CN109553240A - 一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，在含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中加入置换剂，置换剂与铜镍反应生成粗铜镍泥，固液分离后得到粗铜镍泥和含硝酸根或硫酸根的母液一；将粗铜镍泥通过纯水洗涤过滤后，得到铜镍泥；在母液一中加入脱硝剂，进行脱硝处理，脱硝剂与硝酸根或硫酸根反应，得到硝酸、硫酸、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种，并得到含脱硝剂的电镀废水：脱硝剂母液二，将脱硝剂母液二和纯水回用。本发明是一种新型绿色环保工艺，此方法操作简单，生产成本低，经济效益高，且无危废渣，真正实现电镀废水资源化和零排放。

Description

一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法
技术领域
本发明涉及电镀废水治理技术领域。
背景技术
电镀行业是国民经济中不可缺少的环节，涉及国防、工业于生活等各种领域。电镀产生的废水毒性大，对土壤，动植物生长均产生严重危害，因此必须严格处理电镀废水达标排放。目前电镀废水处理工艺很多：20世纪70年代流行树脂交换，80年代的电解法、化学法+气浮等，但这些工艺均存在能耗高、危废渣量大、处理成本高、处理工艺复杂等缺点；因此，研发一种绿色环保，经济效益高的工艺替代目前已有的工艺，意义十分重大。
现有技术中，申请号为CN201520670718.1的实用新型公开了一种电镀废水中含铜、镍废硝酸的回收处理设备，包括结晶罐，其设废水进口、浓硫酸进液口、中部开设连接通孔，底面设出液口；搅拌单元，包括电机、搅拌轴及搅拌桨；离心机，其上设进料口、氮气进口，底面设废液出液口；第一收集槽，其上设液体进口和液体出口；蒸发浓缩罐，其上设进液口，排气口；第一冷凝器，进口与蒸发浓缩罐上表面中部排气口连通；第二冷凝器，进口与第一冷凝器出口通过管路连通；第二收集槽，上设料液进口和料液出口，料液进口通过管路与第二冷凝器出口连通。申请号为CN200910066905.8的发明公开了一种电镀废水净化、资源综合利用的方法,采用廉价的含大孔含咪唑结构的强碱阴离子交换树脂,基于化学氧化还原法、沉淀法和离子交换法的耦合技术回收电镀废水中的有价资源。首先通过化学反应使CR(III)在碱性条件下氧化为CR(VI),然后使废水中的ZN、CU、NI等重金元素转化为氢氧化物沉淀,最后采用强碱性阴离子树脂吸附废水中的CR(VI),净化后的水质达到电镀污染物排放标准和回用要求,同时使电镀废水中的CR和其它重金属资源得到综合回收利用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其能改善环境，降低生产成本，并产生一定的效益。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，在含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中加入置换剂，置换剂与铜镍反应生成粗铜镍泥，固液分离后得到粗铜镍泥和含硝酸根或硫酸根的母液一；将粗铜镍泥通过纯水洗涤过滤后，得到铜镍泥；在母液一中加入脱硝剂，进行脱硝处理，得到硝酸、硫酸、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种，并得到含脱硝剂的电镀废水：脱硝剂母液二。
将对粗铜镍泥进行洗涤过滤后的洗涤水加入到母液一中；将脱硝剂母液二加入到母液一中或者将脱硝剂母液二进行蒸发后再加入到母液一中，对母液一重复进行脱硝处理；蒸发的水蒸汽冷凝后得到纯水，将纯水用于对粗铜镍泥进行洗涤过滤。
所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，包括如下步骤：
第一步，置换出铜镍：在含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中，加入置换剂A+B，充分搅拌使铜镍沉淀，形成粗铜镍泥；置换出粗铜镍泥后的电镀废水成为母液一；
第二步，母液一脱硝处理：在母液一中引入脱硝剂，进行脱硝处理，得到硝酸或硝酸盐；脱硝处理后的母液一成为脱硝剂母液二；
第三步，脱硝剂母液二浓缩回用：真空蒸发脱硝剂母液二，使脱硝剂母液二中的脱硝剂的浓度达到预定值后将脱硝剂母液二加入到母液一中，蒸发的水蒸汽冷凝后得到纯水；
第四步，铜镍泥精制：将第一步中得到的粗铜镍泥利用第三步中产生的纯水洗涤，得到铜镍泥。
第一步中，含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中，铜镍含量为：铜含量10g/L-300g/L，镍含量0g/L-200g/L。
优选的，第一步中，含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中，铜含量30g/L-280g/L，镍含量10g/L-100g/L。
第一步中，置换剂A+B的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与置换剂A+B的重量比为1：（0.1-3）；第一步中，加入置换剂A+B后的反应时间为： 1min-60min，反应温度为：20-200℃；置换剂A为硫化物、硫醇中的一种或几种；置换剂B为硫胺、硫化含氧酸和硫代羧酸中的一种或几种。
优选的，第一步中，置换剂A+B的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与置换剂A+B的重量比为1：（0.15-2）；第一步中，加入置换剂A+B后的反应时间为：5min-45min，反应温度为： 25-150℃。
第二步中；脱硝剂的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与脱硝剂的重量比为1：（0.1-2）；第二步中，加入脱硝剂后的反应时间为：0.1h-3h，反应温度为：20-200℃；脱硝剂为硝酸盐、硫化含氧酸或金属氧化物。
优选的，第二步中，脱硝剂的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与脱硝剂的重量比为1：（0.2-1.2）；第二步中，加入脱硝剂后的反应时间为：0.2h-1.8h，反应温度为：30-180℃。
优选的，含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中：铜含量120 g/L、硝酸根含量250g/L、镍含量21 g/L，取该种电镀废水1000L，在搅拌的情况下加入150kg或1000kg置换剂，反应30min，反应温度25℃，过滤，得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入200kg或700kg脱硝剂，反应温度 80 ℃，反应1h，得到硝酸类产品。
本发明是一种新型绿色环保工艺，此方法操作简单，生产成本低，经济效益高，且无危废渣，真正实现电镀废水资源化和零排放。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
请参考图1，本发明提供一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法。其工艺为：在含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中加入置换剂A+B辅料进行过滤，置换剂A+B与铜镍反应生成粗1#产品：粗铜镍泥（含铜量在40%以上），固液分离后得到粗1#产品和含硝酸根或硫酸根的母液一；粗1#产品通过回用蒸发后得到的纯水（也可以用其他纯水）洗涤过滤后，得到可出售的1#产品（铜镍泥），纯水在用于洗涤粗1#产品后形成洗涤水；含硝酸根或硫酸根的母液一与洗涤水混合后加入脱硝剂C，脱硝剂C与硝酸根或硫酸根反应，利用本身反应的热量得到可销售的2#产品（2#产品为68%以上工业硝酸、硫酸、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种）和脱硝剂母液二；脱硝剂母液二用于补充消耗量（可作为脱硝剂重复利用），返回第二阶段重复回用，回用前可将脱硝剂母液二定期蒸发一定量的水分，保证脱硝剂母液二中的脱硝剂C的浓度符合规定的要求，蒸发的水蒸汽冷凝后得到纯水，将纯水返回生产线回用或用于粗1#产品洗涤使用。
置换剂为置换剂A+B；脱硝剂为脱硝剂C，脱硝剂母液二为脱硝剂母液二。
所述处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，包括如下步骤：
第一步，置换剂A+B置换出铜镍：在电镀废水（即：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水）中，加入一定量的置换剂A+B，充分搅拌使铜镍沉淀，形成粗铜镍泥；固液分离后得到粗铜镍泥和含硝酸根或硫酸根的母液一；
第二步，母液脱硝处理：在置换出粗铜镍泥后的电镀废水（母液一）中引入一定量的脱硝剂C（如果是单纯硫酸电镀废水，此步可省略），得到硝酸或硝酸盐产品，并得到含脱硝剂C的电镀废水（脱硝剂母液二），即：经脱硝处理后的母液一成为脱硝剂母液二；
第三步，含脱硝剂C的电镀废水（脱硝剂母液二）浓缩回用：将脱硝剂母液二加入到母液一中，或者，将脱硝剂母液二进行真空蒸发，使脱硝剂母液二中的脱硝剂的浓度达到预定值后再加入到母液一中，对母液一重复进行脱硝处理；蒸发的水蒸汽冷凝后得到纯水，并将纯水用于对粗铜镍泥进行洗涤过滤。
第四步，铜镍泥精制：将第一步得到的粗铜镍泥利用第三步产生的纯水洗涤，得到可销售的铜镍泥产品，将洗涤后的洗涤水加入到母液一中；
重复进行上述第二步、第三步和第四步，直到处理符合预定要求为止。
第一步中，电镀废水中铜镍含量可以为：铜含量30g/L-280g/L，镍含量10g/L-100g/L。
第一步中置换剂A+B的用量为：电镀废水与A+B的重量比为=1：（0.15-2）。
置换剂A可以为：包括硫化物，硫醇中的一种或几种，其中硫化物可以为硫化氢、硫化镁、硫化钠，硫醇可以为包括硫代乙二醇和/或2,3-二巯基丙醇；置换剂B可以为：硫化含氧酸和硫代羧酸中的一种或几种，其中硫化含氧酸可以为硫酸；硫代羧酸可以为硫代丙醇酸和硫代乙醇酸。
第一步中加入置换剂A+B后的反应时间为：5min-45min，反应温度为：25-150℃。
第二步中脱硝剂C的用量为：电镀废水与C的重量比为=1：（0.2-1.2）。
第二步中加入脱硝剂C后的反应时间为：0.2h-1.8h，反应温度为：30-180℃。
脱硝剂（脱硝剂C）可以为硝酸盐、硫化含氧酸、金属氧化物中的一种或几种，其中硝酸盐可以为硝酸镁，硝酸钙；硫化含氧酸可以为硫酸；金属氧化物可以为氧化镁，氧化钙。
本发明方法操作简单，生产成本低，且无危废渣，真正实现电镀废水资源化和零排放。
实施例1
准备电镀废水，铜含量120 g/L和硝酸根250g/L，镍含量21 g/L。具体过程如下：取该种电镀废水1000L，在搅拌的情况下加入150kg或1000kg置换剂A+B，反应30min（反应温度25℃），过滤，将得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入200kg或700kg脱硝剂C（反应温度 80℃），反应1h，得到硝酸类产品，剩余含脱硝剂C的母液（脱硝剂母液二）真空蒸发，蒸发得到的纯水用于洗涤粗铜镍泥，得到可销售的铜镍泥产品，脱硝剂C回用，即：蒸发后的脱硝剂母液二回用。
实施例2
准备电镀废水，铜含量120 g/L和硝酸25g/L，镍含量21 g/L。具体过程如下：取该种电镀废水1000L，在搅拌的情况下加入2000kg置换剂A+B，反应30min（反应温度80℃），过滤，将得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入900kg脱硝剂C（反应温度 150 ℃），反应1h，得到硝酸类产品，剩余含脱硝剂C的母液（脱硝剂母液二）真空蒸发，蒸发得到的纯水用于洗涤粗铜镍泥，得到可销售的铜镍泥产品，脱硝剂C回用，即：蒸发后的脱硝剂母液二回用。
实施例3
准备取电镀废水，铜含量26g/L和硝酸根250g/L。具体过程如下：取该种电镀废水1000L，在搅拌的情况下加入200kg置换剂A+B，反应30min（反应温度 50 ℃），过滤，将得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入500kg脱硝剂C，反应1h（反应温度120 ℃），得到硝酸类产品，剩余含脱硝剂C的母液真空蒸发，蒸发得到的纯水用于洗涤粗铜镍泥，得到可销售的铜镍泥产品，脱硝剂C回用，即：蒸发后的脱硝剂母液二回用。
实施例4
准备取电镀废水，铜含量110g/L和硫酸根180g/L。具体过程如下：取该种电镀废水1000L，在搅拌的情况下加入800kg置换剂A+B，反应30min（反应温度 30 ℃），过滤，将得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入600kg脱硝剂C，反应1h（反应温度 90 ℃），得到硝酸类产品，剩余含脱硝剂C的母液真空蒸发，蒸发得到的纯水用于洗涤粗铜镍泥，得到可销售的铜镍泥产品，脱硝剂C回用，即：蒸发后的脱硝剂母液二回用。
实施例5
准备电镀废水，铜含量9.08%（重量份）和硝酸25g/ L，镍含量1.5%（重量份）。具体过程如下：取该种电镀废水1000kg，在搅拌的情况下加入400kg置换剂A+B，反应30min（反应温度150℃或200℃或其他合适温度），过滤，将得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入500kg脱硝剂C，反应1h（反应温度180℃或200℃或其他合适温度），得到硝酸类产品，剩余含脱硝剂C的母液（脱硝剂母液二）真空蒸发，蒸发得到的纯水用于洗涤粗铜镍泥，得到可销售的铜镍泥产品，脱硝剂C回用，即：蒸发后的脱硝剂母液二回用。
实施例6
准备取电镀废水，铜含量2.0%（重量份）和硝酸25g/ L。具体过程如下：取该种电镀废水1000kg，在搅拌的情况下加入100kg置换剂A+B，反应30min（反应温度20℃或其他合适温度），过滤，将得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入500kg脱硝剂C，反应1h（反应温度20℃或30℃或其他合适温度），得到硝酸类产品，剩余含脱硝剂C的母液真空蒸发，蒸发得到的纯水用于洗涤粗铜镍泥，得到可销售的铜镍泥产品，脱硝剂C回用，即：蒸发后的脱硝剂母液二回用。
实验结果列表如下：
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，在含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中加入置换剂，置换剂与铜镍反应生成粗铜镍泥，固液分离后得到粗铜镍泥和含硝酸根或硫酸根的母液一；将粗铜镍泥通过纯水洗涤过滤后，得到铜镍泥；在母液一中加入脱硝剂，进行脱硝处理，得到硝酸、硫酸、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种，并得到含脱硝剂的电镀废水：脱硝剂母液二。
2.如权利要求1所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，将对粗铜镍泥进行洗涤过滤后的洗涤水加入到母液一中；将脱硝剂母液二加入到母液一中或者将脱硝剂母液二进行蒸发后再加入到母液一中，对母液一重复进行脱硝处理；蒸发的水蒸汽冷凝后得到纯水，将纯水用于对粗铜镍泥进行洗涤过滤。
3.如权利要求1所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，置换出铜镍：在含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中，加入置换剂A+B，充分搅拌使铜镍沉淀，形成粗铜镍泥；置换出粗铜镍泥后的电镀废水成为母液一；
第二步，母液一脱硝处理：在母液一中引入脱硝剂，进行脱硝处理，得到硝酸或硝酸盐；脱硝处理后的母液一成为脱硝剂母液二；
第三步，脱硝剂母液二浓缩回用：真空蒸发脱硝剂母液二，使脱硝剂母液二中的脱硝剂的浓度达到预定值后将脱硝剂母液二加入到母液一中，蒸发的水蒸汽冷凝后得到纯水；
第四步，铜镍泥精制：将第一步中得到的粗铜镍泥利用第三步中产生的纯水洗涤，得到铜镍泥。
4.如权利要求3所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，第一步中，含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中，铜镍含量为：铜含量10g/L-300g/L，镍含量0g/L-200g/L。
5.如权利要求4所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，第一步中，含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中，铜含量30g/L-280g/L，镍含量10g/L-100g/L。
6.如权利要求3所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，第一步中，置换剂A+B的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与置换剂A+B的重量比为1：（0.1-3）；第一步中，加入置换剂A+B后的反应时间为： 1min-60min，反应温度为：20-200℃；置换剂A为硫化物、硫醇中的一种或几种；置换剂B为硫胺、硫化含氧酸和硫代羧酸中的一种或几种。
7.如权利要求6所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，第一步中，置换剂A+B的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与置换剂A+B的重量比为1：（0.15-2）；第一步中，加入置换剂A+B后的反应时间为：5min-45min，反应温度为： 25-150℃。
8.如权利要求3所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，第二步中；脱硝剂的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与脱硝剂的重量比为1：（0.1-2）；第二步中，加入脱硝剂后的反应时间为：0.1h-3h，反应温度为：20-200℃；脱硝剂为硝酸盐、硫化含氧酸或金属氧化物。
9.如权利要求8所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，第二步中，脱硝剂的用量为：含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水与脱硝剂的重量比为1：（0.2-1.2）；第二步中，加入脱硝剂后的反应时间为：0.2h-1.8h，反应温度为：30-180℃。
10.如权利要求1所述的处理含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水的方法，其特征在于，含铜镍的硝酸或硫酸电镀废水中：铜含量120 g/L、硝酸根含量250g/L、镍含量21 g/L，取该种电镀废水1000L，在搅拌的情况下加入150kg或1000kg置换剂，反应30min，反应温度25℃，过滤，得到粗铜镍泥和母液一，在母液一中加入200kg或700kg脱硝剂，反应温度 80 ℃，反应1h，得到硝酸类产品。
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