[发明专利]用于将回收性材料从包含该回收性材料的回收液体回收的装置和方法

说明书

本发明涉及用以将回收性材料从包含该回收性材料的回收性流体回收的装置和方法，更具体地涉及用以从包含金属离子的液体回收金属离子的装置和方法，并且特别涉及从镀镍浴回收镍离子的装置和方法。

该方法是极为需要的，因为金属镀浴，特别是无电金属镀浴在很短的使用时间之后会迅速耗废。这是因为该浴液的主要组分，例如待沉积的金属离子和用以沉积金属的还原剂发生消耗，以及因为金属沉积反应，即所用的还原剂氧化的产物会累积于浴液中。为了补偿无电金属镀浴的金属离子、还原剂和其它组分的消耗，各组分被按需补充。为使金属还原反应累积的产物能被补偿，必须设定和进行更多的维护步骤，例如电渗析。

该电渗析工艺描述于例如EP1532295B1中。用以再生其中所述的无电金属镀浴，更具体地是包含次磷酸盐作为还原剂的无电镀镍浴的装置包括电渗析设备，其各具有用以容纳金属镀浴的稀释室、浓缩室以及阳极和阴极，浓缩室是通过离子交换膜与稀释室分开，并且其容纳浓缩流体用以吸着待由金属镀浴移除的干扰物质。该电渗析设备提供移除正磷酸根、硫酸根和钠离子物类、以及从用过的无电镀镍浴载入于浓缩流体中的少量镍离子和亚磷酸根离子。该装置还包括主阳离子交换剂用以从浓缩流体移除镍离子，其中所述阳离子交换剂连接至浓缩室，其方式为浓缩流体能被导引通过该主阳离子交换剂，并被再循环入浓缩室。再生剂通过阳离子交换剂，用以在它们加载浓缩流体的金属离子之后使其再生。

已发现从阳离子交换剂的回收金属离子物类是无效率的，因为在再生流体中可达到的镍离子浓度较低。因此，在无电镀操作中将需要进一步操作以再利用该溶液，其将要求包含于其中的组分更浓缩。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供用以从例如其已用于金属电镀的废流体回收回收性材料的装置和方法。该装置和方法应能够使回收性材料用于补充具有回收性材料的工艺流体，特别是不需要将对适于补充的该工艺流体和回收性材料进行的任何进一步的操作。更特别地，应提供改良的离子交换工艺，其在离子交换剂材料的再生中产生高再生流体质量(低的酸过量，并且基本上不含有机材料)和高效率，其中该高质量定义为在再生流体中的回收性材料的浓度尽可能高，用于其有效的回收。因此，为了其再利用应不需要进一步的精制操作。此外，本发明还提供纯化用过的工艺流体的装置和方法。由此，本发明将提供经济上和生态上有利的装置和方法。

这些目的通过如在权利要求中限定的本发明装置和通过本发明方法实现。本发明的优选实施方案限定在从属权利要求中。

更具体地，本发明装置用以从包含该回收性材料的回收性流体回收回收性材料。该装置包括至少一个容器。至少一个容器包括至少一种吸着材料。至少一种吸着材料在至少一个容器中形成至少一个吸着床，即优选地在每个容器中形成一个吸着床。至少一个吸着床使得回收性流体流过其中。包含在容器中的吸着床具有吸着床高度和吸着床宽度(以吸着床在收缩状态作为基准)。根据本发明的一个最优选的方面，吸着床宽度对吸着床高度的纵横比为至多1:10，更优选为1:20，甚至更优选为至多1:40，并且最优选为至多1:75。此外，该纵横比是优选地选为至少1:200，更优选为至少1:150，并且最优选为至少1:100。这些值可互相独立地组合。吸着床的宽度和吸着床高度可用具有限定形状的吸着床而容易地限定。由于容纳于该容器的吸着床获得容器形状，所以吸着床宽度对吸着床高度的纵横比由该容器的内部空间形状给定。如果容器是如具有圆筒内部空间的柱，而吸着床充柱，则吸着床宽度由柱内部空间的直径给定，并且吸着床高度由柱内的吸着床的轴向长度给定。如果选用非圆筒形状，则通过以4乘以截面积，再将结果除以柱内部的周长U计算：(直径=4.A/U)计算当量直径。如果容器例如为转鼓，而吸着床在其内壁上形成圆筒层(参见后述的实施方案)，则吸着床高度当量为形成于容器壁上的圆筒层的厚度，这归因于向心力，并且吸着床宽度当量是圆筒层母线的长度。

更具体地，本发明方法用以从包含该回收性材料的回收性流体回收回收性材料，该方法包括第一步骤a)：通过使包含回收性材料的回收性流体与至少一种吸着材料接触，将回收性材料加载于形成包含于至少一个容器中的至少一个吸着床的至少一种吸着材料(加载步骤)；和第二步骤b)：通过使再生流体与加载回收性材料的至少一种吸着材料接触，并将回收性材料加载于再生流体，从至少一种吸着材料卸载回收性材料(再生步骤)；和另外的方法步骤c)：将吸着床的吸着床高度与吸着床的吸着床宽度的纵横比选为至多1:10。