專利名稱：一種回收溶液中鎳的方法
技術領域：
本發明涉及溶液中鎳元素的提取技術，是通過建立一種乳狀液膜，回收溶液中的鎳，達到廢水處理并回收利用鎳的目的，特別涉及一種回收溶液中鎳的方法，屬于環境化工領域。
背景技術：
鎳產品的生產工藝中產生大量的含鎳廢水，包括電鍍、不銹鋼生產、印刷電路板等電子產品生產、電池生產等行業，這些廢水的含鎳濃度在100-1000mg/L不等。鎳的污染屬于重金屬污染，具有長期性、累積性、潛伏性和不可逆性等特點，危害大、治理成本高。若含鎳廢水直接排放，不但嚴重污染環境，而且造成鎳資源浪費。因此，有必要進行回收處理，一方面可以保護環境；另一方面也可以為企業帶來一定的經濟效益。目前，常用的從含鎳溶液中富集鎳的方法有化學沉淀法、離子交換法、電解法、反滲透、電滲析等，但這些技術均存在著一定的不足之處。化學沉淀法會產生大量廢渣，若處理不當會造成二次污染；離子交換法、電解法、反滲透、電滲析等方法，又存在處理能力小、工藝操作復雜、投資較大等缺點。因此，選用一種節能、環保的方法回收溶液中的鎳元素，將會為鎳資源回收利用以及上述行業的清潔生產提供有益的幫助。乳狀液膜技術具有富集比高、提取傳質速度快、選擇性好、二次污染少等顯著優點。采用乳狀液膜法提取溶液中的鎳，不但達到鎳與廢水分離的目的，而且液膜可以重復利用，另外鎳亦可得以富集回收。該技術實現了資源回用與環境保護的雙重功效；將乳狀液膜法用于鎳的回收，更能符合清潔生產的要求。查閱國內外文獻和專利，關于采用乳狀液膜技術提取鎳元素的研究已有報道，但外相離子濃度較高時，去除效果不夠理想。本文采用分子量較大、鏈更長的Span85做表面活性劑，與價廉易得的TBP、液體石蠟、以及市售煤油，作為膜相，所制乳液具有更高的穩定性，提取效果也更理想；提取鎳后的乳液經破乳后，油相可以重復利用。

發明內容
本發明的目的是提供一種回收溶液中鎳的方法，本發明工藝簡單、提取效率高，有利于該技術的工業化應用。采用的技術方案是
一種回收溶液中鎳的方法，包括下述工藝步驟
(I)制乳在制乳器中，按體積比，投入表面活性劑Span85 (失水山梨醇油酸三酯，相對分子質量為956. 86)4-6%，流動載體TBP (磷酸三丁酯，分子式為C12H2704P)3_5 %，液體石蠟為I %，溶于膜溶劑以質量比為90%的煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min;再按油內比為1:1，以10-20 mL/min的速度向制乳器中滴加1-2 mo I/L的NH3*H20溶液，待滴加完畢后，在轉速為4000-6000 r/min條件下攪拌15_20min，即可得到乳白色的乳液，將乳液靜置一定的時間待用；(2)提取分離移取一定量含鎳濃度為100-500mg/L的溶液，置于攪拌杯中，以200-400r/min的速度進行攪拌；按乳水的體積比為1:3到1:5，將步驟(I)中所制得的白色乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌10-15 min后，將溶液靜置分層30 min，進行提取分離，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液，然后靜置分離出乳液待用；
(3)破乳將步驟(2)中富集鎳的乳液進行加熱-離心聯合破乳，將經過提取分離后的乳液，置于恒溫水浴鍋中，在溫度為90°C條件下，加熱破乳2h ;然后，再將乳液置于離心機中，在轉速為4000 r/min的條件下，離心破乳20min，并將油相與水相分離，將油相重復利用，再制新乳，得到的水相即為鎳的濃縮液；油相重復利用，循環制乳，水相中富集的鎳，得以回收。實驗例I :
在制乳器中，按體積比，Span85為5%，TBP為4%，液體石蠟為I %，溶于90%的煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min ;再按油內比為I: I,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加lmol/L的MVH2O溶液，待滴加完畢后，在轉速為4500 r/min條件下攪拌20min，得到乳白色的乳液；將乳液靜置5h。移取300ml含鎳濃度為500mg/L的硫酸鎳溶液,置于攪拌杯中，以300 r/min的速度進行攪拌；按乳水比(體積比)1:3，將上述所制得的乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌15 min。提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液。外相溶液鎳離子的回收率可達95%。實驗例2
在制乳器中，按體積比Span85為4%，TBP為5%，液體石蠟為I %，溶于90%的煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min ;再按油內比為I: I,以15mL/min的速度向制乳器中滴加lmol/L的MVH2O溶液，待滴加完畢后，在轉速為6000 r/min條件下攪拌20min，得到乳白色的乳液；將乳液靜置5h。移取300ml含鎳濃度為600mg/L的硫酸鎳溶液,置于攪拌杯中，以400 r/min的速度進行攪拌；按乳水比(體積比)1:3，將上述所制得的乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌15 min。提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液。外相溶液鎳離子的回收率可達93%。 實驗例3:
在制乳器中，按體積比Span85為5%，TBP為4%，液體石蠟為I %，溶于90%的煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min ;再按油內比為I: I,以20mL/min的速度向制乳器中滴力口
I.5mol/L的MVH2O溶液，待滴加完畢后，在轉速為5000 r/min條件下攪拌20min，得到乳白色的乳液；將乳液靜置5h。移取300ml含鎳濃度為800mg/L的硫酸鎳溶液，置于攪拌杯中，以300 r/min的速度進行攪拌；按乳水比(體積比)1:3，將上述所制得的乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌15 min。提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液。外相溶液鎳尚子的回收率可達94%。采用加熱-離心聯合破乳法對上述經提取分離后的乳液進行破乳研究。將經過提取分離后的乳液，置于恒溫水浴鍋中，在溫度為90°C條件下，加熱破乳2h;然后，再將乳液置于離心機中，在轉速為4000 r/min的條件下,離心破乳20min。乳液的破乳率可達96%。
實驗例4:
將實例I中提取分離后的乳液，采用加熱-離心聯合破乳法進行破乳。破乳后，將油相回收后重新制乳。即將破乳后，分離出來的油相置于制乳器中，以500 r/min的速度攪拌5min ;再按油內比為I: I,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加lmol/L的NH3*H20溶液，待滴加完畢后，在轉速為6000 r/min條件下攪拌20min,得到乳白色的乳液；將乳液靜置5h。移取300ml含鎳濃度為500mg/L的硫酸鎳溶液,置于攪拌杯中，以400 r/min的速度進行攪拌；按乳水比(體積比)1:3，將上述所制得的乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌15 min。提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液。外相溶液鎳離子的回收率可達92%。本發明的優點在于 1、本發明的乳狀液膜所選用的藥劑均是常見的、價格較便宜的藥劑，成本低，易實現；
2、本發明的乳狀液膜穩定性好，對鎳離子選擇性好；
3、本發明的乳狀液膜在處理量較大時，處理效果更好，因此也更適合于工業化應用；
4、本發明所提供的實驗方法，工藝簡單，提取效率高，經提取分離后的乳液，可以經破乳后重復利用，鎳亦可以回收利用，膜相可以重復利用，二次污染少，符合行業清潔生產的要求。
具體實施例方式一種回收溶液中鎳的方法，包括下述工藝步驟
(1)制乳在制乳器中，按體積比，投入表面活性劑Span85(失水山梨醇油酸三酯，相對分子質量為956. 86) 5%，流動載體TBP (磷酸三丁酯，分子式為C12H27O4P) 4 %，液體石蠟為I%，溶于膜溶劑煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min ;再按油內比為1: 1，以20 mL/min的速度向制乳器中滴加I. 5 mol/L的MVH2O溶液，待滴加完畢后，在轉速為5000 r/min條件下攪拌20min，即可得到乳白色的乳液，將乳液靜置5h待用；
(2)提取分離移取一定量含鎳濃度為300mg/L的溶液，置于攪拌杯中，以400r/min的速度進行攪拌；按乳水的體積比為1:3，將步驟(I)中所制得的白色乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌15 min進行提取分離；提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液，然后靜置分離出乳液待用；
(3)破乳將步驟(2)中富集鎳的乳液進行加熱-離心聯合破乳，將經過提取分離后的乳液，置于恒溫水浴鍋中，在溫度為90°C條件下，加熱破乳2h ;然后，再將乳液置于離心機中，在轉速為4000 r/min的條件下，離心破乳20min，并將油相與水相分離，將油相重復利用，再制新乳，得到的水相即為鎳的濃縮液；油相重復利用，循環制乳，水相中富集的鎳，得以回收。
權利要求
1.一種回收溶液中鎳的方法，其特征在于，包括下述工藝步驟 (1)制乳在制乳器中，按體積比，投入表面活性劑Span854_6%，流動載體TBP 3-5 %，液體石蠟I %，溶于膜溶劑煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min ;再按油內比為1:1，以10-20 mL/min的速度向制乳器中滴加1_2 mol/L的ΝΗ3·Η20溶液，待滴加完畢后，在轉速為4000-6000 r/min條件下攪拌15-20min，即可得到乳白色的乳液，將乳液靜置一定的時間待用； (2)提取分離移取一定量含鎳濃度為100-500mg/L的溶液，置于攪拌杯中，以200-400r/min的速度進行攪拌；按乳水的體積比為1:3到1:5，將步驟(I)中所制得的白色乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌10-15 min進行提取分離；提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液，然后靜置分離出乳液待用； ((3)破乳將步驟(2)中富集鎳的乳液進行加熱-離心聯合破乳，將經過提取分離后的乳液，置于恒溫水浴鍋中，在溫度為90°C條件下，加熱破乳2h ;然后，再將乳液置于離心機中，在轉速為4000 r/min的條件下，離心破乳20min，并將油相與水相分離，將油相重復利用，再制新乳，得到的水相即為鎳的濃縮液；油相重復利用，循環制乳，水相中富集的鎳，得以回收。
2.根據權利要求I所述的一種回收溶液中鎳的方法，其特征在于，包括下述工藝步驟 (1)制乳在制乳器中，按體積比，投入表面活性劑Span855%，流動載體TBP 4 %，液體石蠟I %，溶于膜溶劑煤油中，以500 r/min的速度攪拌5 min ;再按油內比為1: 1，以20 mL/min的速度向制乳器中滴加I. 5 mol/L的ΝΗ3·Η20溶液，待滴加完畢后，在轉速為5000 r/min條件下攪拌20min，即可得到乳白色的乳液，將乳液靜置5h待用； (2)提取分離移取一定量含鎳濃度為300mg/L的溶液，置于攪拌杯中，以400r/min的速度進行攪拌；按乳水的體積比為1:3，將步驟(I)中所制得的白色乳液加入攪拌杯；加完乳液后，繼續攪拌15 min進行提取分離；提取分離結束后，將溶液靜置分層30 min，得到富集鎳的乳液和被去除了鎳的外相溶液，然后靜置分離出乳液待用； (3)破乳將步驟(2)中富集鎳的乳液進行加熱-離心聯合破乳，將經過提取分離后的乳液，置于恒溫水浴鍋中，在溫度為90°C條件下，加熱破乳2h ;然后，再將乳液置于離心機中，在轉速為4000 r/min的條件下，離心破乳20min，并將油相與水相分離，將油相重復利用，再制新乳，得到的水相即為鎳的濃縮液；油相重復利用，循環制乳，水相中富集的鎳，得以回收。
全文摘要
一種回收溶液中鎳的方法，包括下述工藝步驟在制乳器中，投入表面活性劑Span854-6%，流動載體TBP3-5%，液體石蠟1%，溶于膜溶劑煤油中，以500r/min的速度攪拌5min，再按油內比為1:1，以10-20mL/min的速度向制乳器中滴加1-2mol/L的NH3 H2O溶液后，在轉速為4000-6000r/min條件下攪拌15-20min，即可得到乳白色的乳液，將乳液靜置設定時間待用；移取一定量含鎳濃度為100-500mg/L的溶液，置于攪拌杯中，以200-400r/min的速度進行攪拌，按乳水比為1:3到1:5，將上述所得，加入攪拌杯后，攪拌10-15min進行提取分離后，將溶液靜置分層30min后，分離出乳液待用；將上述步驟中的乳液進行加熱-離心聯合破乳，將油相與水相分離，循環制乳，水相中富集的鎳，得以回收。本發明的乳狀液膜穩定性好，對鎳離子選擇性好，方法簡單。
文檔編號C22B23/00GK102703729SQ20121003875
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者盧旭東, 姜承志, 竇亞麗 申請人:沈陽理工大學