[實用新型]鋁材表面處理廢水的鎳離子分離和回收裝置

無效

• 申請號: 201020557252.1
• 申請日: 2010-10-08
• 公開（公告）號: CN201864631U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 王維平;潘宏杰
• 申請（專利權）人: 上海輕工業研究所有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術領域

本實用新型涉及一種廢水中鎳離子的分離回收裝置，其用于處理鋁材表面處理過程中產生的含有鋁離子、鎳離子和絡合劑的廢水。

背景技術

鋁和鋁合金材料具有一系列優良的物理、化學、力學和加工性能，因而廣泛應用于裝飾、建筑、交通、航空航天等領域。但鋁和鋁合金材料同時也存在著如硬度、耐磨性、耐腐蝕性等方面的不足。為了克服這些缺點，必須進行必要的表面處理。

表面處理一般包括脫脂、堿蝕、中和、陽極氧化、著色、封孔等工序。表面處理提高了鋁材表面性能，同時也產生各類廢水，來自于著色和封孔等生產環節的廢水和廢液就是其中之一。這類廢水的特點是含有金屬鎳離子、鋁離子和多種有機或無機的絡合劑。隨著環保要求的不斷提高，鋁加工行業的金屬污染問題日益突出。為了滿足環保標準的要求，大多數企業將這類含鎳廢水與其他廢水分開，單獨處理。

由于廢水中含有大量鋁離子，因此諸如CN1762602所公開的離子交換技術無法將鎳從廢水中單獨吸附出來。因此首先必須將鎳從廢液中分離出來。

一般的處理技術是將該類含鎳廢水調節至堿性，使鎳離子轉化為氫氧化鎳沉淀物。進而，通過沉淀和過濾將廢水分為固液二相，固態氫氧化鎳送有資質的單位處理，液態的水排放。然而，這一常規技術并不能滿足環保要求，重金屬鎳離子的超標現象十分普遍。

有的研究者選用萃取的方式從含鋁鎳液體中分離和回收鎳資源。例如中國臺灣專利TW082107216提到了一種可用于分離硫酸水溶液中鋁、鈷及鎳離子的萃取劑。JP08026124、US19930163481等專利中提到，用萃取劑將鎳和鈷從含有大量鋁離子的水溶液中提取分離回收的方法。但是，萃取法存在工藝復雜、萃取劑昂貴、設備成本高的缺點。

實用新型內容

本申請的實用新型人經過研究發現，造成鎳離子超標的原因在于著色和封孔等溶液中含有能與鎳離子形成穩定絡合物的絡合劑，如檸檬酸、氨水、氟離子等。鎳離子一旦與這些絡合劑絡合之后，十分穩定，阻礙了氫氧化鎳的形成。該溶解性的絡合態鎳引起廢水超標。

有鑒于此，本實用新型提出一種鋁材表面處理廢水的鎳離子分離和回收裝置，該裝置通過破壞鎳離子與絡合劑的絡合，來分離及回收鎳離子。

本實用新型所提出的鋁材表面處理廢水的鎳離子分離和回收裝置，包括廢水池、化學反應器、pH傳感器、pH儀表、第一至第三加藥機構以及離子交換設備。廢水池用以收集鋁材表面處理廢水。化學反應器連接該廢水池，以引入該鋁材表面處理廢水。pH傳感器設于該化學反應器內。pH儀表連接該pH傳感器。第一加藥機構用以向該化學反應器內的廢水加入酸，直至將鋁材表面處理廢水的pH值調節至2～2.5，從而使處于絡合態的金屬鎳和鋁離子游離出來。第二加藥機構用以向該化學反應器內的廢水加入鋁，使廢水中的鋁離子的摩爾濃度和絡合態鎳離子的摩爾濃度之比大于或等于1。第三加藥機構用以向該化學反應器加入堿，直至將廢水的pH值調節至5.5～6.5，使絡合劑與鋁離子形成絡合物，且非絡合態的鋁離子形成沉淀。離子交換設備連接該化學反應器，輸入該化學反應器的廢水，且使用離子交換技術吸附保留在廢水中的鎳離子。

在本實用新型的一實施例中，上述裝置可包括一控制器，連接該pH儀表、以及該第一至第三加藥機構，用以控制加藥流程。

在本實用新型的一實施例中，該化學反應器為間隙反應器，其中將鋁材表面處理廢水的pH值調節至2-2.5之后，反應20-60分鐘。在另一實施例中，間隙反應器在廢水中加入鋁之后，反應20-60分鐘。

在本實用新型的一實施例中，該第一加藥機構和該第二加藥機構為同一加藥機構，以加入含有酸和鋁的鋁材表面處理的酸性陽極氧化廢液。在這一實施例中，該化學反應器為間隙反應器，在加入酸性陽極氧化廢液后，反應20-60分鐘。

在本實用新型的一實施例中，上述裝置還包括一污泥泵及一壓濾機，該污泥泵通過管路連接該化學反應器底部及該壓濾機，以將該沉淀輸送到該壓濾機，該壓濾機將該沉淀脫水后，廢水返回該廢水池。

本實用新型由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有如下顯著優點：

1、同時實現了鋁鎳廢水的達標排放和鎳資源的有效回收。

2、采用酸化破絡技術對廢水進行預處理，結合離子交換技術，徹底解決鋁鎳廢水無法達標的難題。

附圖說明

為讓本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作詳細說明，其中：

圖1是本實用新型一實施例的鋁材表面處理廢水的鎳離子分離回收的原理性流程圖。