[發明專利]一種化學鍍鎳磷廢液的處理方法

無效

• 申請號: 200810237687.5
• 申請日: 2008-12-03
• 公開（公告）號: CN101434441A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 馮立明;劉科高;孫華
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/58;C02F103/16
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司
• 代理人: 張建成

技術領域

本專利涉及化學廢液的綜合回收利用領域，尤其涉及一種化學鍍鎳磷廢液的處理方法。

背景技術

化學鍍鎳磷合金以其高耐蝕、高耐磨、高均勻性、高防腐性及具有特殊的磁性能等作用，在機械、電子、化工、航天等領域應用十分廣泛，也是目前代替對環境造成嚴重污染的電鍍硬鉻工藝的主要途徑。但是化學鍍鎳磷合金鍍液具有一定的使用壽命。該報廢鍍液中含鎳離子2～8g/L、亞磷酸鹽約100～200g/L、硫酸鈉>80g/L、氨氮10～20g/L、化學需氧量(COD)>200g/L以及微量的其它金屬雜質等。一方面廢鍍液中含有可利用的資源，如鎳、磷、氮等；另一方面，鎳等也是重要的污染源，直接排放對環境產生污染。因此化學鍍鎳工藝欲應用于工業生產，廢液處理是亟需問題必須解決。

目前報道的化學鍍鎳廢液處理方法總體上可分為化學法和物理法，主要有催化還原法、化學沉淀法、離子交換法、電解法、電滲析法、溶劑萃取法、吸附法以及幾種方法綜合利用等。

化學法具有投資小、管理簡單等優點，容易推廣使用。目前報道的化學法基本上可以概括為兩條途徑：一是氧化—沉淀法，一是催化分解—沉淀法。由于在化學鍍鎳廢液中通常含有較高的絡合劑和緩沖劑，鎳以絡合物的形成存在。為能使廢液中鎳離子以Ni(OH)₂形式沉淀后達到國家排放標準，氧化—沉淀法常用臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、次氯酸鈉和氯氣等氧化劑預先氧化破絡，同時降低COD，還能使次磷酸鹽、亞磷酸鹽轉化為正磷酸鹽。然后向廢液中投入石灰乳或苛性鈉，使廢廢液中絕大部分鎳離子及磷酸鹽沉淀析出。該法理論上具有很好的效果，但實際應用中氧化反應速率很慢，氧化不徹底，而且氧化劑用量很大，費用很高，目前處理一噸廢液的原料成本大約在2000元左右，難以真正推廣使用。后者通過將廢鍍液加熱后，加入一定量的PdCl₂等催化劑，有的還放入鎳粉、鐵粉等作為誘導劑，促使廢液自分解，然后再利用堿性物質使部分磷沉淀析出。該法由于采用了貴金屬鹽作催化劑，利用金屬鎳、鐵等作為誘導劑，原料成本很高，而且要將廢液預先加熱到80℃左右，能耗高，不符合目前節能型社會的要求，實際也難以使用。這兩種化學法，工藝復雜，而且回收處理的只能是鎳離子和部分磷。

發明內容

根據化學鍍廢液的組成和濃度，本專利提出了一種不需要外加催化劑、不需要外部能源、一次回收多種元素，成本低、流程短、效率高的化學鍍鎳磷合金廢液的處理方法。

本發明不外加任何催化劑，不需要外界能源加熱，而是通過自身反應生成的熱量和催化劑，使廢液快速自發分解，回收絕大部分鎳和氮；使磷、有機物、硫酸鹽及余下的氮共沉淀為含氮、磷、有機物的復合肥兩方面內容，通過共沉淀法綜合回收利用化學鍍鎳廢液中鎳、氮、磷、有機物等有效成分。

具體的說，是在廢液中加入次亞磷酸鈉調整廢液的鎳磷比在0.7～1.5，再投加50～110g/LNaOH固體，至廢液pH在12～14。在不加入Pt鹽等任何催化劑、不進行外部加熱時，通過NaOH固體溶解及中和反應過程產生的熱量，當溫度升高至60℃以上，液固界面的局部高溫、高pH值、NaOH及少量Ni(OH)₂固體顆粒提供的晶核誘導下，促使廢液發生自分解，生成Ni-P合金固體細小顆粒。細小的Ni-P合金固體顆粒具有極高的表面能和很強的誘導催化作用，在其自催化作用下，廢液迅速分解，鎳轉化為鎳磷合金沉淀析出，鎳由2～8g/L降為2mg/L，通過以上自加熱、自誘導催化、自身分解以Ni-P合金形式回收鎳磷資源，96％以上氮轉化為氨水，磷、剩余氮及大部分有機酸轉化為鎂鹽、鈣鹽復合肥。自分解反應生成的熱量，進一步加熱廢液，使廢液自加熱至80～90℃，進一步保證了自分解反應的進行。