無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法

2023-05-08 07:23:06 1

無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法
【專利摘要】本發明公開了一種無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，包括如下步驟：（1）萃取；（2）反萃取；（3）萃取劑循環使用。本發明不用皂化，回收的鈷以離子溶液的形式可以直接作為鈷原料使用，所使用的萃取劑可反覆循環使用，節約了回收成本。本發明的回收率高，碳酸鈷廢水中鈷含量可以降到2mg/l以下，鈷的回收率可達到90%以上。
【專利說明】無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鈷的回收利用【技術領域】，具體涉及一種無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法。
【背景技術】
[0002]金屬鈷，作為一種十分重要的戰略性資源，中國非常短缺。而中國目前既是全球最大的消費國，也是最大的生產國，絕大比例的原材料(鈷礦等)依靠從非洲等地進口。在鈷的溼法冶煉工藝中，合成生產碳酸鈷是其非常重要的產品之一。而在碳酸鈷的生產過程中，會產生大量的母液與洗滌水等工藝廢水，這些廢水中會含有少量(幾十到幾百mg/L)的鈷離子，這些鈷離子具有較高的回收價值。另外，這些廢水因鈷離子含量不符合《銅、鎳、鈷工業汙染物排放標準》(GB25467-2010)的要求，不能夠直接排放。因此，必須對這些廢水中的鈷離子進行回收處理。
[0003]目前，在鈷的溼法冶煉行業內對鈷的回收，最常用的處理方法有化學沉澱法、重金屬捕集劑沉澱法和樹脂交換法等。但由於在碳酸鈷的合成中，通常使用碳酸氫銨做沉澱劑，廢水中含有的鈷離子多數以較為穩定的鈷銨絡離子形式存在，因此，上述的這些方法在實際應用中都存在不同的因素幹擾或技術應用的限制。沉澱法存在的問題是:由於在碳酸鈷的合成中，通常使用碳酸氫銨做沉澱劑，廢水中含有的鈷離子多數以較為穩定的鈷銨絡離子形式存在。因此，若用常規簡單的化學沉澱法(如加氫氧化鈉溶液沉澱)不能有效沉澱回收其中的鈷；而為了使廢水中的重金屬濃度達標，通常需要加過量的沉澱劑，廢水PH值往往要達到12左右，無法達到排放要求。若利用硫化法沉澱，雖能有效沉澱回收鈷，但會引入新的硫化物產生惡臭氣體(味)汙染，且操作環境惡劣，同時回收的硫化鈷也不易直接溶解利用。
[0004]重金屬捕集劑沉澱法雖然能清除廢水中的重金屬離子，但產生的固體廢物比較穩定，有價金屬的回收成本很高，而且重金屬捕集劑價格也很貴。
[0005]樹脂交換法雖然可以實現重金屬的回收利用，但也存在明顯不足:對入水水質有苛刻要求，樹脂容易中毒失效。利用樹脂交換法，由於大量銨離子的幹擾，實際交換處理能力會受很大影響，反洗再生頻率很頻繁，在實際生產中不易實現長時間連續穩定運行，對於大規模廢水的處理能力和質量較難保證。另外就是樹脂再生同樣需要消耗等摩爾的酸和大量的洗滌水，而且這部分水又全部轉化為不能外排的廢水，增加了廢水的處理費用。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，該回收方法不僅成本低廉、回收率高，而且以鈷離子形式可直接作為鈷原料使用。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:
無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，包括如下步驟:(1)萃取
取pH為6.5、含鈷為0.02~I g/L的碳酸鈷廢水與有機溶劑萃取劑混合,經過萃取後廢水中的鈷進入有機溶劑萃取劑，而得到富鈷有機溶劑萃取劑；
(2)反萃取
將步驟(1)的富鈷有機溶劑萃取劑與酸性水溶液混合，經過反萃取，得到富鈷酸性水溶液和澄清的有機溶劑；
(3)萃取劑循環使用
將步驟(2)經反萃取得到的有機溶劑作為步驟(1)中碳酸鈷廢水的萃取劑。
[0008]在上述技術方案的基礎上，步驟(1)的萃取為一級、多級、逆流或錯流萃取。步驟
(2)反萃取為一級、多級、逆流或錯流反萃取。
[0009]進一步地，步驟(1)所述的有機溶劑萃取劑由體積百分比為5~20%的主劑和80~95%稀釋劑組成，其中，所述主劑為P507、P204和Cyanex272萃取劑中的任意一種或者三者任意比例的混合物，所述稀釋劑為60#溶劑油、磺化煤油和萃取劑專用溶劑的任意一種或者三者任意比例的混合物。
[0010]步驟(2)所述的酸性水溶液為I~6 mo I/L的鹽酸溶液或0.5~3 mo I/L的硫酸溶液或兩者任意比例的混合溶 液。
[0011]更進一步地，上述的多級萃取級數為1-6級，且有機相與水相的體積比為I '2~8。
[0012]上述的多級反萃取萃級數為I~3級，且有機相與水相的體積比為1:0.1~I。
[0013]與現有技術相比，本發明具有的有益效果為:
1、本發明回收的鈷以離子溶液的形式可以直接作為鈷原料使用，沒有新的廢水產生和新的汙染物引入，同時，所使用的萃取劑可反覆循環使用，節約了回收成本，廢水處理回收鈷的成本明顯降低，具有較好的經濟效益。
[0014]2、本發明回收率高，碳酸鈷廢水中鈷含量可以降到2mg/l以下，鈷的回收率可達到90%以上。
[0015]3、整個回收工藝不用皂化，無需特別設備，萃取和反萃取裝置可以長期連續穩定運行，具有處理能力大、穩定性好、操作簡便、佔用人力少等優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0017]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為便於理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅用於幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
[0019]下列實施例中，如無具體說明，本發明的各種設備為本領域的常規設備，各種設備的工藝參數為本領域的常規參數，所使用的各種原材料均可以通過市售得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業與科學用語與本領域技術熟練人員所熟悉的意義相同。[0020]實施例1
如圖1所示，無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，包括如下步驟:
(1)萃取
取pH為7.2、含鈷為0.063g/L的碳酸鈷廢水與有機溶劑萃取劑(主劑為P507，濃度為10%)混合，油水比為1:3，經過一級萃取後廢水中的鈷進入有機溶劑萃取劑，而得到富鈷有機溶劑萃取劑；
(2)反萃取
將步驟(1)的富鈷有機溶劑萃取劑與酸性水溶液(I mol/L的硫酸溶液)混合，油水比為1:0.2，經過一級反萃取，得到富鈷酸性水溶液和澄清的有機溶劑，其中，富鈷酸性水溶液中鈷以離子形式存在而可直接作為鈷原料使用，得到的澄清有機溶劑可循環利用而作為步驟(1)中碳酸鈷廢水的萃取劑。
[0021]所得結果見下表:__
【權利要求】
1.無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)萃取 取pH為6.5、含鈷為0.02~I g/L的碳酸鈷廢水與有機溶劑萃取劑混合,經過萃取後廢水中的鈷進入有機溶劑萃取劑，而得到富鈷有機溶劑萃取劑； (2)反萃取 將步驟(1)的富鈷有機溶劑萃取劑與酸性水溶液混合，經過反萃取，得到富鈷酸性水溶液和澄清的有機溶劑； (3)萃取劑循環使用 將步驟(2)經反萃取得到的有機溶劑作為步驟(1)中碳酸鈷廢水的萃取劑。
2.如權利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於:步驟(1)所述的萃取為一級、多級、逆流或錯流萃取。
3.如權利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於:步驟(2)所述的反萃取為一級、多級、逆流或錯流反萃取。
4.如權利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於:步驟(1)所述的有機溶劑萃取劑由體積百分比為5~20%的主劑和80~95%稀釋劑組成，其中，所述主劑為P507、P204和Cyanex272萃取劑中的任意一種或者三者任意比例的混合物，所述稀釋劑為60#溶劑油、磺化煤油和萃取劑專用溶劑的任意一種或者三者任意比例的混合物。
5.如權利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於:步驟(2)所述的酸性水溶液為I~6 mo I/L的鹽酸溶液或0.5~3 mo I/L的硫酸溶液或兩者任意比例的混合溶液。
6.如權利要求2所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於:所述的多級萃取級數為1-6級，且有機相與水相的體積比為1:2~8。
7.如權利要求3所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產廢水中鈷的方法，其特徵在於:所述的多級反萃取萃級數為I~3級，且有機相與水相的體積比為1:0.1~I。
【文檔編號】C22B7/00GK103740938SQ201410013780
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】王三友 申請人:合肥融捷金屬科技有限公司