn)行再生，再生液達(dá)到預(yù)定體積時(shí)停止再生；步驟3：草酸沉淀：配置預(yù)設(shè)濃度的草酸溶液與再生含鎳濃縮溶液攪拌反應(yīng)得到沉淀，對沉淀進(jìn)行高溫烘干，得到鎳粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法，其特征在于，所述吸附提純步驟中樹脂的類型為氨基膦酸螯合樹脂，工作流速為2-4BV/h，樹脂填充體積為處理水體積的1/50-1/40，進(jìn)水鎳離子濃度需要大于10mg/L，進(jìn)水pH為3-7，進(jìn)水溫度為30-70℃，吸附終點(diǎn)鎳離子出口濃度為大于0.2mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法，其特征在于，所述再生濃縮步驟中鹽酸的濃度為4-6％，再生液的工作流速為1-2BV/h，再生液的使用體積為2.5-3BV，草酸沉淀步驟中草酸根與鎳離子的摩爾比為1-1.5：1，攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為200-300r/min，烘干溫度為350-400℃，烘干時(shí)間為4-6h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法，其特征在于，所述再生含鎳濃縮液進(jìn)行草酸沉淀，烘干制備鎳粉，反應(yīng)方程式為：Ni++C2O42-+2H2O＝NiC2O4·2H2ONiC2O4·2H2O＝Ni+2CO2+2H2O。
5.一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的裝置，該裝置適用于權(quán)利要求1中所述的方法，該裝置包含有安裝底板(1)，所述安裝底板(1)的上方放置有固定筒(2)，固定筒(2)的頂部活動(dòng)放置有熱風(fēng)機(jī)(6)，固定筒(2)的內(nèi)部活動(dòng)放置有第一活動(dòng)板(7)，第一活動(dòng)板(7)的下方活動(dòng)安裝有第二活動(dòng)板(16)，第二活動(dòng)板(16)的底部設(shè)有收集機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的裝置，其特征在于，所述安裝底板(1)的兩端皆沿端壁方向水平開設(shè)有第一滑槽(8)，第一滑槽(8)的上方放置有L型支撐桿(5)，L型支撐桿(5)的豎直端底部安裝有第一電動(dòng)滑塊(9)，第一電動(dòng)滑塊(9)滑動(dòng)安裝于第一滑槽(8)的內(nèi)部，兩個(gè)L型支撐桿(5)水平端相互靠近的一側(cè)皆與熱風(fēng)機(jī)(6)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的裝置，其特征在于，所述安裝底板(1)的頂部開設(shè)有環(huán)形滑槽(10)，環(huán)形滑槽(10)位于固定筒(2)的正下方，環(huán)形滑槽(10)的內(nèi)部滑動(dòng)安裝有兩個(gè)第二電動(dòng)滑塊(11)，兩個(gè)第二電動(dòng)滑塊(11)為對稱設(shè)置，第二電動(dòng)滑塊(11)的頂部安裝有第一固定柱(3)，兩個(gè)第一固定柱(3)相互靠近的一側(cè)皆豎直開設(shè)有第二滑槽(14)，第二滑槽(14)的內(nèi)部滑動(dòng)安裝有第三電動(dòng)滑塊(15)，第三電動(dòng)滑塊(15)靠近固定筒(2)的一側(cè)與固定筒(2)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的裝置，其特征在于，所述第一活動(dòng)板(7)的頂部沿圓周方向均勻貫穿開設(shè)有多個(gè)第一開槽(17)，第一活動(dòng)板(7)的底部嵌入安裝有彈簧伸縮桿(19)，第一活動(dòng)板(7)的底部開設(shè)有第二開槽(18)，彈簧伸縮桿(19)的伸縮端連接有第二活動(dòng)板(16)，第二活動(dòng)板(16)的頂部安裝插接板(22)，插接板(22)可活動(dòng)延伸進(jìn)第二開槽(18)的內(nèi)部，第二活動(dòng)板(16)的頂部開設(shè)有第三開槽(23)，第二活動(dòng)板(16)的底部貫穿安裝有多個(gè)第二電動(dòng)伸縮桿(20)，第二電動(dòng)伸縮桿(20)的數(shù)量與第一開槽(17)的數(shù)量相同，且第二電動(dòng)伸縮桿(20)伸縮端可以延伸至第一開槽(17)的內(nèi)部，第三開槽(23)的頂部內(nèi)壁上安裝有固定板(24)，固定板(24)的頂部均勻貫穿開設(shè)有多個(gè)開孔(25)，第三開槽(23)的底部均勻貫穿開設(shè)有多個(gè)下料孔(26)，固定筒(2)在第一活動(dòng)板(7)上方的內(nèi)壁上安裝有固定桿(12)，固定桿(12)的底部安裝有多個(gè)撥動(dòng)爪(13)，固定桿(12)上兩側(cè)撥動(dòng)爪(13)的長度比中間撥動(dòng)爪(13)的長度長，且兩側(cè)的撥動(dòng)爪(13)可延伸至第一開槽(17)的內(nèi)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的裝置，其特征在于，所述下料孔(26)的底部安裝有下料筒(21)，下料筒(21)的外壁上豎直開開設(shè)有兩個(gè)第三滑槽(27)，第三滑槽(27)的內(nèi)部滑動(dòng)安裝有第四電動(dòng)滑塊(28)，下料筒(21)的外側(cè)設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，第二活動(dòng)板(16)的底部嵌入安裝有第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(33)，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(33)的輸出端向下，且安裝底板(1)在第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(33)的下方安裝有第一電動(dòng)伸縮桿(4)，第一電動(dòng)伸縮桿(4)的伸縮端與第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(33)的輸出端連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的裝置，其特征在于，所述固定機(jī)構(gòu)包括固定環(huán)(29)、定位桿(31)與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(32)，下料筒(21)的外側(cè)放置有固定環(huán)(29)，固定環(huán)(29)內(nèi)壁靠近第四電動(dòng)滑塊(28)的一側(cè)與第四電動(dòng)滑塊(28)連接，固定環(huán)(29)的外壁上沿圓周方向開設(shè)有第四開槽(30)，第四開槽(30)的內(nèi)部均勻放置有多個(gè)定位桿(31)，固定環(huán)(29)的頂部均勻安裝有多個(gè)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(32)，第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(32)的輸出端貫穿固定環(huán)(29)與定位桿(31)的頂部一端連接。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法及裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
一種電鍍廢水中鎳離子高效回收的方法，該方法包括以下步驟：
步驟1：吸附提純：通過使用樹脂，使用動(dòng)態(tài)連續(xù)吸附的方法對含鎳電鍍廢水進(jìn)行處理，出口鎳離子濃度達(dá)到飽和時(shí)，停止吸附過程；
步驟2：再生濃縮：配置預(yù)設(shè)濃度的鹽酸溶液采用動(dòng)態(tài)連續(xù)方式對樹脂進(jìn)行再生，再生液達(dá)到預(yù)定體積時(shí)停止再生；
步驟3：草酸沉淀：配置預(yù)設(shè)濃度的草酸溶液與再生含鎳濃縮溶液攪拌反應(yīng)得到沉淀，對沉淀進(jìn)行高溫烘干，得到鎳粉。
優(yōu)選的，所述吸附提純步驟中樹脂的類型為氨基膦酸螯合樹脂，工作流速為2-4BV/h，樹脂填充體積為處理水體積的1/50-1/40，進(jìn)水鎳離子濃度需要大于10mg/L，進(jìn)水pH為3-7，進(jìn)水溫度為30-70℃，吸附終點(diǎn)鎳離子出口濃度為大于0.2mg/L。
優(yōu)選的，所述再生濃縮步驟中鹽酸的濃度為4-6％，再生液的工作流速為1-2BV/h，再生液的使用體積為2.5-3BV，草酸沉淀步驟中草酸根與鎳離子的摩爾比為1-1.5：1，攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為200-300r/min，烘干溫度為350-400℃，烘干時(shí)間為4-6h。
優(yōu)選的，所述再生含鎳濃縮液進(jìn)行草酸沉淀，烘干制備鎳粉，反應(yīng)方程式為：
Ni++C2O42-+2H2O＝NiC2O4·2H2O
NiC2O4·2H2O＝Ni+2CO2+2H2O。
優(yōu)選的，該裝置包含有安裝底板，所述安裝底板的上方放置有固定筒，固定筒的頂部活動(dòng)放置有熱風(fēng)機(jī)，固定筒的內(nèi)部活動(dòng)放置有第一活動(dòng)板，第一活動(dòng)板的下方活動(dòng)安裝有第二活動(dòng)板，第二活動(dòng)板的底部設(shè)有收集機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的，所述安裝底板的兩端皆沿端壁方向水平開設(shè)有第一滑槽，第一滑槽的上方放置有L型支撐桿，L型支撐桿的豎直端底部安裝有第一電動(dòng)滑塊，第一電動(dòng)滑塊滑動(dòng)安裝于第一滑槽的內(nèi)部，兩個(gè)L型支撐桿水平端相互靠近的一側(cè)皆與熱風(fēng)機(jī)連接。
優(yōu)選的，所述安裝底板的頂部開設(shè)有環(huán)形滑槽，環(huán)形滑槽位于固定筒的正下方，環(huán)形滑槽的內(nèi)部滑動(dòng)安裝有兩個(gè)第二電動(dòng)滑塊，兩個(gè)第二電動(dòng)滑塊為對稱設(shè)置，第二電動(dòng)滑塊的頂部安裝有第一固定柱，兩個(gè)第一固定柱相互靠近的一側(cè)皆豎直開設(shè)有第二滑槽，第二滑槽的內(nèi)部滑動(dòng)安裝有第三電動(dòng)滑塊，第三電動(dòng)滑塊靠近固定筒的一側(cè)與固定筒固定連接。
優(yōu)選的，所述第一活動(dòng)板的頂部沿圓周方向均勻貫穿開設(shè)有多個(gè)第一開槽，第一活動(dòng)板的底部嵌入安裝有彈簧伸縮桿，第一活動(dòng)板的底部開設(shè)有第二開槽，彈簧伸縮桿的伸縮端連接有第二活動(dòng)板，第二活動(dòng)板的頂部安裝插接板，插接板可活動(dòng)延伸進(jìn)第二開槽的內(nèi)部，第二活動(dòng)板的頂部開設(shè)有第三開槽，第二活動(dòng)板的底部貫穿安裝有多個(gè)第二電動(dòng)伸縮桿，第二電動(dòng)伸縮桿的數(shù)量與第一開槽的數(shù)量相同，且第二電動(dòng)伸縮桿伸縮端可以延伸至第一開槽的內(nèi)部，第三開槽的頂部內(nèi)壁上安裝有固定板，固定板的頂部均勻貫穿開設(shè)有多個(gè)開孔，第三開槽的底部均勻貫穿開設(shè)有多個(gè)下料孔，固定筒在第一活動(dòng)板上方的內(nèi)壁上安裝有固定桿，固定桿的底部安裝有多個(gè)撥動(dòng)爪，固定桿上兩側(cè)撥動(dòng)爪的長度比中間撥動(dòng)爪的長度長，且兩側(cè)的撥動(dòng)爪可延伸至第一開槽的內(nèi)部。
優(yōu)選的，所述下料孔的底部安裝有下料筒，下料筒的外壁上豎直開開設(shè)有兩個(gè)第三滑槽，第三滑槽的內(nèi)部滑動(dòng)安裝有第四電動(dòng)滑塊，下料筒的外側(cè)設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，第二活動(dòng)板的底部嵌入安裝有第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端向下，且安裝底板在第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的下方安裝有第一電動(dòng)伸縮桿，第一電動(dòng)伸縮桿的伸縮端與第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端連接。
優(yōu)選的，所述固定機(jī)構(gòu)包括固定環(huán)、定位桿與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，下料筒的外側(cè)放置有固定環(huán)，固定環(huán)內(nèi)壁靠近第四電動(dòng)滑塊的一側(cè)與第四電動(dòng)滑塊連接，固定環(huán)的外壁上沿圓周方向開設(shè)有第四開槽，第四開槽的內(nèi)部均勻放置有多個(gè)定位桿，固定環(huán)的頂部均勻安裝有多個(gè)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端貫穿固定環(huán)與定位桿的頂部一端連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中所提出的高效回收鎳離子的方法，可以實(shí)在電鍍廢水中稍低濃度的鎳離子的富集，集成離子交換吸附與化學(xué)沉淀方法，整體處理流程簡單易行，工業(yè)化設(shè)備配套完善，對處理過程精細(xì)化控制后，即可實(shí)現(xiàn)鎳離子資源的高效回收。
本發(fā)明中通過設(shè)置有固定筒、第一活動(dòng)板與第二活動(dòng)板，通過熱風(fēng)機(jī)可以完成固定筒中所存放的沉淀物的烘干作用，烘干后的沉淀物進(jìn)入固定板上時(shí)，通過第一活動(dòng)板與第二活動(dòng)板的相反旋轉(zhuǎn)，且第一活動(dòng)板與第二活動(dòng)板相互擠壓的運(yùn)動(dòng)方式，可以對烘干后的沉淀物起到研磨的作用，隨后研磨的粉末從開孔處落下，增加了裝置的使用便捷性，豐富了裝置的功能性。
本發(fā)明中通過設(shè)置有撥動(dòng)爪，撥動(dòng)爪插入沉淀物中的時(shí)候，可以對沉淀物起到攪拌的作用，使的熱風(fēng)機(jī)對沉淀物的烘干效果達(dá)到最佳，且避免出現(xiàn)烘干不均的情況，還可以防止沉淀物發(fā)生結(jié)塊，撥動(dòng)爪的底部與第一開槽的頂部持平時(shí)，撥動(dòng)爪可以起到將第一活動(dòng)板頂部的沉淀物撥進(jìn)第一開槽的作用，撥動(dòng)爪伸進(jìn)第一開槽的內(nèi)部時(shí)，對第一活動(dòng)板起到固定的作用。
本發(fā)明中通過設(shè)置有下料筒與固定環(huán)，工作人員將下料筒伸進(jìn)儲(chǔ)存鎳粉用的罐子的內(nèi)部，隨后第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)定位桿旋轉(zhuǎn)，使得定位桿卡在罐子的內(nèi)部，對儲(chǔ)存罐起到固定的作用，并且第四電動(dòng)滑塊在第三滑槽的內(nèi)部滑動(dòng)，可以調(diào)節(jié)下料筒的底部與儲(chǔ)存罐的底部之間距離，使得鎳粉通過下料筒落入儲(chǔ)存罐時(shí)不會(huì)產(chǎn)生飛揚(yáng)，增加了裝置的使用便捷性。
（發(fā)明人：吳文明;張治杰;馬林;丁保強(qiáng);李海洋;李淑艷;慕海;張俊男）
