一種利用化學(xué)鍍鎳廢液制備電池級磷酸鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保的廢水處理和資源再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用化學(xué)鍍鎳廢液制備電池級磷酸鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)鍍鎳是目前應(yīng)用比較廣泛的表面處理工藝，化學(xué)鍍鎳溶液使用一段時間后會報廢，成為化學(xué)鍍鎳廢液。廢液中含有鎳離子、次磷酸根離子以及大量的亞磷酸根離子，還含有大量的有機(jī)物，直接排放會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時還會造成資源浪費，傳統(tǒng)的處理方法難以滿足生產(chǎn)和環(huán)保的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種利用化學(xué)鍍鎳廢液制備電池級磷酸鐵的方法，將鍍鎳廢液中的次磷酸根、亞磷酸根離子轉(zhuǎn)化為正磷酸根離子并進(jìn)一步加入鐵離子轉(zhuǎn)化為磷酸鐵沉淀回收利用，以解決上述【背景技術(shù)】中的問題。
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種利用化學(xué)鍍鎳廢液制備電池級磷酸鐵的方法，包括以下步驟:
[0005]步驟1、將化學(xué)鍍鎳廢液集中排放到調(diào)節(jié)池并進(jìn)行初步的過濾，除去廢水中的小顆粒雜質(zhì)；
[0006]步驟2、利用離子交換、電泳和置換的方法將鎳離子回收；
[0007]步驟3、將化學(xué)鍍鎳廢液中的次磷酸根和亞磷酸根離子氧化為正磷酸根離子，在紫外光輻照下，向鍍鎳廢液連續(xù)加入濃度為300mM?600mM的H2O2,反應(yīng)60?180min ；
[0008]步驟4、加入硫酸鐵使磷酸根離子沉淀，獲得粗磷酸鐵沉淀，將磷酸鐵沉淀與廢液通過物理分離方法分離，獲得初級磷酸鐵沉淀物；
[0009]步驟5、通過去離子水沖洗之后，將磷酸鐵沉淀與清液通過物理分離方法分離，反復(fù)沖洗分離十次至二十次，獲得初級磷酸鐵產(chǎn)品；
[0010]步驟6、投加磷酸調(diào)整pH值，將初級磷酸鐵產(chǎn)品溶解；
[0011]步驟7、將磷酸-磷酸鐵混合液加熱至65?75°C，投加氫氧化鈉回調(diào)pH值，在2h內(nèi)繼續(xù)緩慢投加氫氧化鈉，投加過程中納米級磷酸鐵陸續(xù)沉淀；
[0012]步驟8、將磷酸鐵沉淀與廢液通過物理分離方法分離，獲得初級磷酸鐵沉淀物；
[0013]步驟9、通過去離子水沖洗之后，將磷酸鐵沉淀與清液通過物理分離方法分離，反復(fù)沖洗分離十次至二十次，然后干燥處理獲得納米級磷酸鐵產(chǎn)品。
[0014]優(yōu)選地，步驟I中所述的鍍鎳廢液為使用過的化學(xué)鍍鎳槽液，其含有有機(jī)物、次磷酸根離子、亞磷酸根離子、鎳離子中的一種或多種。
[0015]優(yōu)選地，步驟I中所述的過濾方法包括管式微濾、超濾的組合。
[0016]優(yōu)選地，步驟3中所述的鍍鎳廢液pH值為3-4之間，所述的紫外光強(qiáng)I?1mW/cm2，紫外光波段185?254nm，H2O2加入方式為連續(xù)投加，溫度控制在50?70°C。
[0017]優(yōu)選地，步驟4所加入硫酸鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%以上，加料速度為20?40min，反應(yīng)溫度為40攝氏度，所得磷酸鐵粒徑應(yīng)小于3.0 μm。
[0018]優(yōu)選地，步驟5中所述的物理分離方法包括使用板框壓濾、離心分離、螺旋式壓濾的一種或多種。
[0019]優(yōu)選地，步驟6中所用磷酸濃度為0.5mol/L，反應(yīng)pH控制在1.0以下，直至將磷酸鐵全部溶解。
[0020]優(yōu)選地，步驟7中所述的氫氧化鈉回調(diào)pH至1.8?2.4。
[0021]優(yōu)選地，步驟9干燥回收磷酸鐵的方法包括噴霧干燥、冷凍干燥、烘箱干燥、自然干燥、微波干燥的一種或多種。
[0022]本方法所制備的磷酸鐵平均粒徑小于50nm。
[0023]與已公開技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下優(yōu)點:本發(fā)明利用特殊的氧化、沉淀、轉(zhuǎn)化和分離技術(shù)有效地將鍍鎳廢液中的有機(jī)物降解和回收鎳離子的同時，還將鍍鎳廢液中的次磷酸根、亞磷酸根離子轉(zhuǎn)化為正磷酸根離子并進(jìn)一步加入鐵離子轉(zhuǎn)化為磷酸鐵沉淀回收利用，本發(fā)明還獨創(chuàng)性地利用了特殊的工藝將制備的磷酸鐵粒徑控制在50nm以內(nèi)，屬于電池級的磷酸鐵，因此本發(fā)明具有很好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]實施例1
[0026]取5升高濃度的化學(xué)鍍鎳廢液(C0D為5萬mg/L，Ni為10g/L)，通過超濾膜組件過濾去除小顆粒懸浮物雜質(zhì)，然后一次性地通過串聯(lián)的2升的離子交換樹脂柱回收廢液中的鎳離子，99.9%的鎳被回收成硫酸鎳，除鎳廢液加入至帶有10mW/cm2，185?254nm的紫外光源的光反應(yīng)器中，加入硫酸調(diào)節(jié)PH值至3.5左右，連續(xù)投加600mM的H2O2,溫度控制在60°C，反應(yīng)180min，按一定操作加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)90 %以上的硫酸鐵獲得粗磷酸鐵沉淀，將磷酸鐵沉淀與廢液通過板框壓濾方法分離，獲得初級磷酸鐵沉淀物，通過去離子水沖洗之后，將磷酸鐵沉淀與清液通過板框壓濾分離，反復(fù)沖洗分離二十次，獲得初級磷酸鐵產(chǎn)品，然后再通過投加0.5mol/L的磷酸達(dá)到1.0的pH條件，將反應(yīng)加熱至70°C，初級磷酸鐵產(chǎn)品被溶解，之后再投加一定量的氫氧化鈉回調(diào)至2.4的pH條件，在2h內(nèi)繼續(xù)緩慢投加氫氧化鈉，投加過程中納米級磷酸鐵陸續(xù)沉淀，將磷酸鐵沉淀與廢液通過板框壓濾分離，獲得初級磷酸鐵沉淀物，通過去離子水沖洗之后，將磷酸鐵沉淀與清液通過板框壓濾方法分離，反復(fù)沖洗分離二十次，然后干燥處理獲得納米級磷酸鐵產(chǎn)品。
[0027]實施例2
[0028]取5升低濃度的化學(xué)鍍鎳廢液(C0D為2萬mg/L，Ni為4g/L)，通過管式微濾膜組件過濾去除小顆粒懸浮物雜質(zhì)，然后一次性地通過串聯(lián)的2升的鐵碳柱回收廢液中的鎳離子，99.9%的鎳被回收成硫酸鎳，除鎳廢液加入至帶有5mW/cm2，185?254nm的紫外光源的光反應(yīng)器中，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至3.0左右，連續(xù)投加400mM的H2O2,溫度控制在65°C，反應(yīng)180min，按一定操作加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)90 %以上的硫酸鐵獲得粗磷酸鐵沉淀，將磷酸鐵沉淀與廢液通過離心方法分離，獲得初級磷酸鐵沉淀物，通過去離子水沖洗之后，將磷酸鐵沉淀與清液通過離心分離，反復(fù)沖洗分離二十次，獲得初級磷酸鐵產(chǎn)品，然后再通過投加0.5mol/L的磷酸達(dá)到1.0的pH條件，將反應(yīng)加熱至65°C，初級磷酸鐵產(chǎn)品被溶解，之后再投加一定量的氫氧化鈉回調(diào)至2.0的pH條件，在2h內(nèi)繼續(xù)緩慢投加氫氧化鈉，投加過程中納米級磷酸鐵陸續(xù)沉淀，將磷酸鐵沉淀與廢液通過離心分離，獲得初級磷酸鐵沉淀物，通過去離子水沖洗之后，將磷酸鐵沉淀與清液通過板框壓濾方法分離，反復(fù)沖洗分離十五次，然后干燥處理獲得納米級磷酸鐵