一种利用化学镀镍废液制备电池级磷酸铁的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保的废水处理和资源再利用技术领域，具体为一种利用化学镀镍废液制备电池级磷酸铁的方法。
【背景技术】
[0002]化学镀镍是目前应用比较广泛的表面处理工艺，化学镀镍溶液使用一段时间后会报废，成为化学镀镍废液。废液中含有镍离子、次磷酸根离子以及大量的亚磷酸根离子，还含有大量的有机物，直接排放会造成严重的环境污染，同时还会造成资源浪费，传统的处理方法难以满足生产和环保的要求。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种利用化学镀镍废液制备电池级磷酸铁的方法，将镀镍废液中的次磷酸根、亚磷酸根离子转化为正磷酸根离子并进一步加入铁离子转化为磷酸铁沉淀回收利用，以解决上述【背景技术】中的问题。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种利用化学镀镍废液制备电池级磷酸铁的方法，包括以下步骤:
[0005]步骤1、将化学镀镍废液集中排放到调节池并进行初步的过滤，除去废水中的小颗粒杂质；
[0006]步骤2、利用离子交换、电泳和置换的方法将镍离子回收；
[0007]步骤3、将化学镀镍废液中的次磷酸根和亚磷酸根离子氧化为正磷酸根离子，在紫外光辐照下，向镀镍废液连续加入浓度为300mM?600mM的H2O2,反应60?180min ；
[0008]步骤4、加入硫酸铁使磷酸根离子沉淀，获得粗磷酸铁沉淀，将磷酸铁沉淀与废液通过物理分离方法分离，获得初级磷酸铁沉淀物；
[0009]步骤5、通过去离子水冲洗之后，将磷酸铁沉淀与清液通过物理分离方法分离，反复冲洗分离十次至二十次，获得初级磷酸铁产品；
[0010]步骤6、投加磷酸调整pH值，将初级磷酸铁产品溶解；
[0011]步骤7、将磷酸-磷酸铁混合液加热至65?75°C，投加氢氧化钠回调pH值，在2h内继续缓慢投加氢氧化钠，投加过程中纳米级磷酸铁陆续沉淀；
[0012]步骤8、将磷酸铁沉淀与废液通过物理分离方法分离，获得初级磷酸铁沉淀物；
[0013]步骤9、通过去离子水冲洗之后，将磷酸铁沉淀与清液通过物理分离方法分离，反复冲洗分离十次至二十次，然后干燥处理获得纳米级磷酸铁产品。
[0014]优选地，步骤I中所述的镀镍废液为使用过的化学镀镍槽液，其含有有机物、次磷酸根离子、亚磷酸根离子、镍离子中的一种或多种。
[0015]优选地，步骤I中所述的过滤方法包括管式微滤、超滤的组合。
[0016]优选地，步骤3中所述的镀镍废液pH值为3-4之间，所述的紫外光强I?1mW/cm2，紫外光波段185?254nm，H2O2加入方式为连续投加，温度控制在50?70°C。
[0017]优选地，步骤4所加入硫酸铁的质量分数为90%以上，加料速度为20?40min，反应温度为40摄氏度，所得磷酸铁粒径应小于3.0 μm。
[0018]优选地，步骤5中所述的物理分离方法包括使用板框压滤、离心分离、螺旋式压滤的一种或多种。
[0019]优选地，步骤6中所用磷酸浓度为0.5mol/L，反应pH控制在1.0以下，直至将磷酸铁全部溶解。
[0020]优选地，步骤7中所述的氢氧化钠回调pH至1.8?2.4。
[0021]优选地，步骤9干燥回收磷酸铁的方法包括喷雾干燥、冷冻干燥、烘箱干燥、自然干燥、微波干燥的一种或多种。
[0022]本方法所制备的磷酸铁平均粒径小于50nm。
[0023]与已公开技术相比，本发明存在以下优点:本发明利用特殊的氧化、沉淀、转化和分离技术有效地将镀镍废液中的有机物降解和回收镍离子的同时，还将镀镍废液中的次磷酸根、亚磷酸根离子转化为正磷酸根离子并进一步加入铁离子转化为磷酸铁沉淀回收利用，本发明还独创性地利用了特殊的工艺将制备的磷酸铁粒径控制在50nm以内，属于电池级的磷酸铁，因此本发明具有很好的环保效益和经济效益。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]取5升高浓度的化学镀镍废液(C0D为5万mg/L，Ni为10g/L)，通过超滤膜组件过滤去除小颗粒悬浮物杂质，然后一次性地通过串联的2升的离子交换树脂柱回收废液中的镍离子，99.9%的镍被回收成硫酸镍，除镍废液加入至带有10mW/cm2，185?254nm的紫外光源的光反应器中，加入硫酸调节PH值至3.5左右，连续投加600mM的H2O2,温度控制在60°C，反应180min，按一定操作加入质量分数90 %以上的硫酸铁获得粗磷酸铁沉淀，将磷酸铁沉淀与废液通过板框压滤方法分离，获得初级磷酸铁沉淀物，通过去离子水冲洗之后，将磷酸铁沉淀与清液通过板框压滤分离，反复冲洗分离二十次，获得初级磷酸铁产品，然后再通过投加0.5mol/L的磷酸达到1.0的pH条件，将反应加热至70°C，初级磷酸铁产品被溶解，之后再投加一定量的氢氧化钠回调至2.4的pH条件，在2h内继续缓慢投加氢氧化钠，投加过程中纳米级磷酸铁陆续沉淀，将磷酸铁沉淀与废液通过板框压滤分离，获得初级磷酸铁沉淀物，通过去离子水冲洗之后，将磷酸铁沉淀与清液通过板框压滤方法分离，反复冲洗分离二十次，然后干燥处理获得纳米级磷酸铁产品。
[0027]实施例2
[0028]取5升低浓度的化学镀镍废液(C0D为2万mg/L，Ni为4g/L)，通过管式微滤膜组件过滤去除小颗粒悬浮物杂质，然后一次性地通过串联的2升的铁碳柱回收废液中的镍离子，99.9%的镍被回收成硫酸镍，除镍废液加入至带有5mW/cm2，185?254nm的紫外光源的光反应器中，加入硫酸调节pH值至3.0左右，连续投加400mM的H2O2,温度控制在65°C，反应180min，按一定操作加入质量分数90 %以上的硫酸铁获得粗磷酸铁沉淀，将磷酸铁沉淀与废液通过离心方法分离，获得初级磷酸铁沉淀物，通过去离子水冲洗之后，将磷酸铁沉淀与清液通过离心分离，反复冲洗分离二十次，获得初级磷酸铁产品，然后再通过投加0.5mol/L的磷酸达到1.0的pH条件，将反应加热至65°C，初级磷酸铁产品被溶解，之后再投加一定量的氢氧化钠回调至2.0的pH条件，在2h内继续缓慢投加氢氧化钠，投加过程中纳米级磷酸铁陆续沉淀，将磷酸铁沉淀与废液通过离心分离，获得初级磷酸铁沉淀物，通过去离子水冲洗之后，将磷酸铁沉淀与清液通过板框压滤方法分离，反复冲洗分离十五次，然后干燥处理获得纳米级磷酸铁