CN212127781U - 一种废旧电池废水的镍回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种废旧电池废水的镍回收装置，包括通过管道依次连接的废水中转槽、除油罐、树脂罐和合格废水槽，所述废水中转槽中装有待处理的废水，树脂罐还与合格废水槽通过管道形成回路，还设有解析液循环槽和金属储液槽，所述解析液循环槽与树脂罐通过管道形成回路，金属储液罐通过管道与树脂罐连接。本实用新型用离子交换法回收废旧电池回收废水中镍的工艺，先将待处理废水进行除油处理，再用树脂吸附镍离子，吸附饱和的树脂采用酸性解析液解析后再次利用，可使废水中镍达标排放，且能将镍富集回收，工艺简单、无二次污染。

Description

一种废旧电池废水的镍回收装置

技术领域

本实用新型涉及工业废水技术领域，特别涉及一种废旧电池废水的镍回收装置。

背景技术

利用湿法冶金的方法回收废旧电池中的有用金属，该过程中产生了高盐分的含镍废水，未经处理排放会对环境造成严重的污染。目前，工业废水中重金属的回收方法主要有沉淀法、电解法、膜分离法、生物法、吸附法和离子交换法。

沉淀法是通过在废水中添加氢氧化物、碳酸盐、硫化物等沉淀剂使重金属离子以沉淀的形式析出，达到回收目的，但该法成本高，要使沉淀出水中重金属合格并达到高回收率需要投加大量的氢氧化物，后续需要大量的酸回调，且产生的污泥容易造成二次污染等缺点。

电解法耗能高，使得处理成本升高。膜分离法包括反渗透、电渗析、液膜、微滤、纳滤和超滤等，由于工业废水的成分复杂，容易损坏膜，且膜价格较贵，不适用于水量较大的工业废水的处理。生物法受进水水质限制，如盐分、重金属离子浓度等。吸附法是通过在废水中添加吸附剂除去重金属离子，但目前市面上的吸附剂大多价格较贵，吸附剂再生成本较高且循环使用效果不太理想，吸附的重金属离子大多洗脱不完全，容易产生二次污染。

离子交换法近年来应用越来越广泛，主要是利用重金属离子与离子交换树脂上的特定基团进行交换，使废水中重金属离子浓度降低。离子交换树脂达到饱和吸附量时可通过洗脱再生方式循环利用，使交换的重金属离子浓缩再利用。

现有的废旧电池废水的镍回收装置主要是基于传统的化学沉淀法来实现回收的，缺少基于离子交换法实现的镍回收装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于离子交换法的废旧电池废水的镍回收装置，该装置处理废旧电池废水,使废水中镍达标排放，且能回收、富集镍再利用。

本实用新型的技术方案为：一种废旧电池废水的镍回收装置，包括通过管道依次连接的废水中转槽、除油罐、树脂罐和合格废水槽，所述废水中转槽中装有待处理的废水，树脂罐还与合格废水槽通过管道形成回路，还设有解析液循环槽和金属储液槽，所述解析液循环槽与树脂罐通过管道形成回路，金属储液罐通过管道与树脂罐连接。

还设有解析液配制槽，解析液配制槽通过管道与解析液循环槽连接，解析液配制槽与解析液循环槽之间的管道上设有阀门和水泵。其中，解析液配制槽用于预先将纯酸和水配制成解析液供向解析液循环槽，阀门控制管路的启闭，水泵提供传输动力。

合格废水槽通过管道与水处理车间连接，合格废水槽与水处理车间之间的管道上设有阀门。

所述除油罐中装填20-80目的椰壳活性炭颗粒。其中，待处理废水中含有少量萃取油和溶剂油，采用椰壳活性炭去除。

所述废水中转槽、除油罐、树脂罐、合格废水槽、解析液循环槽和金属储液槽之间的任一管道上均设有阀门；废水中转槽与除油罐之间的管道上设有水泵，树脂罐与合格废水槽的管道回路上设有水泵，解析液循环槽与树脂罐的管道回路上设有水泵。其中，管道上的阀门控制各段管道的启闭，从而控制液体的流动，水泵增加传输动力，提高流速。

所述树脂罐至少设有2个，各个树脂罐之间的连接方式为串并联结合。其中，以任一树脂罐作为主要吸附段，其余树脂罐作为吸附保护段。

所述解析液配制槽中装有浓酸和纯水配制的解析液。其中，浓酸采用浓硫酸或浓盐酸，解析液为酸量质量百分比为12％～20％的硫酸溶液或含酸量质量百分比为5％～10％的盐酸溶液。

所述树脂罐中装有螯合型除镍离子交换树脂。其中，除镍离子交换树脂能够吸附待处理废水中的镍离子，树脂吸附饱和后再通过酸性解析液析出，富集镍离子，实现离子交换。

所述树脂罐设有2个，2个树脂罐并联且其中一个树脂罐的出口管道连接另一个树脂罐的进口管道。两个树脂罐采用串并联结合的方式，保证经过树脂吸附后的废水镍离子达标，即Ni≤1mg/L。

所述树脂罐与合格废水槽之间的管道上装有pH计，废水中转槽与除油罐之间的管道上装有流量计。

上述废旧电池废水的镍回收装置的工作过程为：

废水中转槽中装有废旧电池回收废水，废水的pH＝4.5∽6.5，含高浓度硫酸钠盐、含少量油(萃取剂和溶剂油)以及低镍，通过管道进入除油罐除油以及拦截悬浮物；经过除油的废水通过管道以3-10BV/h的流速进入树脂罐，树脂吸附废水中的镍金属离子，使废水中的镍含量达标；经过除镍的废水通过管道进入合格废水槽，进而泵入水处理车间进行第二类污染物处理；

树脂吸附镍金属离子，在解析液配制槽中用浓酸和纯水配置成解析液，泵入解析液循环槽，再泵入树脂罐对吸附饱和或吸附出水镍大于1mg/L的树脂进行循环解析，排出的解析液通过管道进入金属液储槽，用于制备镍金属产品；解析液配制槽中再次配置解析液泵入树脂罐进行二次循环解析，二次循环解析排出的解析液通过管道储存在解析液循环槽中，将继续用于解析；

合格废水槽中的除镍合格废水泵入树脂罐，洗至树脂滤出水pH大于3后进入下一工作周期。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型用离子交换法回收废旧电池回收废水中镍的工艺，先将待处理废水进行除油处理，再用树脂吸附镍离子，吸附饱和的树脂采用酸性解析液解析后再次利用，可使废水中镍达标排放，且能将镍富集回收，工艺简单、无二次污染。

本实用新型中所用的树脂为对镍具有高选择性的螯合型除镍离子交换树脂，该树脂达到吸附饱和后经酸液解析后无需再用碱液转型，经吸附尾水洗至树脂滤出水pH>3即可再次使用，工艺简单，运行成本低且不产生二次污染。酸性解析液富集了重金属镍，杂质含量可达到制备镍产品(如硫酸镍)的要求，无需除杂。吸附出水中镍含量达到排放标准，经中转槽转入水处理车间进行二类污染物处理。

附图说明

图1为本废旧电池废水的镍回收装置的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

其中，图中所示，1为废水中转槽、2为除油罐、3为第一树脂罐、4为第二树脂罐、5为合格废水槽、6为解析液配制槽、7为解析液循环槽、8为水处理车间、9为金属储液罐、10为纯酸、11为纯水。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种废旧电池废水的镍回收装置，如图1所示，包括通过管道依次连接的废水中转槽1、除油罐2、树脂罐和合格废水槽5，所述废水中转槽中装有待处理的废水，树脂罐还与合格废水槽通过管道形成回路，还设有解析液循环槽7和金属储液槽9，所述解析液循环槽与树脂罐通过管道形成回路，金属储液罐通过管道与树脂罐连接。还设有解析液配制槽6，解析液配制槽用于预先将纯酸和水配制成解析液供向解析液循环槽，解析液配制槽通过管道与解析液循环槽连接，解析液配制槽与解析液循环槽之间的管道上设有阀门和水泵，阀门控制管路的启闭，水泵提供传输动力。合格废水槽通过管道与水处理车间8连接，合格废水槽与水处理车间之间的管道上设有阀门。

废水中转槽、除油罐、树脂罐、合格废水槽、解析液循环槽和金属储液槽之间的任一管道上均设有阀门；废水中转槽与除油罐之间的管道上设有水泵，树脂罐与合格废水槽的管道回路上设有水泵，解析液循环槽与树脂罐的管道回路上设有水泵。其中，管道上的阀门控制各段管道的启闭，从而控制液体的流动，水泵增加传输动力，提高流速。树脂罐与合格废水槽之间的管道上装有pH计，废水中转槽与除油罐之间的管道上装有流量计。

除油罐中装填20-80目的椰壳活性炭颗粒。其中，待处理废水中含有少量萃取油和溶剂油，采用椰壳活性炭去除。

解析液配制槽中装有浓酸10和纯水11配制的解析液。其中，浓酸采用浓硫酸或浓盐酸，解析液为酸量质量百分比为12％～20％的硫酸溶液或含酸量质量百分比为5％～10％的盐酸溶液。

树脂罐中装有螯合型除镍离子交换树脂，具体采用西安蓝晓科技生产的Lx-92离子交换树脂。其中，除镍离子交换树脂能够吸附待处理废水中的镍离子，树脂吸附饱和后再通过酸性解析液析出，富集镍离子，实现离子交换。树脂罐设有2个，分别为第一树脂罐3和第二树脂罐4，第一树脂罐和第二树脂罐并联，第一树脂罐的出口管道连接第二树脂罐的进口管道和/或第二树脂罐的出口管道连接第一树脂罐的进口管道，实现串并联结合，以第一树脂罐作为主要吸附段，第二树脂罐作为吸附保护段，两个树脂罐采用串并联结合的方式，保证经过树脂吸附后的废水镍离子达标，即Ni≤1mg/L。

本实施例再提供一种废旧电池废水的镍回收装置的具体工作过程：

废水中转槽中装有废旧电池回收废水，废水的pH＝4.5-6.5，硫酸钠浓度为80-120g/L、含油量＜20mg/L、含镍量为15-80mg/L，待处理废水通过管道进入除油罐除油以及拦截悬浮物；

经过除油的废水通过管道以3-10BV/h的流速进入树脂罐，树脂吸附废水中的镍金属离子，树脂滤出水中镍＜1mg/L，废水中的镍含量达标；

经过除镍的废水通过管道进入合格废水槽，进而泵入水处理车间进行第二类污染物处理；

在解析液配制槽中用浓硫酸和纯水配置成10％的硫酸溶液作为解析液，泵入解析液循环槽，再泵入树脂罐对吸附饱和或吸附出水镍大于1mg/L的树脂进行循环解析，排出的解析液通过管道进入金属液储槽，用于制备镍金属产品；

在解析液配制槽中再次配置新的解析液泵入树脂罐进行二次循环解析，二次循环解析排出的解析液通过管道回路储存在解析液循环槽中，将用于下一次解析；

合格废水槽中的除镍合格废水泵入树脂罐，洗至树脂滤出水pH大于3后进入下一工作周期。

实施例2

本实施例一种废旧电池废水的镍回收装置，如图2所示，与实施例1的不同之处在于，还有解析液配制槽通过管道与除油罐连接，除油罐通过管道与合格废水槽连接，解析液配制槽中的酸性解析液对除油罐中的活性炭进行预处理，预处理完的解析液不经过树脂罐，直接排到合格废水槽；其余未提及部分均与实施例1相同。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的废水中转槽、除油罐、树脂罐和合格废水槽，所述废水中转槽中装有待处理的废水，树脂罐还与合格废水槽通过管道形成回路，还设有解析液循环槽和金属储液槽，所述解析液循环槽与树脂罐通过管道形成回路，金属储液罐通过管道与树脂罐连接。

2.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，还设有解析液配制槽，解析液配制槽通过管道与解析液循环槽连接，解析液配制槽与解析液循环槽之间的管道上设有阀门和水泵。

3.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，合格废水槽通过管道与水处理车间连接，合格废水槽与水处理车间之间的管道上设有阀门。

4.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述除油罐中装填20-80目的椰壳活性炭颗粒。

5.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述废水中转槽、除油罐、树脂罐、合格废水槽、解析液循环槽和金属储液槽之间的任一管道上均设有阀门；废水中转槽与除油罐之间的管道上设有水泵，树脂罐与合格废水槽的管道回路上设有水泵，解析液循环槽与树脂罐的管道回路上设有水泵。

6.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述树脂罐至少设有2个，各个树脂罐之间的连接方式为串并联结合。

7.根据权利要求2所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述解析液配制槽中装有浓酸和纯水配制的解析液。

8.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述树脂罐中装有螯合型除镍离子交换树脂。

9.根据权利要求6所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述树脂罐设有2个，2个树脂罐并联且其中一个树脂罐的出口管道连接另一个树脂罐的进口管道。

10.根据权利要求1所述一种废旧电池废水的镍回收装置，其特征在于，所述树脂罐与合格废水槽之间的管道上装有pH计，废水中转槽与除油罐之间的管道上装有流量计。

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