电镀废液旋流电解提镍工艺与中试试验研究

发布时间：2020-08-22 15:24

【摘要】：本论文结合惠州某电镀环保产业园概况,对园区含镍废水处理工艺进行研究,结合含镍废水没有得到资源化回收利用等问题,采用旋流电解技术对镍浓缩液进行电解提镍的实验方案,探究了旋流电解技术的可行性,并考察了影响电解提镍实验的因素,找到最佳电解条件。课题同时探索了NDA-36树脂对含镍浓缩液的富集效果,并进行了旋流电解中试装置的实际工程运行情况研究与改进。针对惠州某电镀环保产业园废水处理厂的镍浓缩液,开发了利用旋流电解技术电解提镍的两段式脱铜提镍新工艺。即第一段电解脱除镍浓缩液中的铜杂质,第二阶电解提取脱铜净化处理液中的金属镍,从而达到减少镍产品中铜等杂质的掺杂量、提高镍产品纯度的效果。通过单因素及正交实验考察循环流量、电流密度、温度、pH等对脱铜提镍实验的影响,探索了脱铜提镍两段工艺的最佳实验参数组合。确定第一阶段脱铜实验最佳实验参数组合为:初始温度50℃、循环流量800L/h、电流密度450A/m~2。第二阶段提镍实验最佳实验参数组合为:初始温度30℃、循环流量800L/h、电流密度500A/m~2、pH=2.5~3。针对惠州某电镀环保产业园提质改造后含镍浓缩液中Ni2+浓度偏低的情况,探索NDA-36树脂富集铜镍离子的能力,通过单因素静态吸附实验了解到,NDA-36树脂吸附铜离子的最佳参数为:温度40℃、pH=3,NDA-36树脂吸附镍离子的最佳参数为:在温度40℃、pH=5,运用Langmuir等温方程对实验数据进行拟合,拟合结果表明NDA-36树脂对铜镍离子的最大饱和吸附量分别为125.25mg/g、66.32mg/g,且均为优惠吸附。动态吸附及再生实验结果显示,NDA-36树脂对铜镍离子的动态吸附效果较好,且对铜离子的吸附尤为突出。再生实验可将铜镍离子再生液浓度分别提高到初始浓度的2.5倍、1.75倍,NDA-36树脂对铜镍离子的富集效果显著。结合旋流电解中试装置在惠州某电镀环保产业园实际运行时遇到的问题,对旋流电解提镍装置进行了改良方案设计,设计出包含镍离子交换柱、旋流电解装置、扩散渗析装置和铜镍在线监测与pH控制系统等主要设备的铜镍一体式在线提取回收系统。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X781.1
【图文】：

购自陕西瑞凯环保科技有限公司，如图2.1 所示。该设备主要由旋流电解槽体、循环储液槽、循环泵、浮子流量计和联通管件组成，其中旋流电解槽体是该设备的核心。旋流电解槽体主要构件有：阴极铜体、阴极始极片、钛+贵金属涂层阳极、连接座和上下密封盖。涂层阳极置于电解槽体内的中心，所述涂层阳极通过上下方的阳极定位杆连接上下端盖；上下端盖通过上下连接器置于电解湍流槽体上下两端；上下连接器分别开设有出进口，电解装置采用全密封设计。图 2.1 湍流电积小型试验设备2.2 铜、镍的测定方法由于实验对象镍浓缩液中铜离子含量较低，采用 EDTA 法测定 Cu 含量误差较大，故采用原子吸收分光光度计分别测定待测样中 Cu、Ni 含量，采用 EDTA 辅助测量镍浓度较高的待测样中的 Ni2+含量。2.2.1 原子吸收分光光度法方法原理：原子吸收分光光度法的测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素，是由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律，通常比较对照品溶液和供试品溶液的吸光度，求得供试品中待测元素的含量。方法步骤：取同体积按各品种项下规定制备的对照溶液 5 份，分别置于 5 个同体积的量瓶中

5.4 NDA-36 树脂对单组份铜镍离子的动态吸附分析析可知，当 pH≤1 即强酸条件下，树脂对重采用酸液为脱附剂对吸附后的树脂进行脱附生情况见图 5.5。根据已有文献报道，确定动

配套有高频开关电源、电动采集器，设备见图6.1。同时与深圳市某科技有限公司合作定制了“铜镍在线监测与 pH 控制系统”，以实现旋流电解中试装置铜镍含量的实时读取和加药过程的自动控制，使旋流电解中试装置的运行更易于操作并初步实现自动化。图 6.1 旋流电解中试装置6.2 工程实际应用及遇到的问题6.2.1 旋流电解中试装置可行性探索实验在将旋流电解中试装置实际运用到该电镀环保产业园的重金属回收项目之前，首先对该设备对电解沉积铜、镍产品的可行性进行实验研究，故进行该实验，且实验时分别配制浓度较高的铜、镍溶液。6.2.1.1 旋流电解中试提铜实验选用工业级硫酸铜配制铜溶液，Cu2+浓度 58g/L，由于旋流电解中试装置与小试装置运行环境有差异，且电解液 Cu2+浓度差别较大，故实验条件在参考小试正交实验最优组合参

【参考文献】

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本文编号：2800831