化学沉淀法电解回收金属镍装置的研制

化学沉淀法电解回收金属镍装置的研制

一、使用化学沉淀法的电解回收金属镍装置的研制(论文文献综述)

杜晗[1](2021)在《膜电解法处理高浓度含铜电镀废水技术工艺》文中指出现如今,随着高端技术产业的发展,电镀行业已经逐渐成为了当前发展阶段中不可缺少的一部分,而电镀废水排放造成的污染问题仍然困扰着我们。对于电镀废水中的重金属污染物,目前我国大多数电镀企业仍继续沿用传统的化学沉淀法处理,虽然该方法成本较低,但是额外投加的化学药剂很容易引起二次污染问题。本课题基于甘肃省某电镀企业的废水水质情况,针对废水中的主要污染物质——铜,设计了离子富集浓缩技术承接膜电解技术处理并回收含铜电镀废水的工艺方案。富集浓缩的目的除了为后续膜电解法提供高浓度含铜废水外,还可以将末端出水水质控制在国家排放标准范围内;膜电解法则能够实现铜和硫酸的回收利用,创造经济价值。对于离子富集浓缩部分,本课题专门设计了“双柱串联,反向逆流再生”的独特处理装置,并设定了离子交换、洗脱再生和反冲洗三个进展阶段。该装置相较于传统的富集浓缩装置,不仅能保证离子交换过程末端出水的水质情况,还能够通过反向洗脱再生的方式,提升了离子回收率。另外,两个反应柱交替作为主反应柱,省去了多余的反冲洗过程,也是本处理方案的一大优势。在控制变量实验研究中确定了本工艺的最佳运行参数,并且经过连续运行周期测试得出,离子交换过程的出水Cu2+浓度可以控制在0.2~0.3mg/L,符合排放标准要求;而洗脱液中的Cu2+浓度可以达到30g/L,浓缩倍数高达300倍,并且能够保证回收率在99%以上。在探究膜电解法对高浓度含铜废水的处理回收效果实验中,设计了预实验、正交实验和单因素实验三个阶段。预实验针对不同阳极材料进行比选,选定了析氧电位较低的钛涂铱钌电极作为本次实验的阳极电极,另外确定了单组实验最佳反应时间为5h。之后在正交实验中探究了电流密度、Cu2+初始浓度值、温度、pH值和极板间距等因素对于铜和硫酸回收率的影响程度,发现电流密度以及Cu2+初始浓度对实验结果影响较大。通过正交实验也得出了最佳实验条件的初步分析值:Cu2+初始浓度50g/L,阴极板电流密度400A/m2,温度30℃,极板间距30mm,阴极室pH=5.5。最后在单因素实验中详细探究了各影响因素对于铜回收率以及反应能耗的影响规律。经研究分析发现,阴极室的析氢反应以及Cu2+还原反应异常是影响铜回收率的最主要原因。最终经过实验校正,最佳反应温度调整为40℃,而阴极室pH值维持在6~6.5时实验效果最佳。另外,在反应开始阶段添加适量的硝酸铵,可以促进Cu2+还原反应,实验测得硝酸铵最佳用量为1.0g/L。通过最佳电解参数下的连续运行试验,测得铜回收率可以达到95%以上,电流效率超过70%,并且反应能耗值在5300~5400k W·h/t。实验结束后,对本研究中的所有实验进行成本计算,并对回收铜和硫酸的经济价值进行估算,拟合出最终的经济效益预测,得出处理每吨电镀废水能够产生2.42元的净收益,相比较于该电镀企业的现行废水处理方式,以每天处理含铜废水200吨计,可以产生1200元左右的经济差值。可见本课题提供的方案,不仅解决了传统重金属废水处理工艺的二次污染问题,还实现了资源回收再利用的可持续发展目标。尽管该方案仍停留在实验室研究阶段,想投入到实际工程运行中还是有不少改进的空间,但离子交换树脂以及离子交换膜在水处理领域中的优越性能,再加上电解法处理废水的能源清洁性,都可以确保此工艺思路在实际废水处理中的可行性。未来还需要通过改进装置材料、优化工艺参数等方式,在实际应用中进行研究探索,努力推进离子交换技术+膜电解法处理电镀废水的技术革新进程。

郑洋洋[2](2021)在《高浓度含锰废水膜电解处理技术及应用研究》文中进行了进一步梳理目前我国金属锰及电解二氧化锰(Electrolytic manganese dioxide,EMD)的产量均位居世界前列,电解锰行业的超常规发展不仅导致我国锰矿资源储备急剧下降,同时也带来严重的含锰废水污染问题。大多数电解锰企业采用化学沉淀法处理含锰废水,不仅产生大量锰渣,易造成二次污染,同时也造成锰资源浪费。因此亟需合理有效的处理技术对高浓度含锰废水进行回收处理,以达到转废为宝、资源循环利用的目的。本研究基于离子交换膜的选择透过性,将电化学技术与膜分离技术相结合,设计出单膜双室同槽电解技术工艺,在处理高浓度含锰废水的同时电解回收金属锰和EMD,并在阳极富集回收硫酸,回收的硫酸可返回制液工序,用于浸矿循环使用,以实现对资源的高效回收利用。为探究高浓度含锰废水膜电解处理技术的最佳工艺参数条件,通过实验比选确定了以TRJAM-10W阴离子交换膜和钛基二氧化锰阳极作为最佳电解材料,经过单因素实验和多因素正交影响分析发现:影响阴极产锰率和阳极产EMD率最显着的因素分别为电流密度和阳极液初始H2SO4浓度,电解温度对阴极产锰率的影响程度相比于阳极产EMD率更高,在膜电解处理技术工艺中应优先考虑阴极反应电解温度条件。综合阴极产锰率、阳极产EMD率、酸回收率、产品品质和电能消耗等因素,确定最佳的电解工艺参数为:Mn2+浓度为40 g/L、电解温度为40℃、阴极电流密度为400 A/m2、阳极电流密度为800A/m2、极膜间距为25 mm、阴极液(NH4)2SO4浓度为120 g/L、阴极液初始pH值为7.0、阳极液初始H2SO4浓度为0.6 mol/L。此时阴极产物金属锰板表面光滑致密,具有明显的银白色金属光泽,晶粒呈“金字塔”形堆积,各相均匀生长;阳极产物EMD为α-Mn O2,微观形貌表征呈球形颗粒结构,颗粒粒度均匀、大小均一,且有蜂窝状结构出现,总体形貌较好。以阴极产锰率、阳极酸回收率、电能消耗为考察指标,研究了两种添加剂亚硒酸、聚丙烯酰胺+硫脲对膜电解处理技术工艺的影响。结果表明:亚硒酸的最适浓度在0.3 g/L时,其产锰率可达84.9%,酸回收率为79.5%,能耗为5545 k W·h·t-1;聚丙烯酰胺浓度为0.01 g/L、硫脲浓度为0.02 g/L时,其产锰率可达75.1%,酸回收率为76.5%,能耗为6034 k W·h·t-1。通过探究单膜双室同槽电解离子传输过程及反应机理发现,主要存在有离子迁移、离子扩散以及水分子的电渗透等离子传输行为,阴极液中Mn2+由于锰氨络离子Mn(NH3)2+的作用,在阴极上以金属锰单质形态析出,为维持阴极液的电荷守恒,SO42-在电场力作用下透过阴离子交换膜迁移进入阳极室,是阴、阳极液之间相互导电的载流子,阴极析锰的同时也伴随着水电解的析氢副反应,生成H2和OH-,OH-的存在使阴极液的pH上升;阳极液中Mn2+失去电子被氧化成Mn3+,Mn3+在酸性条件下歧化生成Mn2+和Mn O2,H+浓度升高是由于阳极发生析氧反应生成H+和O2,同时H+被阴膜阻隔在阳极并与阴极迁移过来的SO42-离子结合形成硫酸,电解12小时后,阳极室回收硫酸浓度能够达到1.5 mol/L左右,该浓度正适用于湿法冶炼中锰矿酸浸出工艺。最后,以宁夏某电解锰企业实际生产废水为研究对象,经净化、浓缩富集后,进行膜电解处理技术中试试验研究。在最佳工艺运行条件下电解24小时,阴极金属锰单板产量最高为4.15 kg,锰含量可达99.89%以上;阳极EMD产品全锰含量为62.14%,比市场要求全锰含量高出2.64%。结合工艺耗能和产品效益分析表明,回收处理1吨高浓度含锰废水一个周期内可收益244.7元。高浓度含锰废水膜电解处理技术的应用不仅能有效的解决重金属废水所带来的环境污染问题,同时也变废为宝实现了资源的高效回收利用,具有良好的经济和社会效益。

龚方旭[3](2021)在《电镀污泥中回收镍的工艺优化研究》文中研究表明随着我国科技的发展和经济实力的提高,电镀行业在我国迅猛发展。这意味着将会有越来越多的电镀废水产生,而电镀污泥作为电镀废水处理后产生的固体废弃物,含有多种重金属元素。电镀污泥中有价金属含量甚至会超过一些富矿石,若要将电镀污泥直接当做危险废弃物进行填埋处理,不仅仅存在泄漏,破坏环境、危害人体健康的安全问题,更是对资源的一种浪费。其中电镀镍具有高均匀性、耐磨性和耐腐蚀性,因此被广泛的应用于工业生产当中。在我国《国家危险废物名录》中将电镀污泥列为了第十七类危险废弃物,因此其无害化处置和资源化处理广泛受人关注。本文以连云港某环保公司处理的含镍电镀污泥为原料,硫酸作浸出剂,经过酸浸,电解,萃取,反萃,化学沉淀得到碳酸镍产品的工艺进行了研究。首先,本文对电镀污泥的基本性质进行研究,对其含水率、浸出毒性、腐蚀性、p H以及重金属含量进行了测定。研究表明:(1)电镀污泥的含水率为51.6%、电镀污泥p H值为7.88、浸出毒性镍为0.624 mg/L;(2)干污泥中含有镍42.34%、铁4.74%。通过对电镀污泥的基本性质进行研究,为电镀污泥的浸出以及重金属的回收奠定基础。其次针对电镀污泥的酸浸、电解,萃取-反萃-沉淀及镍回收过程进行研究,(1)在酸浸过程中研究分析固液比、浸出温度、浸出时间、p H、原料粒径以及酸浸次数等因素对浸出率的影响。以4mol/L的硫酸溶液、液固比为2:1(m L:g)、转速为25r/min条件下对电镀污泥进行试验,结果表明,该条件下电镀污泥中Cu和Ni浸出率达到99%以上,实验测得镍离子0.072g/L、铜离子为0.068/L。浸出液残余的硫酸浓度为1mol/L左右,这符合电解生产工艺的要求。(2)浸出液的电解影响因素,经过实验得出最佳的电解参数:电压为1.6V,电解时间为3h,该条件下,亚铁离子和三价铬离子转化几乎没有,符合工艺参数。并且考察了滤渣中镍返回浸出的次数,经过实验可知当滤渣返回浸出次数为12次时,工艺参数较好。(3)采用萃取剂萃取镍的过程中,研究控制镍的初始浓度、水相p H、萃取平衡时间等因素对萃取镍的影响。研究表明:溶液的p H为4.5、P204萃取剂浓度为3.0mol/L、相比控制在1:2以及萃取平衡时间为3min,镍的萃取率达到了96%。(4)利用硫酸进行反萃,结果表明:在硫酸的浓度为1mol/L、O/A相比为2:1,反萃取时间为3min,此时反萃取率达到99%,最后加入纯碱,产生碳酸镍沉淀。(5)针对电镀污泥处理与处置产生的废渣,通过工艺技术转变为再生石膏,采用加入再生石膏的混料、黏土、山土和煤矸石进行制砖,对砖块进行浸出毒性测定,镍的浸出浓度为0.06mg/L,实现了废渣的无害化、资源化。该工艺经过效益核算,平均每吨电镀含镍污泥可以节省约931元。该方法为从电镀污泥中回收镍提供了思路,实现了固体废弃物资源化利用,满足环保要求。

齐亚平[4](2020)在《废旧锂离子电池矿浆电解过程资源化研究》文中指出随着电子技术的发展与电子产品的不断更新,锂电池实际使用寿命大大缩短,废旧锂离子电池的数量与日俱增,其兼具高价值性与环境污染性,引起了很多研究者的关注。本论文运用矿浆电解法对废旧锂离子电池进行资源化处理,考察了电流对金属钴、锂、镍、铜回收率、阴极金属粉末中金属分布率、物相与形貌的影响,探究是否可以实现正极材料钴酸锂在阴极一步沉积与再生,主要研究结论如下:1.废旧锂离子电池预处理:采用10 wt.%NaCl溶液处理废旧锂离子电池240 min为放电处理的较佳条件,经机械破碎后选取粒径在<0.45 mm以下的混合物料有较多正负极材料进入,为后续实验样品。2.废旧锂离子电池正负极混合物还原氨浸研究:构建了一种废旧锂离子电池正负极混合物高效还原氨浸体系,最佳的浸出条件为NH3·H2O 120 g/L、NH4HCO3 75 g/L,(Na2SO3):n(Co)=2:1,353 K,240 min,金属钴、锂、镍和铜的浸出率分别为91.16%、97.57%、86.60%和99.50%。浸出动力学研究表明,该过程的限速步骤是界面化学反应控制。另外,浸出渣可进行分离纯化,可得到石墨粉体、碳酸锰及四氧化三锰,具有一定的回收价值。3.废旧锂离子电池正负极混合物氨浸液电沉积研究:随着电流的升高,金属钴、镍和铜的回收率总体呈现升高趋势,而锂的回收率较低。当电流为1.0A时,钴、镍、铜和锂的回收率分别为98.15%、99.11%、99.91%和15.36%。得到的阴极金属粉末中钴的占比最大,可达80.71%。电流大小对阴极金属粉末的XRD物相影响不大。从阴极金属粉末微观形貌来看,提高电流有利于减小阴极粉末的粒径。4.废旧锂离子电池正负极混合物矿浆电解法回收:随着电流的升高,金属钴的回收率先升高再降低再升高,金属镍、铜及锂的回收率是先升高再降低,金属钴、锂、镍及铜的最高回收率分别为25.66%、99.57%、91.52%及89.44%。在电流为4.5A时,得到的阴极金属粉末中金属钴含量最高,为86.88%,表明提高电流有利于金属钴的沉积。电流大小对阴极金属粉末的XRD物相影响不大。从阴极金属粉末微观形貌来看,提高电流有利于减小阴极粉末的粒径。另外,提高电流密度与不断添加电解质溶液以维持电流的稳定,可以实现正极材料钴酸锂在阴极一步沉积与再生。

徐祺[5](2020)在《膜电解法电沉积废水中锰的控制参数及机理研究》文中研究表明随着钢铁工业的发展,我国对锰资源的需求量逐年增大,在锰矿开采和电解制备过程中,受到现有工艺的制约常常会产生大量高浓度含锰废液。目前我国大多数电解锰企业对电解废液中锰离子的处理是以锰渣形式析出,不仅容易造成二次污染还严重浪费锰资源。因此对高浓度电解废液的处理和资源化回收利用成为锰生产行业亟待解决的问题。本研究基于离子膜电解法高效率、低能耗、经济环保等特点,将现有的单膜电解法进行改进,提出一种双膜三室同槽电解工艺。该工艺在处理高浓度含锰废液的同时回收金属锰和微粒电解二氧化锰两种锰产品,实现对锰资源的高效回收利用,同时通过中隔室两侧离子交换膜的选择透过性回收硫酸,回收的硫酸用于前期锰矿酸浸过程,减少废酸对环境造成的污染。实验分为三部分,第一部分通过单因素控制实验选用均相离子交换膜(TRJM-10W)和钛基二氧化铅涂层阳极作为最佳实验材料,并确定Mn2+浓度、电流密度、温度、极间距、阴极液(NH4)2SO4浓度、阳极液H2SO4浓度、中隔室初始H2SO4浓度等因素对电沉积效果的影响,结合多因素正交探究各因素对电流效率、酸回收率的影响程度,综合电流效率、能耗、酸回收率和产品质量等指标确定最佳工艺参数。实验结果表明:电流密度和Mn2+浓度是对两极电流效率影响程度最显着的两个因素,温度变化对阳极电流效率的影响程度比阴极更大,故双膜三室同槽电解工艺中的电解温度应尽可能满足阳极电解条件。阳极液H2SO4浓度和阴极液(NH4)2SO4浓度是影响中隔室硫酸富集的主要因素,合理控制阳极液H+浓度能够有效提高酸回收率。经实验分析,确定双膜三室同槽电解金属锰和二氧化锰的最优工艺条件为:阴极Mn2+浓度40 g/L、(NH4)2SO4浓度110g/L、电流密度400 A/m2;阳极Mn2+浓度40g/L、H2SO4浓度2.5mol/L、电流密度800A/m2;中隔室为初始浓度0.5%稀硫酸;极间距为90mm;电解温度为45℃。在最佳电解条件下阴极电流效率可达77.53%,阳极电流效率可达84.87%,酸回收率达到63.2%,阴极能耗为6725.28kW·h/t,阳极能耗为3883.91kW·h/t,槽电压为5.35V。得到的阴极产物宏观表面光滑平整、有明亮的银白色金属光泽,边缘处枝晶较少;微观表面沉积层致密,晶粒之间衔接紧密,呈金字塔状和层状堆积。阳极产物微粒电解二氧化锰晶型为α型,纯度较高,颗粒细小,粒径分布均匀,具有较规则晶体形貌。第二部分通过监测最佳控制参数下双膜三室电解槽中各隔室离子浓度变化情况,探究电解过程中离子迁移过程和反应机理。通过实验发现:双膜三室电解过程中阴极室与中隔室之间主要依靠SO42-迁移进行导电,阳极室和中隔室之间依靠H+迁移导电。阴极室内Mn2+浓度的降低主要是由于发生电化学还原反应以单质金属锰形态析出,微量Mn2+在浓差压力下泄露进入中隔室,同时发生水电解副反应,水电解生成的OH-会造成阴极液pH升高,随着阴极室和中隔室之间的H+扩散作用逐渐明显,阴极液pH在电解后期趋于稳定,SO42-则在电场力作用下向中隔室迁移;中隔室内的Mn2+来源于阴、阳极室中的Mn2+在浓差扩散和电场力作用下泄露进入,浓度随着电解时间的延长逐渐升高,但增幅较小,在可接受范围内,中隔室内H+从阳极室迁移进入,来源包括阳极室内初始阳极液自带H+和水电解产生的H+,进入中隔室的H+与阴极室迁移过来的SO42-结合生成H2SO4实现了硫酸的富集;阳极液内Mn2+浓度急剧减少主要是因为发生电化学氧化反应,微粒电解二氧化锰的沉积分为阳极反应和颗粒形成两个步骤,大部分Mn2+首先在电极表面氧化成Mn3+,Mn3+再在酸性阳极液内歧化生成微粒电解二氧化锰,随着电解反应的进行阳极室内H+浓度逐渐降低是因为H+向中隔室产生了迁移。第三部分通过将双膜三室同槽电解工艺与传统无膜电解工艺在实际工业电解中的能耗和产物效益情况进行对比,初步分析了双膜三室电解工艺的经济效益。双膜三室电解工艺受到膜电阻和极间距的影响,与传统无膜电解工艺相比吨锰产品的电能消耗增多,电解成本增加。但结合产物效益分析,增加的产品收益远大于成本增量。双膜三室电解工艺总体经济效益较好,具有良好的经济性与实用性。论文通过对大量实验数据进行分析论证,验证了双膜三室电解工艺对锰资源高效回收的可行性。与无膜电解和单膜电解相比,双膜三室电解工艺能有效提高生产效率,降低能耗,同时回收的硫酸减少了废酸造成的酸污染,缓解环境压力,是集节能、环保、经济三重效益为一体的电解工艺。目前对于双膜三室电解工艺回收锰的研究尚在初步探索阶段,未来可通过开发新型材料、改进装置结构等方式,使该工艺在锰生产行业得到规模化应用,推动膜电解工艺的技术革新。

关文学[6](2020)在《同槽电解处理高浓度含锰废水技术工艺》文中研究表明高浓度含锰废水主要来源于金属锰生产过程,并造成了资源的极大浪费和严重的环境污染问题,为解决传统金属锰生产中产生的高浓度含锰废水问题,通过水处理和冶金学科的交叉,利用离子交换膜优异的选择透过性,结合废水特点,设计出单膜双室电解回收工艺和双膜三室电解回收工艺两种同槽电解处理高浓度含锰废水技术方案,在实现处理高浓度含锰废水的同时,实现锰产品回收,通过实验探究对比两者的优缺点,最终确定最佳的回收工艺及其运行条件。本次课题研究以中性MnSO4-(NH4)2SO4-H2O电解液体系为实验对象,用双膜三室和单膜双室两种电解回收工艺进行对比实验,进行理论分析和试验模拟,初步利用单因素分析进行实验研究,分别以阴阳极产品产量、电流效率、电解能耗等为评价指标,研究了阴极Mn2+浓度、阴极极板材质、阴极电流密度、电解液温度、电解液pH、及添加剂SeO2浓度和阳极温度、硫酸富集浓度、阳极电流密度、阳极极板材质等因素对不同电解工艺电解工况的影响,初步确定了阴阳极电解影响参数的合理变化范围;单因素分析得出如下结论:一定范围内,阴极Mn2+浓度直接影响初始槽电压、能耗和电流效率,Mn2+浓度过低或过高都会影响产品沉积形态,双膜三室回收工艺中对中隔室酸回收率也影响,电解中Mn2+浓度控制在35~41g/L之间最佳;极板的选择要考虑其在电解过程中能耗、槽电压、及产品剥离几方面的表现,实验对比得出结论:阴极板用不锈钢板材是最佳的选择;阴极电流密度影响电极反应速率,对槽电压、产品沉积、电流效率及能耗有影响,且过大的电流密度会造成极板起壳,出现“爆板”现象,不利于电解系统的运行,阴极电流密度维持350~400A/m2之间电解工况较佳;温度对产品形态、电流效率及槽电压均产生影响,显着影响阳极隔室二氧化锰的形态,温度升高“析氢”反应加剧会降低电流效率,但过高温度不但会影响产品质量,超过50℃还会破坏电解系统的运行。35℃~37℃是最佳电解温度;pH主要影响阴极的运行工况,pH变化会对电流效率和槽电压产生影响,阴极高pH造成离子水解影响产品沉积,低pH条件下,起步阶段极易发生“起壳”现象,初始pH小于7,造成阴极板表层沉积不够致密,容易起壳,不利于长时间电解的运行。综合pH范围维持在7.0~7.2之间最佳;添加剂SeO2不仅影响电流效率,还有利于沉积金属锰相位的转变,添加添加剂后溶液整体具有一定还原性,更有利于电解的稳定运行,研究发现SeO2浓度为0.03~0.04g/L时最佳;阳极电流密度影响二氧化锰形态和产量,维持800A/m2左右是较佳状态;酸浓度主要影响双膜三室电解回收工艺中二氧化锰的产量,兼顾经济性和电解运行工况,最佳硫酸浓度为2.5mol/L左右;阳极板钛涂二氧化铅板和钛涂铱可根据需要灵活选择。利用正交实验进行多因素分析,确定了最佳电解回收工况下各因素的具体范围,总体工况符合单因素分析结果,其中阴极电流密度和阳极酸浓度对阴、阳极工况影响最为显着,不同电解回收工艺中电解条件变动不大,最大的区别是单膜双室回收工艺阳极宜采用钛涂铱极板,双膜三室回收工艺阳极宜采用钛涂二氧化铅板。论文通过大量实验对比发现,离子膜电解技术不但可以处理高浓度含锰废水,解决传统电解生产工艺中高浓度含锰废水的污染排放问题,还可实现产品化回收利用并产生一定经济价值,同时又能够为锰产品生产工艺改进提供新思路,解决传统锰金属制备工艺方面产品单一、资源能源浪费以及环境污染大的问题。在实现金属锰及二氧化锰同步回收的同时,也实现酸的回收再利用,降低能源消耗,进一步提高产能及经济效益。双膜三室回收工艺和单膜双室回收工艺各有优缺点,从产品经济效益方面出发,双膜三室回收工艺具有明显优势,其产品多样性高,特别阳极隔室一侧的产品也能够产生巨大经济效益,实际应用中,结合目前全球二氧化锰供需关系,仅国内金属锰生产企业采用双膜三室回收工艺都将造成全球二氧化锰市场供大于求的局面,且附属系统建设投资较大,小规模投产经济效益不高;单膜双室回收工艺应用于高浓度含锰废水处理能够实现废水处理及资源化的回收利用,解决当前传统生产中出现的严重污染问题,也能够为改进传统金属锰生产工艺提供思路,且工艺结构较简单、阳极二氧化锰产量可调、具有较低的投资成本和能耗,对比工艺各自的优缺点,综合考虑产品经济效益和目前国内企业生产现状,以及国际锰产品需求和工艺投资所面临的投资成本问题,单膜双室电解回收工艺是当下最佳的选择。虽然目前本课题处于初步探索阶段,还局限于实验室研究,依然面临着诸多影响因素的制约,特别是当前全球锰产品的供求关系下,金属锰和二氧化锰需求量的巨大差异导致大范围的工艺改进面临困难,且工艺本身对离子交换膜的性能有一定的要求,因此性能优良的离子交换膜带来的高成本也是需要克服的重要制约因素之一,但离子交换膜独特的选择透过性在处理工业污废水的应用中具有巨大优势,控制影响参数,优化工艺条件,离子交换膜和电沉积技术的结合必将为工业污废水处理提供新的思路,本文研究中将离子交换膜和电沉积技术结合处理回收废水中的Mn2+,一定程度上为锰电解行业实现同槽电沉积的新应用提供新的研究思路,对推动废水资源化回收利用有一定的积极作用。

李洋[7](2020)在《金属表面处理废水净化方法研究》文中进行了进一步梳理社会生活水平的提高对金属表面处理技术提出了更高的要求。近年来出现的锌镍合金、化学镀等新镀种及镀件也给污水处理带来了新的难题。例如,锌镍合金电镀过程中,由于锌镍离子在溶液中的平衡点难以控制,往往会在镀液中加入大量助剂以维持反应平衡,导致该类电镀废水COD较高,可生物降解性差,处理难度大。化学镀镍废水成分复杂,包含络合剂、次磷酸盐、pH缓冲剂等多种物质,络合剂会与镍离子结合形成高稳定络合物,因此重金属难以通过常规技术去除。镀件退镀通常采用硝酸,高浓度硝酸盐废水的达标处理也成为金属表面处理行业的老大难问题。因此,本论文重点针对上述实际废水中COD、重金属、总磷、硝酸盐氮的脱除开展研究。首先,采用生物法对锌镍合金电镀废水中COD进行处理。研究表明,芬顿氧化可提高废水可生化性,芬顿预处理+生物处理的组合工艺COD总去除率可稳定在85%以上。为确保废水排放COD满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表三的要求,本论文开发了二次芬顿与生物处理相结合的方法,大幅缩短污泥驯化周期,进一步提高COD去除效果,最终出水可达到50 mg/L的排放要求。采用正交试验设计和重点因素研究相结合的方式对化学镀镍废液中络合镍的有效去除手段与影响因素进行了探究。H2O2氧化法可有效去除化学镀镍实际废水中的镍,最佳去除率为98.43%,超声可缩短达到最佳去除效果所需时间。同时发现,废水环境会较大程度影响直接沉淀法、H2O2氧化法、超声+H2O2法对镍的去除效果与去除规律。芬顿对实际废水中镍的去除率稳定在90%以上,影响因素的重要性排序依次为反应时间、反应温度、ρ(Fe2+)/ρ(H2O2)、H2O2投加量。最佳去除条件为,H2O2投加量为3 m L/L,FeSO4·7H2O/H2O2为1.6g/m L,反应温度为40°C,反应时间为1h。其次,论文采用FeSO4作为还原剂快速去除废水中的铬。通过正交试验确定影响铬去除的主要因素为FeSO4投加量,其次是反应pH值,最后是反应时间。当铬浓度较高时,pH的重要性降低,反应时间的影响程度增强。对于化学镀镍废水中次磷酸盐等含磷污染物,论文开展了磷与镍同步去除方法的研究。研究发现,实现化学镀镍废水中磷与镍的同步去除,重点在于实现磷的转化。芬顿法与次氯酸盐氧化法均可实现化学镀镍废水中磷与镍的同步达标。最佳氧化剂为次氯酸钙,无需调节溶液pH值,即可实现磷与镍的快速脱除。对于退镀产生的高浓度硝酸盐废水,通过比较,采用朗盛M800型凝胶强碱型阴离子交换树脂处理高浓度NO3-,并对去除效果与再生过程进行研究。高浓度NO3-的去除效果受流速、树脂体积、重金属离子等因素的影响。采用NaCl或添加Na OH的复合再生剂均可实现对树脂的再生。其中20%NaCl+3.2%Na OH的复合再生剂再生性能最为理想。Cl-相对NO3-浓度的降低是导致再生剂回用效果差的主要原因。利用回用再生剂初始阶段较理想的再生能力对树脂进行分步再生,可充分发挥再生剂中有效成分Cl-的再生作用,节省再生剂使用量。

李超楠,李梅,高英武[8](2019)在《含镍废水处理和再利用技术在工业中的应用进展》文中提出针对国内外对含镍废水综合处理与利用的研究现状,从传统化学法、物理法和电化学法3方面介绍目前可实现含镍废水达标排放及资源回收利用技术的发展情况,并分析不同技术的优势与缺陷,认为目前面对工业含镍废水的复杂性,单一的处理方法仍具有很多缺陷,因此需优化组合技术,实现含镍废水达标处理及资源综合利用的工业化、规模化。洛阳黎明大成氟化工有限公司采用化学沉淀法从电解液废渣中回收氢氧化镍副产品,回收率大于95%。

房银珠[9](2019)在《电镀退镍废水中镍和硼的处理试验研究》文中研究指明从电镀镍工艺中可知,在排放含镍废水的同时会伴随着有机物、无机物的排放,众多研究仅考虑了重金属镍与有机物的排放对环境的危害,但是重金属镍与无机物形成的复合物对环境的危害更大,因此在处理镍的同时降低无机物的排放浓度也至关重要。本次试验研究以镇江市某电镀企业的电镀退镍废水为研究对象,经分析该退镍废水中含有高浓度的重金属镍和无机物硼,本文着重研究了采取何种方法才能使得排放的重金属镍的浓度满足0.5 mg/L的排放限值和硼的浓度满足5.0 mg/L的排放限值。具体的研究结论如下:(1)采用氢氧化钠沉淀法进行预处理,降低电镀退镍废水中镍和硼的浓度。通过试验研究,在最佳pH值为9.5时,废水中镍和硼的浓度分别由2735 mg/L、248.73mg/L降低到12.78 mg/L、86.05 mg/L,对应的去除率分别为99.53%、65.40%。沉淀物在温度为100℃时达到了最佳减量化,此时的减量率和减容率分别为97.85%、98.33%;经过减量后的沉淀物在不同温度下进行煅烧,对煅烧后的产物采用XRD、FESEM、TEM表征分析,确定在750℃和900℃时的煅烧产物为NiO和Ni3(BO3)2的混合物,结合化学反应从而推断废水处理过程中主要形成Ni(OH)2和NiBO2(OH)的混合物,且为无定型状态。(2)对预处理后镍和硼废水采用铁屑微电解法进一步处理。在本实验室的现状条件下,通过试验得到最佳条件为铁屑量40 g、初始pH值2.0、转速9 r/min,反应6h后,废水中镍浓度由12.78 mg/L降低为0.25 mg/L,去除率达98.04%;硼的浓度由86.05 mg/L降低为85.98 mg/L,去除率达0.08%;同时废水的pH值从2.0变化到7.12。处理后镍和硼浓度对比相应的排放标准,镍达标硼不能达标,且处理前后硼的浓度几乎无变化。对反应后铁屑和沉淀物进行FESEM、XRD分析以及溶解试验分析,废水中91.74%的镍在铁屑表面,4.23%的镍在沉淀物中,铁屑微电解法对硼几乎无去除效果。(3)对预处理后镍和硼废水采用电絮凝法进一步处理。在本实验室的现状条件下,通过试验得到最佳条件为多电极铝板、极板间距0.5 cm,反应3 h后,废水中硼的浓度由86.05 mg/L降低为24.49 mg/L,去除率为71.17%;镍浓度由12.78 mg/L降低为0.25 mg/L,去除率达98.04%。处理后镍和硼浓度对比相应的排放标准,镍达标硼不能达标。为进一步降低硼的排放浓度,在电絮凝的基础上对废水进行了MgO的吸附处理,反应24 h后,废水中残留的硼浓度降低到4.92 mg/L,达到排放标准。

吕扬[10](2019)在《基于双功能负载型镍基催化剂的构筑及其催化己二腈加氢性能研究》文中研究表明己内酰胺是一种极其重要的有机化工中间体,也是合成尼龙-6纤维、尼龙-6工程塑料和薄膜的主要原料。己内酰胺的工业生产路线主要包括环己酮-羟胺路线、甲苯亚硝化路线、环己烷光亚硝化路线三大类。而传统工艺生产路线主要以环己酮-羟胺路线应用最普遍,利用该路线生产己内酰胺的产能约占总产能的95%以上。环己酮-羟胺路线是以苯或苯酚为起始反应物合成环己酮,随后其与羟胺通过肟化反应得到环己酮肟,然后其在烟酸体系中通过Beckmann重排反应制得己内酰胺。然而,以苯为原料合成环己酮的该路线需要通过环己烷氧化合成KA油这项单程收率极低的步骤,并且环己酮-羟胺路线存在反应路线冗长、环境压力大、原子利用率低、设备腐蚀严重以及副产大量的硫酸铵等副产品。近年来,国内外研究人员一直在寻求一种节能减排,不副产大量硫酸铵,绿色生产己内酰胺的新工艺。己二胺也是一种重要的化工原料,主要用于合成尼龙-66和尼龙-610,在尼龙树脂、聚氨酯、塑料、涂料、粘合剂、漂白剂、橡胶助剂等方面有广泛的应用。丁二烯/己二腈法生产己内酰胺路线具有原料来源丰富、工艺路线短、能耗物耗低、环境压力小且无副产硫酸铵、原子利用率高且副产物可回收等优点,可成为绿色生产己内酰胺的主要选择之一,而其中己二腈加氢合成6-氨基己腈是该路线的关键步骤,同时其还可联产己二胺。本文主要是设计与制备具有多金属协同催化效应的新型催化材料,应用于己二腈高选择性制备6-氨基己腈和己二胺,有望提升丁二烯/己二腈法合成己内酰胺及己二胺生产技术,具有重要的理论价值和很好的应用前景。首先,本工作研究了海泡石负载镍基多金属催化剂催化己二腈液相加氢过程。采用共浸渍法制备了以两种不同的金属助剂钾和镧对活性组分镍进行单一修饰以及共修饰的负载型镍基海泡石多金属催化剂。结合分析表征结果,表明助剂钾和镧的引入,均能够有效地抑制活性组分镍在还原过程中的烧结,从而能够有效地促进金属镍颗粒在载体海泡石表面的分散。并且金属镧的引入,有效地降低了氧化镍的还原活化能,形成更多的活性金属镍。同时金属钾的引入,能够有效地在催化剂表面形成碱性位点,从而能够有效地抑制环己亚胺和双己撑三胺等席夫碱类副产物生成,进而调控产物的选择性。催化性能结果表明,金属钾和镧共修饰的镍基海泡石多金属催化剂的效果最优,当反应温度为393K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,溶剂为乙醇,己二腈的转化率为92.5%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为91.3%。本工作考察了以不同无机酸改性后的海泡石作为催化剂载体,利用共浸渍法制备了以不同无机酸改性的海泡石负载型钾、镍双金属催化剂,并应用于己二腈液相加氢催化性能的考察。结合分析表征,表明相比较于盐酸、硫酸改性的海泡石载体,硝酸改性的海泡石载体表面会形成大量的Si-OH基团,Si-OH基团可以通过共价作用于活性组分镍的金属离子,而硫酸改性的海泡石载体表面的Si-OH基团会发生脱水缩合形成Si-O-Si基团,不利于Ni2+的吸附。Si-OH基团的形成,有利于在载体表面形成更多的金属镍,且可以有效地降低镍颗粒尺寸,促进其分散,而Si-O-Si基团的形成则出现相反的趋势。且通过无机酸改性的海泡石载体,均能够在海泡石表面形成弱、强酸性基团,而硫酸改性会形成更多的中、强酸性基团,这将更加有利于副产物的生成。催化性能结果表明,使用硝酸改性海泡石负载金属钾修饰的镍基催化剂,乙醇为溶剂,不添加任何碱性溶液,在反应温度为373K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,己二腈的转化率为92.0%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为95.2%。本工作考察了以浓硝酸处理的木质炭为载体的负载型镍基多金属催化剂催化己二腈液相加氢过程。采用共浸渍法制备了以两种不同的金属助剂钾和铁对活性组分镍进行单一修饰以及共修饰的负载型镍基多金属催化剂,并通过调控助剂对活性组分的修饰量,进而考察助剂与活性组分镍之间的协同作用对催化性能的影响。结合分析表征结果,表明活性组分镍的负载会在载体表面形成弱、中、强酸性位点,并且随着铁助剂的引入,酸量有增强的趋势,而钾的引入将有效抑制催化剂表面的酸性位点。同时,铁助剂的引入能够与金属镍形成Fe-Ni合金,这将有利于活性组分镍的还原,促进表面金属镍的形成以及镍纳米颗粒的分散。而随着钾助剂的引入,将有利于抑制镍纳米颗粒的烧结,促进其分散,然而过量钾助剂的引入将抑制活性组分镍的还原,不利于表面金属镍的形成。催化性能结果表明,硝酸改性木质炭负载金属钾、铁共修饰的镍基催化剂的效果最优,当反应温度为348K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,乙醇为溶剂,不添加任何碱性溶液,己二腈的转化率为91.3%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为91.8%。本工作考察了以多壁碳纳米管为载体,制备金属助剂镁、铜单一修饰以及共修饰镍基多金属催化剂,应用于己二腈液相加氢催化性能的考察,并且对催化剂的催化剂用量、还原温度、循环利用率以及工艺条件进行了考察及优化。研究结果表明活性组分镍的负载以及助剂铜的引入均能够在催化剂表面形成酸性位点,而碱土金属镁的引入,将可以有效地中和这些酸性位点,增加催化剂表面的碱性位点。并且碱土金属镁的引入,将与氧化镍形成MgO-NiO共溶体(因二者之间拥有相似的晶格结构),而MgO-NiO共溶体的形成将抑制NiO的还原,导致载体表面的NiO+减少,金属镍的比表面降低以及NiO的还原活化能升高,反之,助剂金属铜的引入可以促使Cu-Ni合金的形成,且由于金属之间的协同作用将有效地降低NiO的还原活化能,增加催化剂表面的金属镍含量,提高金属镍的比表面积以及促进镍纳米颗粒均匀分散。结合对催化剂工艺条件考察结果发现,低温低压及缩短反应时间将有利于6-氨基己腈的生成,而高温高压及延长反应时间将有利于己二胺及副产物的生成。另外对催化剂进行循环实验时发现,该催化剂在循环4次时均能保持较佳的催化性能,再次循环活性降低是由于活性组分镍颗粒聚集且变得无定型以及其他可能的原因。催化性能结果表明,多壁碳纳米管负载金属镁、铜共修饰的镍基催化剂的效果最优,当还原温度为623K,反应温度为328K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,乙醇为溶剂,己二腈的转化率为96.3%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为91.2%。本工作制备了一系列氨基化,羧基化,羟基化以及掺氮的功能化碳纳米管,并以功能化碳纳米管为载体,通过初湿浸渍法制备一系列负载型镍基催化剂应用于己二腈液相加氢性能的考察。研究结果表明,碳管表面的功能团如NH2-、COOH-以及OH-能够通过静电吸引和化学共价作用于金属离子,从而为镍纳米颗粒的形成提供成核位点,进而可以有效地促进镍纳米颗粒的分散,提高金属镍的含量。而氮的引入可以通过氮与镍活性组分之间的强相互作用而作为活性位点去沉积镍纳米颗粒,从而可以有效地促进超细镍纳米颗粒的形成,促进镍纳米颗粒的分散,降低NiO前驱体的还原活化能以及形成更多的Nj0+。同时,氮的引入可以有效地增加载体表面的碱性位点,从而可以有效地促进伯胺6-氨基己腈和己二胺的生成。进一步地研究表明,碱性离子液体氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]OH)的添加可以通过固化氨基腈中间体上的-NH2基团来抑制伯胺亲核加成到醛亚胺上的碳原子,从而可以有效地抑制副产物的生成。另外,通过DFT计算分析了[Bmim]OH体系下的己二腈加氢过程机理。催化性能结果表明,在优化的反应条件下,己二腈的转化率为90.2%时,6-氨基己腈的单一选择性为81.8%,而当己二腈的转化率为100%时,己二胺的单一选择性为90.4%,且当己二腈的转化率为95.3%时,6-氨基己腈和己二胺的总选择性达到97.8%。

二、使用化学沉淀法的电解回收金属镍装置的研制(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、使用化学沉淀法的电解回收金属镍装置的研制(论文提纲范文)

(1)膜电解法处理高浓度含铜电镀废水技术工艺(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 电镀废水的产生、分类及危害
        1.1.1 电镀废水的产生
        1.1.2 电镀废水的分类
        1.1.3 电镀废水的危害
    1.2 电镀废水的处理现状及发展
        1.2.1 历史发展状况
        1.2.2 未来发展趋势
    1.3 电镀废水的处理及检测方法
        1.3.1 处理标准
        1.3.2 检测方法
    1.4 电镀废水的处理方法
        1.4.1 含氰废水处理方法
        1.4.2 含镍废水处理方法
        1.4.3 含铜废水处理方法
        1.4.4 含铬废水处理方法
        1.4.5 含油废水处理方法
        1.4.6 有机污染废水处理方法
    1.5 课题研究的背景、内容及意义
        1.5.1 课题研究的背景
        1.5.2 课题研究的内容
        1.5.3 课题研究的意义
2 实验前期准备
    2.1 废水来源
    2.2 检测方法
        2.2.1 铜的检测方法
        2.2.2 硫酸检测方法
        2.2.3 pH值检测方法
    2.3 考察指标计算
        2.3.1 铜回收率
        2.3.2 硫酸回收率
        2.3.3 电流效率
        2.3.4 反应能耗
    2.4 实验仪器及药剂
        2.4.1 实验仪器
        2.4.2 实验药剂
        2.4.3 其他实验材料
3 金属铜的富集浓缩
    3.1 实验原理及装置
        3.1.1 实验原理
        3.1.2 实验装置
    3.2 离子交换树脂的准备
        3.2.1 树脂分类及选择
        3.2.2 树脂预处理
    3.3 实验设计及结果
        3.3.1 离子交换结果分析
        3.3.2 洗脱再生结果分析
        3.3.3 连续运行结果分析
    3.4 本章小结
4 膜电解法回收金属铜
    4.1 实验原理及方法
        4.1.1 实验原理
        4.1.2 实验方法
    4.2 预实验
        4.2.1 实验参数的确定
        4.2.2 不同阳极材料的实验结果分析
        4.2.3 电解时间的确定
        4.2.4 小结
    4.3 正交实验
        4.3.1 正交实验设计
        4.3.2 实验结果分析
        4.3.3 小结
    4.4 单因素实验
        4.4.1 实验方案设计
        4.4.2 Cu~(2+)初始浓度对实验结果的影响
        4.4.3 电流密度对实验结果的影响
        4.4.4 极板间距对实验结果的影响
        4.4.5 温度对实验结果的影响
        4.4.6 阴极室pH值对实验结果的影响
        4.4.7 添加剂对实验结果的影响
        4.4.8 表征分析
        4.4.9 小结
5 经济效益分析
    5.1 处理成本计算
        5.1.1 富集浓缩工艺成本计算
        5.1.2 单膜双室工艺成本计算
    5.2 回收铜的价值
    5.3 经济效益计算
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献

(2)高浓度含锰废水膜电解处理技术及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 锰矿资源现状
        1.1.1 全球锰矿资源现状
        1.1.2 中国锰矿资源现状
    1.2 锰与二氧化锰
        1.2.1 锰的性质及应用领域
        1.2.2 二氧化锰的性质及应用领域
    1.3 高浓度含锰废水概述
        1.3.1 高浓度含锰废水的来源
        1.3.2 高浓度含锰废水的特征
        1.3.3 高浓度含锰废水的危害
    1.4 国内外高浓度含锰废水处理技术现状
        1.4.1 沉淀法
        1.4.2 吸附法
        1.4.3 氧化法
        1.4.4 电解法
        1.4.5 离子交换膜-电解法
    1.5 离子交换膜在电化学中的应用
    1.6 本课题研究的目的和主要内容
        1.6.1 本课题研究的目的
        1.6.2 本课题研究的主要内容
2 实验材料及研究方法
    2.1 实验装置与材料
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验材料
    2.2 实验过程及原理
        2.2.1 实验前极板预处理
        2.2.2 产品后期处理过程
        2.2.3 实验原理
    2.3 测试方法及考察指标
        2.3.1 Mn~(2+)浓度的测定
        2.3.2 游离H_2SO_4浓度的测定
        2.3.3 溶液pH值的测定
        2.3.4 产物形貌及晶体表征
        2.3.5 考察指标
3 膜电解过程中不同参数对工艺实验效果分析
    3.1 离子交换膜的选择
    3.2 阳极板材料的选择
    3.3 Mn~(2+)浓度对电沉积效果的影响
    3.4 温度对电沉积效果的影响
    3.5 电流密度对电沉积效果的影响
    3.6 极膜间距对电沉积效果的影响
    3.7 阴极液(NH_4)_2SO_4浓度对电沉积效果的影响
    3.8 阴极液初始pH值对电沉积效果的影响
    3.9 阳极液初始H_2SO_4浓度对电沉积效果的影响
    3.10 正交试验
    3.11 本章小结
4 不同种类添加剂对膜电解处理工艺的影响
    4.1 H_2Se O_3对膜电解处理工艺效果的影响分析
    4.2 PAM+硫脲对锰沉积效果的影响分析
    4.3 本章小结
5 单膜双室同槽电解机理研究及产物表征
    5.1 单膜双室同槽电解离子传输过程及机理研究
        5.1.1 阴极液各离子浓度变化
        5.1.2 阳极液各离子浓度变化
    5.2 最佳控制因素条件下电解金属锰测试
    5.3 最佳控制因素条件下电解二氧化锰测试
    5.4 本章小结
6 现场中试试验研究及经济效益分析
    6.1 现场中试试验研究
    6.2 工艺耗能分析
    6.3 经济效益分析
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(3)电镀污泥中回收镍的工艺优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 概况
    1.2 电镀污泥的来源和性质、分类、危害
        1.2.1 电镀污泥的来源
        1.2.2 电镀污泥的种类
        1.2.3 电镀污泥的危害
    1.3 电镀污泥处理处置现状
        1.3.1 稳定化/固化处理
        1.3.2 填海与堆放
        1.3.3 热化学技术
        1.3.4 生物处理
        1.3.5 重金属回收处理
    1.4 本论文的意义和研究内容
    1.5 本论文拟采取的思路与方案
第二章 实验材料和方法
    2.1 材料和方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验试剂及仪器
        2.1.3 实验方法
    2.2 实验内容及结果分析
        2.2.1 电镀污泥含水率
        2.2.2 电镀污泥的pH及腐蚀性
        2.2.3 电镀污泥的浸出毒性
        2.2.4 电镀污泥中重金属
    2.3 总结
第三章 电镀污泥的浸出条件及工艺研究
    3.1 工艺流程
        3.1.1 电解条件
        3.1.2 电解余液的除杂
        3.1.3 滤渣的返回浸出
        3.1.4 含镍溶液的萃取—反萃
    3.2 电镀污泥浸出影响因素
        3.2.1 原料粒径的大小
        3.2.2 硫酸的浓度
        3.2.3 搅拌速率
        3.2.4 浸出温度
    3.3 浸出试验
        3.3.1 固液比对浸出率的影响
        3.3.2 酸浸pH对浸出率的影响
        3.3.3 浸出时间对浸出率的影响
        3.3.4 浸出温度对浸出率的影响
    3.4 浸出液的电解影响因素
        3.4.1 电压的选择
        3.4.2 电解时间对电解影响
        3.4.3 滤渣中镍的返回浸出
    3.5 工艺优化
        3.5.1 搅拌时间的优化
        3.5.2 杂质离子去除pH优化
        3.5.3 其他金属离子去除温度优化
        3.5.4 杂质离子去除磷酸钠用量优化
第四章 电镀污泥有价金属镍的提取与回收
    4.1 镍的萃取
        4.1.1 萃取剂的选择和原理
        4.1.2 稀释剂的选择
        4.1.3 萃取实验
    4.2 镍的反萃
        4.2.1 硫酸浓度对反萃的影响
        4.2.2 相比对反萃的影响
    4.3 回收硫酸镍
    4.4 电镀污泥浸出废弃物的综合处理
    4.5 电镀污泥处理与处置优化方案的实际试产
第五章 电镀污泥重金属回收的效益分析
    5.1 电镀污泥回收有价金属的成本、经济效益分析
    5.2 电镀污泥处理与处置的环境效益分析
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献

(4)废旧锂离子电池矿浆电解过程资源化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 废旧锂离子电池概述
    1.2 废旧锂离子电池资源化研究现状
        1.2.1 梯次利用技术
        1.2.2 拆解回收技术
        1.2.3 火法回收技术
        1.2.4 湿法回收技术
        1.2.5 生物法回收技术
        1.2.6 电沉积处理技术
    1.3 矿浆电解处理技术
    1.4 课题研究意义与内容
2 材料与方法
    2.1 实验原料与试剂
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验设备与仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 废旧锂离子电池预处理与成分分析
        2.3.2 废旧锂离子电池正负极混合物还原氨浸研究
        2.3.3 废旧锂离子电池正负极混合物氨浸液电沉积研究
        2.3.4 废旧锂离子电池正负极混合物矿浆电解法回收
3 废旧锂离子电池预处理
    3.1 放电
        3.1.1 放电方法概述
        3.1.2 放电结果与讨论
    3.2 破碎及筛分
    3.3 样品成分及含量分析
    3.4 本章小结
4 废旧锂离子电池正负极混合物还原氨浸研究
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 氨水浓度
        4.2.2 碳酸氢铵浓度
        4.2.3 亚硫酸钠用量
        4.2.4 反应温度
        4.2.5 钴和锂浸出动力学规律
        4.2.6 镍与铜的浸出率
        4.2.7 物相分析
        4.2.8 形貌分析
        4.2.9 浸出渣进一步分离纯化
    4.3 本章小结
5 废旧锂离子电池正负极混合物氨浸液电沉积研究
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 电压
        5.2.2 钴
        5.2.3 锂
        5.2.4 镍
        5.2.5 铜
        5.2.6 分布规律
        5.2.7 物相分析
        5.2.8 形貌分析
    5.3 本章小结
6 废旧锂离子电池正负极混合物矿浆电解回收
    6.1 引言
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 电压
        6.2.2 钴
        6.2.3 锂
        6.2.4 镍
        6.2.5 铜
        6.2.6 分布规律
        6.2.7 物相分析
        6.2.8 形貌分析
    6.3 钴酸锂在阴极沉积再生的试验
    6.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果

(5)膜电解法电沉积废水中锰的控制参数及机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 含锰废水的来源、特征及危害
        1.1.1 含锰废水的来源
        1.1.2 含锰废水的特征及危害
    1.2 高浓度含锰废水的处理技术研究现状
        1.2.1 生物法
        1.2.2 氧化法
        1.2.3 沉淀法
        1.2.4 电解法
        1.2.5 离子交换膜—电解法
    1.3 离子交换膜电解技术在冶金工业中的应用
    1.4 电解金属锰
        1.4.1 锰的性质及用途
        1.4.2 电解金属锰工艺发展
    1.5 电解二氧化锰
        1.5.1 电解二氧化锰的性质及用途
        1.5.2 电解二氧化锰工艺发展
    1.6 同槽电解制备金属锰和二氧化锰
    1.7 课题研究目的及主要内容
2 实验材料与研究方法
    2.1 实验装置与材料
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验材料
        2.1.4 实验装置
    2.2 实验原理及过程
        2.2.1 极板预处理过程
        2.2.2 产品后期处理过程
        2.2.3 实验原理
    2.3 考察指标及测试方法
        2.3.1 Mn~(2+)浓度的测定
        2.3.2 游离H_2SO_4含量的测定
        2.3.3 溶液pH值的测定
        2.3.4 产物表征
        2.3.5 考察指标
3 双膜三室同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰的控制因素研究
    3.1 离子交换膜的选择
    3.2 阳极板材料的选择
    3.3 Mn~(2+)浓度对电沉积效果的影响
    3.4 电流密度对电沉积效果的影响
    3.5 温度对电沉积效果的影响
    3.6 极间距对电沉积效果的影响
    3.7 阴极液(NH_4)_2SO_4浓度对电沉积效果的影响
    3.8 阳极液H_2SO_4浓度对电沉积效果的影响
    3.9 中隔室初始H_2SO_4浓度对电沉积效果的影响
    3.10 正交实验
    3.11 本章小结
4 双膜三室同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰的机理研究及产物表征
    4.1 双膜三室同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰的离子传输过程及机理研究
        4.1.1 阴极室各离子浓度变化
        4.1.2 中隔室各离子浓度变化
        4.1.3 阳极室各离子浓度变化
    4.2 最佳控制因素条件下电解金属锰产品测试
    4.3 最佳控制因素条件下电解二氧化锰产品测试
    4.4 本章小结
5 经济效益分析
    5.1 工艺耗能分析
    5.2 产物效益分析
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(6)同槽电解处理高浓度含锰废水技术工艺(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
        1.1.1 金属锰的性质及应用领域
        1.1.2 锰产量及国内外锰矿资源特点
        1.1.3 金属锰制备工艺发展及存在问题
    1.2 高浓度含锰废水简介
        1.2.1 高浓度含锰废水的特点
        1.2.2 高浓度含锰废水的危害
    1.3 国内外高浓度含锰废水处理技术现状
        1.3.1 传统含锰废水处理技术
        1.3.2 电解法处理含锰废水
    1.4 同槽电解处理高浓度含锰废水及其意义
        1.4.1 同槽电解的发展简介
        1.4.2 离子交换膜技术及其应用
        1.4.3 离子膜法同槽电解处理高浓度含锰废水的意义
    1.5 本课题研究的主要目的及内容
        1.5.1 本课题研究的目的
        1.5.2 本课题研究的主要内容及技术原理
2 试验材料及研究方法
    2.1 试验试剂与仪器
        2.1.1 试验药品
        2.1.2 试验仪器
        2.1.3 试验材料及装置
    2.2 试验准备及处理
        2.2.1 试验准备及预处理
        2.2.2 产品后期处理
    2.3 计算方法及检测手段
        2.3.1 离子浓度测定方法
        2.3.2 阳极产品含量测定与表征
        2.3.3 阴极产品含量测定与表征
        2.3.4 考察指标
3 电解过程中不同参数对工艺试验效果分析
    3.1 阴极电解工艺参数的确定
        3.1.1 离子浓度对锰沉积的影响
        3.1.2 极板材质对锰沉积的影响
        3.1.3 电流密度对锰沉积的影响
        3.1.4 温度对阴极锰沉积的影响
        3.1.5 pH对阴极锰沉积的影响
        3.1.6 添加剂对阴极锰沉积的影响
    3.2 阳极电解工艺参数的确定
        3.2.1 温度对二氧化锰电解的影响
        3.2.2 电流密度对酸回收浓度及二氧化锰电解的影响
        3.2.3 酸浓度对电解效果的影响
        3.2.4 极板材质对电解效果影响
    3.3 其它因素的影响
    3.4 正交试验
    3.5 本章小结
4 单膜双室与双膜三室回收工艺对比分析
    4.1 试验原理及试剂种类
    4.2 能耗及产品效益分析
    4.3 优缺点对比分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

(7)金属表面处理废水净化方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 金属表面处理行业发展现状
    1.2 金属表面处理废水来源与特征
        1.2.1 废水来源
        1.2.2 废水特征
    1.3 金属表面处理废水的处理方法
        1.3.1 COD
        1.3.2 重金属
        1.3.3 总磷
        1.3.4 硝酸盐氮
    1.4 研究意义与内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线
第二章 实验仪器与分析测试方法
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 分析测试方法
    2.3 定义说明
第三章 生物法去除锌镍合金电镀废水COD实验研究
    3.1 直接生物法处理结果
    3.2 芬顿预处理+生物处理结果
    3.3 二次芬顿与生物处理
    3.4 铁碳预处理与生物处理
        3.4.1 铁碳预处理效果
        3.4.2 铁碳预处理+生物处理
    3.5 本章小结
第四章 金属表面处理废水中重金属去除研究
    4.1 重金属镍的去除研究
        4.1.1 柠檬酸络合镍模拟废水中镍的去除研究
        4.1.2 化学镀镍实际废水中镍的去除研究
    4.2 重金属铬的去除研究
        4.2.1 低浓度实际含铬废水去除研究
        4.2.2 高浓度模拟含铬废水去除研究
    4.3 本章小结
第五章 化学镀镍废液同步除磷去镍实验研究
    5.1 H_2O_2去除效果研究
    5.2 芬顿去除效果研究
    5.3 铁碳处理去除效果研究
        5.3.1 铁碳处理对磷的去除效果研究
        5.3.2 铁碳处理对镍的去除效果研究
    5.4 次氯酸盐去除效果研究
        5.4.1 次氯酸钙去除效果研究
        5.4.2 次氯酸钠去除效果研究
    5.5 本章小结
第六章 阴离子交换树脂处理硝酸盐氮的实验研究
    6.1 阴离子交换树脂的预处理
    6.2 离子交换处理退镀废水
        6.2.1 处理效果与树脂体积的关系
        6.2.2 处理效果与进水pH的关系
        6.2.3 处理效果与流速的关系
    6.3 树脂再生
        6.3.1 四倍树脂体积NaCl(10%)再生
        6.3.2 三倍树脂体积NaCl(20%)再生
        6.3.3 三倍树脂体积NaCl(20%)+NaOH(3.2%)再生
        6.3.4 浸泡再生
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(8)含镍废水处理和再利用技术在工业中的应用进展(论文提纲范文)

1 含镍废水处理及资源回收利用的方法
    1.1 传统化学法
        1.1.1 化学沉淀法
        1.1.2 絮凝法
    1.2 物理法
        1.2.1 吸附法
        1.2.2 离子交换法
        1.2.3 膜分离法
        1.2.4 磁分离技术
    1.3 电化学法
        1.3.1 电解法
        1.3.2 膜电解法
        1.3.3 电去离子技术
2 现状与展望

(9)电镀退镍废水中镍和硼的处理试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 电镀退镍废水中镍和硼的来源
        1.1.2 镍和硼的污染特性
        1.1.3 镍和硼在水溶液中的化学性质
        1.1.4 总镍和硼的相关标准
    1.2 电镀含镍废水的处理技术及研究现状
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 吸附法
        1.2.3 离子交换法
        1.2.4 膜技术
        1.2.5 电化学方法
        1.2.6 微电解法
    1.3 含硼废水的处理技术及研究现状
        1.3.1 化学沉淀法
        1.3.2 吸附法
        1.3.3 离子交换法
        1.3.4 反渗透
        1.3.5 电絮凝法
    1.4 课题研究内容
        1.4.1 课题研究目的及意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究技术路线
        1.4.4 本课题的创新之处
第二章 试验材料和分析方法
    2.1 试验装置
        2.1.1 化学沉淀法的试验装置
        2.1.2 铁屑微电解法的试验装置
        2.1.3 电絮凝的试验装置
    2.2 试验材料
    2.3 试验用水及水质分析方法
        2.3.1 试验用水水质
        2.3.2 水质分析方法
第三章 化学沉淀法预处理电镀退镍废水中镍和硼的试验研究
    3.1 pH值变化对废水中镍和硼去除效率的影响分析
        3.1.1 pH值变化对去除镍的影响
        3.1.2 pH值变化对去除硼的影响
        3.1.3 pH值变化对去除镍和硼的综合影响
    3.2 沉淀物的分析
        3.2.1 试验方法
        3.2.2 沉淀物减量化分析
        3.2.3 沉淀物的XRD物相分析
        3.2.4 沉淀物的FESEM表征
        3.2.5 沉淀物的TEM表征
    3.3 本章小结
第四章 铁屑微电解法和电絮凝法进一步处理镍和硼废水的试验研究
    4.1 铁屑微电解法处理镍和硼废水的试验研究
        4.1.1 铁屑微电解法对镍和硼废水的去除效果分析
        4.1.2 铁屑微电解法对去除镍的影响因素分析
        4.1.2.1 铁屑量的影响
        4.1.2.2 转速的影响
        4.1.2.3 初始pH值的影响
        4.1.3 铁屑微电解法去除镍的过程分析
        4.1.3.1 铁屑微电解法对镍的去除效果
        4.1.3.2 铁屑微电解法除镍过程中pH值的变化
        4.1.3.3 铁屑微电解法除镍过程中溶解氧的变化
        4.1.4 反应后铁屑和沉淀物的分析
        4.1.4.1 反应后铁屑的FESEM表征
        4.1.4.2 沉淀物的FESEM表征
        4.1.4.3 沉淀物的XRD物相分析
        4.1.4.4 反应后铁屑和沉淀物的溶解试验
        4.1.5 小结
    4.2 电絮凝法处理镍和硼废水的试验研究
        4.2.1 电絮凝对镍和硼废水的去除效果分析
        4.2.2 电絮凝法对去除硼的影响因素分析
        4.2.2.1 电极材料对去除硼的影响
        4.2.2.2 极板间距对去除硼的影响
        4.2.2.3 极板数量对去除硼的影响
        4.2.3 电絮凝过程中硼的去除规律
        4.2.4 沉淀物的分析
        4.2.5 MgO后续处理试验研究
        4.2.5.1 试验方法
        4.2.5.2 试验结果
        4.2.6 小结
    4.3 铁屑微电解法与电絮凝法的对比讨论
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及其他科研成果

(10)基于双功能负载型镍基催化剂的构筑及其催化己二腈加氢性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 己内酰胺简介
        1.1.1 己内酰胺的物化性质和应用
        1.1.2 己内酰胺的发展和国内外现状
    1.2 己内酰胺的传统生产工艺
        1.2.1 环己酮-羟胺路线
        1.2.2 甲苯亚硝化路线
        1.2.3 环己烷光亚硝化路线
    1.3 合成己内酰胺的其他工艺路线
        1.3.1 环己酮氨肟化及一步法合成路线
        1.3.2 环己烯水合路线
        1.3.3 丙烯腈电解合成路线
        1.3.4 硝基环己烷加氢合成路线
        1.3.5 环己烷一步法合成路线
        1.3.6 生物质合成路线
        1.3.7 丁二烯羰基酯化或氢氰化合成路线
    1.4 己内酰胺生产新工艺
        1.4.1 Beckmann重排工艺
        1.4.2 环己烷氧化工艺
    1.5 己二胺概述
        1.5.1 己二胺的性质和应用
        1.5.2 己二胺的发展现状
        1.5.3 己二胺的生产工艺
    1.6 己二腈加氢研究综述
        1.6.1 己二腈加氢的研究背景和意义
        1.6.2 腈类加氢反应机理
        1.6.3 己二腈加氢反应机理
        1.6.4 己二腈及其主要加氢产物的物化性质
        1.6.5 己二腈加氢催化剂的研究进展
    1.7 选题的目的、意义及主要研究内容
        1.7.1 选题的目的与意义
        1.7.2 主要研究内容
第2章 实验与催化剂表征方法
    2.1 实验试剂和仪器设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备与仪器
    2.2 催化剂的制备
    2.3 催化剂的表征方法
        2.3.1 N_2物理吸附脱附表征
        2.3.2 X-射线衍射表征(XRD)
        2.3.3 X-射线光电子能谱表征(XPS)
        2.3.4 傅里叶红外光谱表征(FT-IR)
        2.3.5 拉曼光谱分析表征(Raman)
        2.3.6 氢气程序升温还原分析表征(H_2-TRP)
        2.3.7 氢气化学吸附表征(H_2 chemisorption)
        2.3.8 氨气化学吸附表征(NH_3-TPD)
        2.3.9 二氧化碳化学吸附表征(CO_2-TPD)
        2.3.10 扫描电子显微镜表征(SEM)
        2.3.11 透射电子显微镜表征(TEM)
    2.4 反应过程及产物分析方法
        2.4.1 反应过程
        2.4.2 产物分析方法
第3章 K、La共改性的镍基海泡石催化剂的制备及其性能研究
    3.1 前言
    3.2 催化剂制备与性能评价
        3.2.1 催化剂的制备
        3.2.2 催化剂表征与催化剂的性能评价
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的表征
        3.3.2 催化剂催化己二腈加氢反应性能
    3.4 本章小结
第4章 改性海泡石负载K改性的镍基催化剂的制备及其性能研究
    4.1 前言
    4.2 催化剂制备与性能评价
        4.2.1 改性海泡石的制备
        4.2.2 改性海泡石负载镍基催化剂的制备
        4.2.3 催化剂表征与催化剂的性能评价
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂的表征
        4.3.2 催化剂催化己二腈加氢反应性能
    4.4 本章小结
第5章 K、Fe共改性的镍基活性炭催化剂的制备及其性能研究
    5.1 前言
    5.2 催化剂制备与性能评价
        5.2.1 改性活性炭的预处理
        5.2.2 改性活性炭负载型镍基催化剂制备
        5.2.3 催化剂表征与催化剂的性能评价
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 催化剂的表征
        5.3.2 催化剂催化己二腈加氢反应性能
    5.4 本章小结
第6章 Cu、Mg共改性的镍基碳纳米管催化剂的制备及其性能研究
    6.1 前言
    6.2 催化剂制备与性能评价
        6.2.1 Mg-Cu-Ni/MWCNTs催化剂的制备
        6.2.2 催化剂表征与催化剂的性能评价
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 催化剂的表征
        6.3.2 催化剂催化己二腈加氢反应性能
    6.4 本章小结
第7章 功能化碳管负载镍基催化剂的制备及其在碱性离子液体体系下的性能研究
    7.1 前言
    7.2 催化剂制备与性能评价
        7.2.1 羧基化碳纳米管(COOH-MWCNTs)的制备
        7.2.2 氨基化碳纳米管(NH2-MWCNTs)的制备
        7.2.3 羟基化碳纳米管(OH-MWCNTs)的制备
        7.2.4 掺氮碳纳米管(N-MWCNTs-T)的制备
        7.2.5 功能化碳纳米管负载镍基催化剂(Ni/F-MWCNTs)的制备
        7.2.6 DFT计算参数的设置
        7.2.7 催化剂表征与催化剂的性能评价
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 催化剂的表征
        7.3.2 催化剂催化己二腈加氢反应性能
    7.4 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 主要创新点
    8.3 展望
参考文献
附录 个人简历及研究生期间的科研成果
致谢

四、使用化学沉淀法的电解回收金属镍装置的研制(论文参考文献)

  • [1]膜电解法处理高浓度含铜电镀废水技术工艺[D]. 杜晗. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [2]高浓度含锰废水膜电解处理技术及应用研究[D]. 郑洋洋. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [3]电镀污泥中回收镍的工艺优化研究[D]. 龚方旭. 合肥学院, 2021(12)
  • [4]废旧锂离子电池矿浆电解过程资源化研究[D]. 齐亚平. 西南科技大学, 2020(08)
  • [5]膜电解法电沉积废水中锰的控制参数及机理研究[D]. 徐祺. 兰州交通大学, 2020(01)
  • [6]同槽电解处理高浓度含锰废水技术工艺[D]. 关文学. 兰州交通大学, 2020(01)
  • [7]金属表面处理废水净化方法研究[D]. 李洋. 上海交通大学, 2020(01)
  • [8]含镍废水处理和再利用技术在工业中的应用进展[J]. 李超楠,李梅,高英武. 化学推进剂与高分子材料, 2019(04)
  • [9]电镀退镍废水中镍和硼的处理试验研究[D]. 房银珠. 江苏大学, 2019(02)
  • [10]基于双功能负载型镍基催化剂的构筑及其催化己二腈加氢性能研究[D]. 吕扬. 湘潭大学, 2019

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化学沉淀法电解回收金属镍装置的研制
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