[发明专利]铝材表面处理废水的镍离子分离和回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水中镍离子的分离回收方法，尤其涉及铝材表面处理过程中产生的含有铝离子、镍离子和络合剂的废水的镍离子分离回收方法。

背景技术

铝和铝合金材料具有一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，因而广泛应用于装饰、建筑、交通、航空航天等领域。但铝和铝合金材料同时也存在着如硬度、耐磨性、耐腐蚀性等方面的不足。为了克服这些缺点，必须进行必要的表面处理。

表面处理一般包括脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化、着色、封孔等工序。表面处理提高了铝材表面性能，同时也产生各类废水，来自于着色和封孔等生产环节的废水和废液就是其中之一。这类废水的特点是含有金属镍离子、铝离子和多种有机或无机的络合剂。随着环保要求的不断提高，铝加工行业的金属污染问题日益突出。为了满足环保标准的要求，大多数企业将这类含镍废水与其他废水分开，单独处理。

由于废水中含有大量铝离子，因此诸如CN1762602所公开的离子交换技术无法将镍从废水中单独吸附出来。因此首先必须将镍从废液中分离出来。

一般的处理技术是将该类含镍废水调节至碱性，使镍离子转化为氢氧化镍沉淀物。进而，通过沉淀和过滤将废水分为固液二相，固态氢氧化镍送有资质的单位处理，液态的水排放。然而，这一常规技术并不能满足环保要求，重金属镍离子的超标现象十分普遍。

有的研究者选用萃取的方式从含铝镍液体中分离和回收镍资源。例如中国台湾专利TW082107216提到了一种可用于分离硫酸水溶液中铝、钴及镍离子的萃取剂。JP08026124、US19930163481等专利中提到，用萃取剂将镍和钴从含有大量铝离子的水溶液中提取分离回收的方法。但是，萃取法存在工艺复杂、萃取剂昂贵、设备成本高的缺点。

发明内容

本申请的发明人经过研究发现，造成镍离子超标的原因在于着色和封孔等溶液中含有能与镍离子形成稳定络合物的络合剂，如柠檬酸、氨水、氟离子等。镍离子一旦与这些络合剂络合之后，十分稳定，阻碍了氢氧化镍的形成。该溶解性的络合态镍引起废水超标。

有鉴于此，本发明提出一种铝材表面处理废水的镍离子分离和回收方法，通过破坏镍离子与络合剂的络合，来分离及回收镍离子。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种铝材表面处理废水的镍离子分离和回收方法，包括以下步骤：首先加入酸，将铝材表面处理废水的pH值调节至2～2.5，使处于络合态的金属镍和铝离子游离出来。然后，在废水中加入铝，使废水中的铝离子的摩尔浓度和络合态镍离子的摩尔浓度之比大于或等于1。之后，将废水的pH值调节至5.5～6.5，使络合剂与铝离子形成络合物，且非络合态的铝离子形成沉淀。再者，将所述沉淀与废水分离。然后使用离子交换技术吸附保留在废水中的镍离子。

在本发明的一实施例中，可在将铝材表面处理废水的pH值调节至2-2.5的步骤之后，反应20-60分钟。

在本发明的一实施例中，可在废水中加入铝的步骤之后，反应20-60分钟。

在本发明的一实施例中，使用铝材表面处理的酸性阳极氧化废液，以一并加入酸和铝离子，然后反应20-60分钟。

在本发明的一实施例中，使用离子交换技术吸附保留在废水中的镍离子的步骤之后还包括：

对离子交换树脂饱和后进行再生，以获得镍浓缩液。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、同时实现了铝镍废水的达标排放和镍资源的有效回收。

2、采用酸化破络技术对废水进行预处理，结合离子交换技术，彻底解决铝镍废水无法达标的难题。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明一实施例的铝材表面处理废水的镍离子分离回收流程图。

图2是根据本发明实施例的镍离子分离和回收设备图。

具体实施方式

图1是本发明一实施例的铝材表面处理废水的镍离子分离回收流程图。参照图1所示，流程如下：

步骤S1，加入酸液，将铝材表面处理废水的pH值调节至强酸性，pH值为2-2.5，反应一定时间。该步骤利用铝材表面处理常用的络合剂，例如柠檬酸、氨水、氟离子，大都在强酸性条件下失去或减弱与金属离子络合的能力的特点，使络合态的金属镍和铝离子游离出来。