PCB 厂含镍废水的回收需先区分镍的存在形态(离子态 / 络合态),再匹配对应的工艺与专用设备,同时可兼顾铜等贵金属的协同回收。以下是结合核心工艺 + 专用设备的完整回收方案,覆盖从预处理到资源化的全流程:
PCB 厂的化学镀镍废水含 EDTA、柠檬酸等络合剂,镍无法直接沉淀或萃取,需先破络,常用设备和工艺如下:
- 破络工艺
- 芬顿氧化破络:利用 Fe²⁺+H₂O₂产生的羟基自由基破坏络合键,将络合态 Ni²⁺转化为游离态。
- 电解破络:通过电极氧化还原反应分解络合剂,适合低浓度络合废水。
- 专用预处理设备
- 芬顿反应釜:带搅拌、温控功能的耐腐蚀反应装置,材质可选 PP 或钛合金,配套计量泵精准投加 Fe²⁺、H₂O₂和酸碱调节剂。
- 电解破络槽:采用钛基钌铱涂层电极,可调节电流密度,兼具破络和初步去除重金属的作用。
根据废水镍浓度和回收目标,分为资源化回收(镍盐 / 金属镍) 和达标排放 + 副产回收两类方案。
适用场景:离子态低浓度镍废水(Ni²⁺ 10–50 mg/L),含少量铜离子。
- 核心工艺
- 调节 pH 至 10–11,投加 NaOH/Ca (OH)₂,生成 Ni (OH)₂沉淀;若含铜,可先调 pH 至 6–7,优先沉淀 Cu (OH)₂实现铜镍分离。
- 投加絮凝剂(PAC+PAM),强化沉淀效果。
- 专用设备
- 优点:设备成本低、操作简单;缺点:回收的镍盐纯度中等,适合回用于低端电镀工序。
适用场景:离子态高浓度镍废水(Ni²⁺ 50–500 mg/L),电镀镍漂洗水优先选用。
- 核心工艺
- 调节废水 pH 至 4–5,与萃取剂(P204、P507)混合,Ni²⁺转移至有机相,铜离子可同步萃取。
- 用硫酸反萃有机相,得到高浓度硫酸镍溶液(Ni²⁺可达 1000 mg/L 以上)。
- 反萃液经除杂、蒸发结晶,产出电池级硫酸镍(纯度≥99.5%),价值更高。
- 专用设备
- 离心萃取机:连续式萃取设备,相比传统萃取槽效率提升 3–5 倍,停留时间短,适合工业化连续生产;材质可选氟塑料或不锈钢,耐有机溶剂腐蚀。
- 混合澄清槽:间歇式萃取设备,结构简单,适合中小规模废水处理,可分段萃取实现铜镍分离。
- 优点:镍回收率≥95%,产品纯度高;缺点:萃取剂需定期补充,运行成本略高。
适用场景:低浓度镍漂洗水(Ni²⁺ 5–20 mg/L),需实现废水回用。
- 核心工艺
- 预处理:过滤去除悬浮物,防止膜堵塞。
- 纳滤(NF):截留 Ni²⁺、Cu²⁺等重金属离子,产水可回用于漂洗工序;浓缩液中镍浓度提升至 100–200 mg/L。
- 浓缩液后续处理:可搭配蒸发结晶器产出镍盐,或电解回收金属镍。
- 专用设备
- 纳滤膜组件:选用耐酸碱的卷式纳滤膜(材质为聚酰胺),截留分子量 200–1000 Da,对镍离子截留率≥98%。
- 反渗透(RO)设备:若需深度回用产水,可在纳滤后串联 RO,进一步去除盐分。
- 膜清洗系统:配套酸碱清洗罐和保安过滤器,延长膜寿命。
- 优点:水回用率≥80%,无二次污染;缺点:膜易受污染,预处理要求高,设备投资大。
适用场景:高浓度镍废水(Ni²⁺ ≥200 mg/L),追求金属镍直接回收。
- 核心工艺
- 废水经预处理除杂后,调节 pH 至 3–4,加入支持电解质。
- 通入直流电,阴极析出金属镍板(纯度≥99%),若含铜则优先析出金属铜。
- 专用设备
- 电解回收槽:采用钛基阴极和石墨阳极,配备搅拌装置和电流调节系统,可自动剥离阴极析出的金属片。
- 脉冲电解电源:相比直流电源,能耗降低 20%,且析出的金属晶粒更致密,纯度更高。
- 优点:直接回收金属镍,附加值高;缺点:适合高浓度废水,低浓度废水能耗偏高。
- 设备材质需满足耐腐蚀要求,优先选用 PP、钛合金或氟塑料,避免重金属污染设备。
- 回收产物需检测纯度,若用于电池、高端电镀等领域,需增加除杂工序(如去除铁、锌杂质)。
- 结合环保要求,回收后的尾水需达标排放(镍离子≤0.1 mg/L),必要时增加深度处理单元。