[实用新型]一种镍电解净液系统制备碳酸镍后上清液废水综合回收净化系统

说明书

技术领域

本实用新型属于镍电解技术领域，涉及一种镍电解净液系统制备碳酸镍后上清液废水综合回收净化系统，利用该系统可对上述废水中的硫酸钠及镍等重金属与氯化钠进行分离，并实现综合回收利用。

背景技术

硫化可溶阳极镍电解工艺是我国乃至世界镍电解精炼的主流工艺，但是为了平衡电解系统的液体体积和钠离子，需要从电解闭路循环系统中抽出一部分电解液，加入纯碱沉淀生产碳酸镍，沉淀后溶液的上清液中含有大量的氯化钠，少量硫酸钠及镍等重金属离子。目前这种废水采用与其他含重金属废水混合合并采用石灰中和法等工艺处理，但是因为处理工艺不具备除盐能力，导致处理后废水中钠盐的含量过高而使回收利用受到限制，外排则对环境，尤其是地下水带来污染，这点在西北干旱地区尤为明显。地下水盐类超标限制了地下水的利用，增加了其使用成本，灌溉也会导致土壤盐渍化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，按照废水分类、分级处理原则，提供一种镍电解净液系统制备碳酸镍后上清液废水综合回收净化系统，从源头对该高浓度含盐废水进行净化处理，并实现综合回收利用，提高水资源及副产品利用率。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种镍电解净液系统制备碳酸镍后上清液废水综合回收净化系统，包括依次连接的除氯反应槽、冷却器、pH调节槽、输送泵、保安过滤器、高压泵、循环泵及纳滤单元，所述纳滤单元的盐水出口连接盐水储槽、浓相水出口连接纳滤浓相水储槽。

进一步地，所述回收净化系统还包括蒸发器和三通阀，所述盐水储槽连接蒸发器的料液入口，所述蒸发器的料液出口连接离心分离机，蒸发器的冷凝水出口连接冷凝水储槽，蒸发器的蒸汽出口经冷凝器连接冷凝水储槽，所述离心分离机的液体出口连接三通阀的进口，三通阀的两个出口分别连接蒸发器的料液入口和保安过滤器的进液口。

进一步地，所述蒸发器为三效蒸发器，包括依次连接的一效蒸发器、二效蒸发器及三效蒸发器。

本实用新型中，除氯反应槽、冷却器、pH调节槽、输送泵、保安过滤器、高压泵、循环泵及纳滤单元构成预处理单元，预处理单元的主要目的是去除碳酸镍沉淀后上清液中的悬浮物，进而进行二价及其以上离子与钠离子的分离，为后续三效蒸发浓缩结晶产出氯化钠结晶产品做准备。由于镍电解系统使用氯气浸铜和氧化除钴，废液中含有一定量的游离氯，而纳滤膜的配方主要是由高分子有机化合物组成，游离氯的化学能可以打断这些高分子化合物中的碳碳、碳氢等化合键，造成纳滤膜配方的破坏，使纳滤膜失去原有二价盐与一价盐分离的特性，因此必需将游离氯脱除干净。本实用新型在除氯反应槽中加入亚硫酸钠溶液和碳酸镍沉淀后上清液废液，调节氧化还原电位至45mV左右，以除去废液中的游离氯，反应方程如下：

Na₂SO₃ + Cl₂  + 2NaOH  = Na₂SO₄  +  NaCl + H₂O

为避免对纳滤膜造成破坏，还需要将除氯后的废水进行冷却并调节pH值至6.0-7.0。保安过滤器则将可能对纳滤膜有损害的固体颗粒悬浮物进行截留。

纳滤单元由纳滤膜和膜管构成，由于纳滤膜对硫酸钠、氯化钠的选择透过性不同，提供适宜的压力，则氯化钠可以渗透通过纳滤膜进入贫硫酸钠盐水，而硫酸钠被截留进入硫酸钠溶液，从而实现氯化钠与硫酸钠的分离。

离子的渗透压与其浓度及共存体系中其他物质的浓度成正比，浓度越高，需要克服的渗透压就越高，外界所提供的压力也就越高。同时，渗透压还和温度、酸碱度等有密切关系。通过调节纳滤膜两边的压差以及膜表面盐水的流动速度，可将浓缩液中的硫酸钠浓度控制在40～100g/L的宽广的范围内。至于最终的控制浓度完全由多方面因素决定，如投资、综合能耗、膜的寿命等。浓相水即硫酸钠溶液返回系统通过配加盐酸进入酸溶工序，最终以铁矾渣形式出去，既可回收硫酸根，更重要的是回收了废水中的镍离子。

回收盐水(硫酸根质量浓度≤0.5g/L)进入回收盐水槽，循环泵稳压补充循环量。每组膜出口和回收盐水总管都设有取样口，可以监控分析分离后的氯化钠溶液中硫酸根的含量，并据此判断膜组件的运行状况。纳滤单元还可以设置清洗装置，用于无机胶体或有机物污染后纳滤膜的再生。