螯合树脂处理镍废液工艺设计方案

1螯合树脂处理镍废液工艺设计方案一、概述化学镀镍产生的废液中，含有3—6g/L的镍和大量有机络合剂如柠檬酸，同时是一个强缓冲体系，由于镍是一种珍贵的重金属，对其中镍的回收利用既能避免直接排放造成环境严重污染和资源浪费，又能取得较大的经济效益。为此，对其回收方法进行了探索，发现用氢氧化钠沉淀无法将镍沉淀下来；用硫化钠沉淀法必须先用大量氢氧化钠调PH至7后才能沉淀，要消耗大量碱，成本高，且所得硫化镍污泥回收镍工艺复杂；用P507萃取方法，废液中的盐会将萃取剂封闭无法萃取出镍；通过实验室试验发现，采用D403螯合树脂分离纯化镍能比较彻底的将镍与化学镍废液中的络合剂和缓冲剂等杂质分开，得到较纯净的氯化镍或硫酸镍溶液，且其镍的浓度可提高至17—30g/L之间，根据试验结果确定了该工艺方案。二、原理D403螯合树脂是苯乙烯—二乙烯苯的共聚体的苯环上带有亚胺二乙酸基团【－N－（CH2COOH）2】的螯合型离子交换树脂，该螯合链可结合金属离子，且具有较高选择性，其定性顺序如下：HgCuPbNiCdZnCoMnCaMgBaSrNa由此可见该螯合树脂对镍的吸附能力较强，其分离过程主要有通液、洗脱再生、转型等过程，从而使树脂长期循环使用.R—Na+Ni2+R-Ni+2Na+R—Ni+2H+R-H+Ni2+2R—H+2NaOHR-Na+H2O三、设计规模及水质1、根据公司目前的收集量，确定处理规模为10m3/天，250m3/月。装0.8m3树脂的三根柱交替运行处理。2、化学镍废液处理前后的检测结果（水试验结果）见表一表一废液处理前后的检测结果(mg/L)名称PHCODNH3-NCuNiFeCaMg原液1#4.6890369.6012.76×10³0.415.70×10³31.0525.05/原液2#4.7390418.12//5.75×10³26.0514.18/再生镍液1.039.73//21.25×10³108.65178.90/再生镍液1.0312.10/1.2131.88×10³10.063.8/四、工艺流程及工艺控制1、工艺流程方框图废镍水过滤R—Na树脂过镍液水洗酸洗水洗碱洗水洗进入下一个处理周期2、所需原料①化学镀镍废液②盐酸（31%工业级）③片碱（99%工业级）④自来水3、工艺控制3①过镍液：废镍液从镍液贮池泵至滤芯式过滤器过滤，进入废镍水储槽，然后从1#离子交换柱顶部进入，从柱底流出，进入2#离子交换柱顶部进入，从柱底流出。控制流量0.5—0.8m3/h，无色排出液流入废水收集池，有色液体回流至废镍液贮池，当排出液颜色与原镍液差不多时停止过镍液，1#离子交换柱进入以下步骤，2#离子交换柱与3#离子交换柱串联，继续进行吸附处理。②水洗：用清水泵将自来水泵入离子交换柱顶部，并从柱底排出，流量为5m3/h。当洗出液pH为6.5—7.0时停止洗涤，用水量约为树脂体积的4—6倍，最初有色洗出水流入废镍液贮池，无色洗出液流入废水收集池。③酸冼：从酸贮槽将10%盐酸泵入交换柱，从柱顶进入柱底排出，流量5m3/h。最初无色出水排入废水收集池，有色镍再生液排入镍再生液贮池，当洗出液近无色时，用酸液浸泡树脂1h。然后在0.2Mpa的压缩空气下将酸液排尽,流入酸液回收槽.④水洗：经过滤的自来水从柱顶进入柱底流出，最初流出液进入（1.5m3）进入再生液回收池，然后将洗出水排入废水收集池，流量5m3/h,洗水量为树脂体积的4—6倍（最后出水pH3）⑤碱洗：先用自来水及0.2Mpa的压缩空气以5m3/h的流量返冲洗展开树脂至有水排出后2分钟停止返冲洗，将5%氢氧化钠溶液以0.5—0.8m3/h的流量从柱底进入，柱顶排出至出水为碱性（PH11）后停止进碱。⑥返洗：用自来水以5m3/h(流速10m/h)流量从柱底进入，柱顶排出，同时4通入0.2Mpa的压缩空气,将树脂展开至有水排出后3分钟。⑦水洗：自来水按1—1.5m3/h流量清洗树脂，至出水PH11。洗出水排入碱液回收槽.五．主要设备及费用预算（见表二）表二设备清单序号名称型号规格材质数量单价（元）总价（元）备注1废镍液贮池V=15m3钢筋混凝土结构，池内防腐1座0已有、地下式2废水贮池V=20m3钢筋混凝土结构，池内防腐1座0已有、地下式3镍再生液贮池V=15m3钢筋混凝土结构，池内防腐1座0已有、地下式4自来水贮池V=15m3钢筋混凝土结构，池内防腐1座0已有、地下式5盐酸配药槽V=4m3PE塑料桶2个5000100006片碱配药槽V=4m3PE塑料桶2个5000100007废镍水储槽V=4m3PE塑料桶1个500050008镍液泵32FSZ-Z-5-20(5m3/h,H=20)宜兴宇斯泵业2台200040009清水泵32FSZ-Z-5-20(5m3/h,H=20)宜兴宇斯泵业1台2000200010酸泵32FSZ-Z-5-20(5m3/h,H=20)宜兴宇斯泵业1台2000200011碱泵32FSZ-Z-5-20(5m3/h,H=20)宜兴宇斯泵业1台2000200012空压机0.2m3/min,0.7MPa复盛有限公司3000300013过滤器P.P.2台3000300014树脂塔Ø800×2800FRP3台70002100015安装费用安装费用及材料费用5000050000含设备、管道、电气安装16D403树脂2吨5000010000017未预见费用8000合计2200005五、工艺指标及经济效益分析（见表三）表三成本及收入分析树脂体积原镍水镍回收量自来水用量HCL（10%）用量NaOH（5%）用量人工、电费、树脂损耗费用处理量镍实际量回收量回收率100ml500ml2.32g2.2g95%1000ml200ml150ml(50+40*0.8)/5+9.61M35M323.2㎏22㎏95%10M32M31.5M3/1M34.64㎏4.4㎏95%2M30.4M30.3M326元每吨原镍水处理费用单价//80元/㎏/2元/M3800元/T2300元/T费用//+352元/-4元-107元-35元合计+325元-172元吨水毛利325-172=153元月毛利153×250=38250元年毛利459000元备注：树脂按3年每年损耗10%的使用寿命计算，同时每年添加10%的树脂，即：3年按1000天计算，每天处理水10m3，耗用树脂1+2*10%=1.2计算如下：每方废水消耗树脂费用(元/M3)=2*1.2*0.8*50000/10000=9.6元注：表三的内容未计算处理后废水的后处理费用。.六、其他1、定员——分两班，每班1人，共2人；2、水电——水30吨/天，装机容量10KW；3、占地面积——120㎡；4、设备布置——废镍液池、再生镍液池、自来水储池、废水池用已有的约15M3的做了防腐的地下式水泥池，其他设备全布置在水池上方。暂时不作遮雨棚，运行一段时间后如果需要再进行遮雨棚的施工。七、附：工艺流程图及安装平面图。