酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法與流程
2023-06-06 04:47:26 1
技術領域
本發明涉及一種廢液處理方法，具體涉及一種酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法。屬於金屬提煉技術領域。
背景技術：
酸浸工藝提煉有價金屬的常用方法，比如，在生產鈷鎳時，直接採用酸（通常是硫酸）溶液將礦石中的鈷鎳等有價金屬浸出，但是，在酸浸過程中不可避免的會將和鈷鎳伴生的鎂、錳等雜質一併浸出，隨後浸出液經淨化並除雜後沉澱出鈷鎳，這樣得到的沉鈷鎳後液中含有鎂、錳等雜質，甚至還有少量殘留的鈷鎳等，同時，由於酸浸工藝中使用了大量酸，故所產生的廢液中還含有大量的酸。
在實際生產中，應當對上述方法產生的廢液進行進一步處理，達到資源回收利用的目的，避免浪費以及對環境的汙染。
技術實現要素：
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法。
為實現上述目的，本發明採用下述技術方案：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法，包括步驟：
（1）向廢液中加入氫氧化鈉溶液，調節pH值為7～8，加入摩爾比為1：1～2的碳酸銨和磷酸銨，進行沉澱反應並過濾，得沉澱物和濾液；
（2）向濾液中加入聚丙烯酸鈉，絡合濾液中的剩餘金屬離子，形成金屬離子絡合物；
（3）進行第一次超濾濃縮，得第一超濾濃縮液和第一透析液，後者作為生產用水回用；
（4）向第一超濾濃縮液中加入強酸液，調節pH值至1～2，通過酸化使得第一超濾濃縮液中的金屬離子絡合物進行解絡；
（5）將解絡的溶液進行第二次超濾濃縮，得第二超濾濃縮液和第二透析液，聚丙烯酸鈉富集於第二超濾濃縮液中，並返回步驟（3）循環使用；
（6）將第二透析液進行反滲透濃縮分離，得到金屬離子反滲透濃縮液以及第三透析液，前者進一步濃縮提升酸度後可作為步驟（4）中的強酸液循環利用；後者作為生產用水回用。
優選的，步驟（1）中沉澱反應前，先將廢液置於幹化池中，濃縮蒸發掉10～20%的水分，然後使用板框壓濾機進行壓濾，除去20～25%的水分。
優選的，步驟（1）中，碳酸銨和磷酸銨的總量與廢液的質量體積比為1.2～1.8g：1L，沉澱反應的時間為1～2小時。
優選的，步驟（1）中，氫氧化鈉溶液的質量濃度為40%。
優選的，步驟（1）中，沉澱物用去離子水洗滌2～3次，並在40～80℃條件下乾燥12～24小時，即可得到用作肥料的鎂肥（包括碳酸鎂和磷酸銨鎂）。
優選的，步驟（2）中，每升濾液的聚丙烯酸鈉加入量為1.7～2.1g。
優選的，步驟（3）中的第一次超濾濃縮使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa。
優選的，步驟（5）中的第二次超濾濃縮使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa。
優選的，步驟（6）中，反滲透濃縮的工藝條件為：壓力3MPa，料液濃縮倍數為10倍。
本發明的有益效果：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生的廢液中含有大量鎂，通過本發明的處理方法，用碳酸銨和磷酸銨沉澱廢液中的鎂，得到碳酸鎂和磷酸銨鎂，是非常常用的鎂肥，實現了金屬鎂的有效回收利用。本發明還對沉澱鎂以後所得的濾液進行了絡合處理、兩次超濾濃縮和一次反滲透濃縮處理，使得濾液中剩餘的金屬離子從濾液中絡合分離出來並富集於金屬離子反滲透濃縮液中，該過程中產生的第一透析液和第三透析液可直接作為生產用水回用，而金屬離子反滲透濃縮液還可以用於酸化解絡的步驟，實現了酸液的循環利用。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，並不對其內容進行限定。
實施例1：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法，包括步驟：
（1）將廢液置於幹化池中，濃縮蒸發掉10%的水分，然後使用板框壓濾機進行壓濾，除去20%的水分；然後加入氫氧化鈉溶液（40w.t.%），調節pH值為7，加入摩爾比為1：1的碳酸銨和磷酸銨，進行沉澱反應1小時並過濾，得沉澱物和濾液；其中，碳酸銨和磷酸銨的總量與廢液的質量體積比為1.2g：1L，沉澱物用去離子水洗滌2次，並在40℃條件下乾燥12小時，即可得到用作肥料的鎂肥（包括碳酸鎂和磷酸銨鎂）；
（2）向濾液中加入聚丙烯酸鈉（每升濾液的聚丙烯酸鈉加入量為1.7g），絡合濾液中的剩餘金屬離子，形成金屬離子絡合物；
（3）進行第一次超濾濃縮分離（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第一超濾濃縮液和第一透析液，後者作為生產用水回用；
（4）向第一超濾濃縮液中加入強酸液，調節pH值至1，通過酸化使得第一超濾濃縮液中的金屬離子絡合物進行解絡；
（5）將解絡的溶液進行第二次超濾濃縮（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第二超濾濃縮液和第二透析液，聚丙烯酸鈉富集於第二超濾濃縮液中，並返回步驟（3）循環使用；
（6）將第二透析液進行反滲透濃縮分離（壓力3MPa，料液濃縮倍數為10倍），得到金屬離子反滲透濃縮液以及第三透析液，前者進一步濃縮提升酸度後可作為步驟（4）中的強酸液循環利用；後者作為生產用水回用。
實施例2：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法，包括步驟：
（1）將廢液置於幹化池中，濃縮蒸發掉20%的水分，然後使用板框壓濾機進行壓濾，除去25%的水分；然後加入氫氧化鈉溶液（40w.t.%），調節pH值為8，加入摩爾比為1：2的碳酸銨和磷酸銨，進行沉澱反應2小時並過濾，得沉澱物和濾液；其中，碳酸銨和磷酸銨的總量與廢液的質量體積比為1.8g：1L，沉澱物用去離子水洗滌3次，並在80℃條件下乾燥24小時，即可得到用作肥料的鎂肥（包括碳酸鎂和磷酸銨鎂）；
（2）向濾液中加入聚丙烯酸鈉（每升濾液的聚丙烯酸鈉加入量為2.1g），絡合濾液中的剩餘金屬離子，形成金屬離子絡合物；
（3）進行第一次超濾濃縮分離（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第一超濾濃縮液和第一透析液，後者作為生產用水回用；
（4）向第一超濾濃縮液中加入強酸液，調節pH值至2，通過酸化使得第一超濾濃縮液中的金屬離子絡合物進行解絡；
（5）將解絡的溶液進行第二次超濾濃縮（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第二超濾濃縮液和第二透析液，聚丙烯酸鈉富集於第二超濾濃縮液中，並返回步驟（3）循環使用；
（6）將第二透析液進行反滲透濃縮分離（壓力3MPa，料液濃縮倍數為10倍），得到金屬離子反滲透濃縮液以及第三透析液，前者進一步濃縮提升酸度後可作為步驟（4）中的強酸液循環利用；後者作為生產用水回用。
實施例3：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法，包括步驟：
（1）將廢液置於幹化池中，濃縮蒸發掉10%的水分，然後使用板框壓濾機進行壓濾，除去25%的水分；然後加入氫氧化鈉溶液（40w.t.%），調節pH值為7，加入摩爾比為1：2的碳酸銨和磷酸銨，進行沉澱反應1小時並過濾，得沉澱物和濾液；其中，碳酸銨和磷酸銨的總量與廢液的質量體積比為1.8g：1L，沉澱物用去離子水洗滌2次，並在80℃條件下乾燥12小時，即可得到用作肥料的鎂肥（包括碳酸鎂和磷酸銨鎂）；
（2）向濾液中加入聚丙烯酸鈉（每升濾液的聚丙烯酸鈉加入量為2.1g），絡合濾液中的剩餘金屬離子，形成金屬離子絡合物；
（3）進行第一次超濾濃縮分離（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第一超濾濃縮液和第一透析液，後者作為生產用水回用；
（4）向第一超濾濃縮液中加入強酸液，調節pH值至1，通過酸化使得第一超濾濃縮液中的金屬離子絡合物進行解絡；
（5）將解絡的溶液進行第二次超濾濃縮（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第二超濾濃縮液和第二透析液，聚丙烯酸鈉富集於第二超濾濃縮液中，並返回步驟（3）循環使用；
（6）將第二透析液進行反滲透濃縮分離（壓力3MPa，料液濃縮倍數為10倍），得到金屬離子反滲透濃縮液以及第三透析液，前者進一步濃縮提升酸度後可作為步驟（4）中的強酸液循環利用；後者作為生產用水回用。
實施例4：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法，包括步驟：
（1）將廢液置於幹化池中，濃縮蒸發掉20%的水分，然後使用板框壓濾機進行壓濾，除去20%的水分；然後加入氫氧化鈉溶液（40w.t.%），調節pH值為8，加入摩爾比為1：1的碳酸銨和磷酸銨，進行沉澱反應2小時並過濾，得沉澱物和濾液；其中，碳酸銨和磷酸銨的總量與廢液的質量體積比為1.2g：1L，沉澱物用去離子水洗滌3次，並在40℃條件下乾燥24小時，即可得到用作肥料的鎂肥（包括碳酸鎂和磷酸銨鎂）；
（2）向濾液中加入聚丙烯酸鈉（每升濾液的聚丙烯酸鈉加入量為1.7g），絡合濾液中的剩餘金屬離子，形成金屬離子絡合物；
（3）進行第一次超濾濃縮分離（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第一超濾濃縮液和第一透析液，後者作為生產用水回用；
（4）向第一超濾濃縮液中加入強酸液，調節pH值至2，通過酸化使得第一超濾濃縮液中的金屬離子絡合物進行解絡；
（5）將解絡的溶液進行第二次超濾濃縮（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第二超濾濃縮液和第二透析液，聚丙烯酸鈉富集於第二超濾濃縮液中，並返回步驟（3）循環使用；
（6）將第二透析液進行反滲透濃縮分離（壓力3MPa，料液濃縮倍數為10倍），得到金屬離子反滲透濃縮液以及第三透析液，前者進一步濃縮提升酸度後可作為步驟（4）中的強酸液循環利用；後者作為生產用水回用。
實施例5：
酸浸工藝提煉鈷鎳所產生廢液的循環處理方法，包括步驟：
（1）將廢液置於幹化池中，濃縮蒸發掉15%的水分，然後使用板框壓濾機進行壓濾，除去22%的水分；然後加入氫氧化鈉溶液（40w.t.%），調節pH值為7，加入摩爾比為1：1.5的碳酸銨和磷酸銨，進行沉澱反應1.5小時並過濾，得沉澱物和濾液；其中，碳酸銨和磷酸銨的總量與廢液的質量體積比為1.6g：1L，沉澱物用去離子水洗滌3次，並在60℃條件下乾燥18小時，即可得到用作肥料的鎂肥（包括碳酸鎂和磷酸銨鎂）；
（2）向濾液中加入聚丙烯酸鈉（每升濾液的聚丙烯酸鈉加入量為1.8g），絡合濾液中的剩餘金屬離子，形成金屬離子絡合物；
（3）進行第一次超濾濃縮分離（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第一超濾濃縮液和第一透析液，後者作為生產用水回用；
（4）向第一超濾濃縮液中加入強酸液，調節pH值至2，通過酸化使得第一超濾濃縮液中的金屬離子絡合物進行解絡；
（5）將解絡的溶液進行第二次超濾濃縮（使用的超濾膜為截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超濾工藝條件為：室溫，進壓0.3MPa，出壓0.1MPa），得第二超濾濃縮液和第二透析液，聚丙烯酸鈉富集於第二超濾濃縮液中，並返回步驟（3）循環使用；
（6）將第二透析液進行反滲透濃縮分離（壓力3MPa，料液濃縮倍數為10倍），得到金屬離子反滲透濃縮液以及第三透析液，前者進一步濃縮提升酸度後可作為步驟（4）中的強酸液循環利用；後者作為生產用水回用。
試驗例
採用EDTA絡合滴定法檢測處理前廢液中的金屬離子（包括鎂、錳等所有金屬離子）含量，採用原子吸收光譜法檢測處理後廢液中的金屬離子（包括鎂、錳等所有金屬離子）含量，結果見表1。
表1.金屬離子含量情況
由表1可知，處理後廢液包括第一透析液和第三透析液兩部分，其中的金屬離子含量均＜0.023mg/L，符合工業用水水質標準；並且，與處理前廢液中金屬離子含量相比，有效回收了廢液中的金屬離子。
上述雖然對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。