[发明专利]一种化学镀镍磷废液的处理方法

说明书

技术领域

本专利涉及化学废液的综合回收利用领域，尤其涉及一种化学镀镍磷废液的处理方法。

背景技术

化学镀镍磷合金以其高耐蚀、高耐磨、高均匀性、高防腐性及具有特殊的磁性能等作用，在机械、电子、化工、航天等领域应用十分广泛，也是目前代替对环境造成严重污染的电镀硬铬工艺的主要途径。但是化学镀镍磷合金镀液具有一定的使用寿命。该报废镀液中含镍离子2～8g/L、亚磷酸盐约100～200g/L、硫酸钠>80g/L、氨氮10～20g/L、化学需氧量(COD)>200g/L以及微量的其它金属杂质等。一方面废镀液中含有可利用的资源，如镍、磷、氮等；另一方面，镍等也是重要的污染源，直接排放对环境产生污染。因此化学镀镍工艺欲应用于工业生产，废液处理是亟需问题必须解决。

目前报道的化学镀镍废液处理方法总体上可分为化学法和物理法，主要有催化还原法、化学沉淀法、离子交换法、电解法、电渗析法、溶剂萃取法、吸附法以及几种方法综合利用等。

化学法具有投资小、管理简单等优点，容易推广使用。目前报道的化学法基本上可以概括为两条途径：一是氧化—沉淀法，一是催化分解—沉淀法。由于在化学镀镍废液中通常含有较高的络合剂和缓冲剂，镍以络合物的形成存在。为能使废液中镍离子以Ni(OH)₂形式沉淀后达到国家排放标准，氧化—沉淀法常用臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸钠和氯气等氧化剂预先氧化破络，同时降低COD，还能使次磷酸盐、亚磷酸盐转化为正磷酸盐。然后向废液中投入石灰乳或苛性钠，使废废液中绝大部分镍离子及磷酸盐沉淀析出。该法理论上具有很好的效果，但实际应用中氧化反应速率很慢，氧化不彻底，而且氧化剂用量很大，费用很高，目前处理一吨废液的原料成本大约在2000元左右，难以真正推广使用。后者通过将废镀液加热后，加入一定量的PdCl₂等催化剂，有的还放入镍粉、铁粉等作为诱导剂，促使废液自分解，然后再利用碱性物质使部分磷沉淀析出。该法由于采用了贵金属盐作催化剂，利用金属镍、铁等作为诱导剂，原料成本很高，而且要将废液预先加热到80℃左右，能耗高，不符合目前节能型社会的要求，实际也难以使用。这两种化学法，工艺复杂，而且回收处理的只能是镍离子和部分磷。

发明内容

根据化学镀废液的组成和浓度，本专利提出了一种不需要外加催化剂、不需要外部能源、一次回收多种元素，成本低、流程短、效率高的化学镀镍磷合金废液的处理方法。

本发明不外加任何催化剂，不需要外界能源加热，而是通过自身反应生成的热量和催化剂，使废液快速自发分解，回收绝大部分镍和氮；使磷、有机物、硫酸盐及余下的氮共沉淀为含氮、磷、有机物的复合肥两方面内容，通过共沉淀法综合回收利用化学镀镍废液中镍、氮、磷、有机物等有效成分。

具体的说，是在废液中加入次亚磷酸钠调整废液的镍磷比在0.7～1.5，再投加50～110g/LNaOH固体，至废液pH在12～14。在不加入Pt盐等任何催化剂、不进行外部加热时，通过NaOH固体溶解及中和反应过程产生的热量，当温度升高至60℃以上，液固界面的局部高温、高pH值、NaOH及少量Ni(OH)₂固体颗粒提供的晶核诱导下，促使废液发生自分解，生成Ni-P合金固体细小颗粒。细小的Ni-P合金固体颗粒具有极高的表面能和很强的诱导催化作用，在其自催化作用下，废液迅速分解，镍转化为镍磷合金沉淀析出，镍由2～8g/L降为2mg/L，通过以上自加热、自诱导催化、自身分解以Ni-P合金形式回收镍磷资源，96％以上氮转化为氨水，磷、剩余氮及大部分有机酸转化为镁盐、钙盐复合肥。自分解反应生成的热量，进一步加热废液，使废液自加热至80～90℃，进一步保证了自分解反应的进行。