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含镍、砷高盐废水处理技术
1、研究的意义
关于含镍污水的治理技术，目前能够检索到的有用研究文献资料相当有限。文献中提供的技术路线能够工程化的方法主要包括硫化物沉淀法、氢氧化物沉淀法和铁盐共沉淀法。然而，其他方法要么因为药剂昂贵而不适合大规模应用，要么只能针对单一水质状况无法应对复杂条件，要么仅为概念性研究无法工程化。
在三种常用方法中，氢氧化物沉淀法难以达到排放标准（氢氧化镍溶度积较低），硫化物沉淀法从理论上能够实现处理后的污水达标（低于0.5mg/L）。然而，研究资料提供的硫化工艺操作条件下的处理指标，实际上几乎无法实现重现。这种现象的原因在于：文献资料的研究结果都是在模拟水样下完成的，水质条件单一，交互影响因素较少，试验条件容易控制。
另一方面，关于含砷污水的处理，硫化法经济实惠，铁盐法效率高，渣型稳定已是业界共识，研究文献资料较多。但是，在镍、砷共存的污水体系中，同时除镍、除砷的研究资料却寥寥无几，尚无成熟的技术可供参考。
总之，在我国含镍污水处理领域，现有的研究文献资料和技术路线存在局限性。未来研究应着重于探索更有效、更经济的方法，特别是在镍、砷共存的污水体系中，寻找同时除镍、除砷的解决方案。此外，加强实验室研究与工程实践的结合，提高试验条件的真实性和可靠性，也是当务之急。在此基础上，逐步完善含镍污水处理技术体系，为我国环保事业作出更大贡献。
2、处理工艺选择
本研究在业已确立的硫化法、铁盐法基础上，深入探讨高盐废水处理技术，全面评估处理后废水达标状况、工艺流程适用性、有价金属回收利用及安全环保等方面。
2.1试验原料
本研究所采用的含镍、砷高盐废水来自金川集团某萃取工艺生产过程中产生的硫酸钠萃余液。样品随机抽取，经过滤后处理用于试验。对样品中主要成分检测结果如下表1。

2.2试验过程
2.2.1除镍工艺
取硫酸钠萃余液1L于烧杯中，分别加入氢氧化钠和碳酸钠，调节溶液pH值至10~11，反应lh，控制反应温度为室温。
2.2.2铁盐法除砷
取沉镍后硫酸钠萃余液1L于烧杯中，调整PH值至6~7，加入铁试剂，反应1h后，过滤，取上清液，调整pH值至6~7，再次加入铁试剂，反应1h后，过滤，取上清液。重复上述步骤至处理后废水达到标准要求。
2.2.3硫化法除砷
硫化法处理硫酸钠萃余液共有两种选择
(1)硫酸钠萃余液调节pH后加入硫化钠溶液反应除去大部分砷，然后采用沉淀方式回收其中金属镍，最后采用铁试剂工艺深度除砷。
(2)硫酸钠萃余液首先经沉镜处理后，然后调节pH，加入硫化钠溶液反应除去大部分砷，最后采用铁试剂工艺深度除砷。
3、结果对比
3.1除镍工艺

从表2中可以看出，使用碳酸钠除镍效果明显优于氢氧化钠除镍效果，并且，因碳酸钠价格低廉，工业化应用广泛，因此，除镍过程中使用碳酸钠。
3.2铁盐法除砷
在经历三段铁试剂处理沉镍后的硫酸钠萃余液处理过程中，废水指标得以满足标准要求。从废水达标状况、工艺流程适用性、有价金属回收以及安全环保四个方面进行分析，该方法表现出良好的适应性。
在达标状况方面，经过反复实验验证，该方法能够实现稳定达标。在工艺过程控制方面，操作简便，仅需调整两次pH值，且所用试剂种类有限。
在镍回收率方面，硫酸钠液经过沉镍处理后，约99%的金属镍以粗碳酸镍形式沉淀，仅有约1%的金属镍进入三段铁试剂处理工序。在此过程中，镍主要进入中水回收料（压滤渣）中，废水中的镍含量控制在0.5mg/L。粗碳酸镍与中水回收料均返回浸出工序回用，镍损失仅限于废水中携带的镍量。
在安全环保方面，三段铁试剂处理硫酸钠萃余液工艺中，处理过程无有毒有害气体产生。粗碳酸镍和中水回收料可返回浸出工序循环利用。
3.3硫化法除砷
经过重复试验，单纯使用硫化法处理含砷废水，处理后废水指标无法达到标准要求，需与铁盐法联合除砷。同时，针对有价金属镍，有“硫化+沉镍+两段铁试剂”处理工艺和“沉镍+硫化+两段铁试剂”处理工艺。处理工艺流程图见图1和图2。

经分析，两种工艺流程应用于硫酸钠萃余液的处理均能达到达标效果，但过程中指标存在波动。在先硫化后沉镍的工艺流程中，若未配备除镍工艺，经两段铁试剂除砷后产生的废水镍含量将不符合标准。
在先硫化后沉镲工艺流程中，有46%的镍进入硫化渣，但现有系统无法有效回收利用。同时，由于前段硫化钠过量，除镍工艺产生的粗碳酸镍也无法返回现有系统再利用。而在先沉镍后硫化工艺流程中，镍回收率高达99%以上，且产生的粗碳酸镍可返回硫酸铜系统再利用。
综合考虑，若采用硫化法处理硫酸钠萃余液，采用“沉镍+硫化+两段铁试剂”（以下简称“硫化+两段铁试剂”）的处理流程可实现镍的高效回收再利用。
根据原水中含砷波动较大的情况，