一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法
2023-06-06 12:16:51
一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法
【專利摘要】本發明提供一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，通過在對釹鐵硼廢料中的稀土進行回收萃取時，加入P507，並且控制有機相飽和度，使得重金屬離子富集在水相中，與稀土分離後的重金屬離子從萃餘液的出口排出；排出的重金屬水相加入到重金屬皂化槽中進行皂化，使重金屬進入有機相，再將重金屬有機相與水相進行5級並流後進入萃取槽的萃取段，在萃取段與水相中的稀土難萃組份進行置換，重金屬被稀土置換下來，重新富集在水相中，富集至濃度達到70g/L以上後從萃取槽引出；再經過加熱加鹼沉澱處理，得到重金屬鹽，可回收利用。本發明提供的回收方法，回收率高，能夠帶來較大的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法
[0001]
【技術領域】
本發明屬於磁性材料【技術領域】，涉及釹鐵硼廢料的回收利用，具體為一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法。
[0002]
【背景技術】
在釹鐵硼磁性材料的生產中會加入一定量的鈷、鎳、銅、鋅等重金屬，因此生產中產生的釹鐵硼廢料中，都含有一定比例該重金屬。對釹鐵硼廢料資源回收稀土再利用的生產過程中所產生的鈷、鎳、銅、鋅等重金屬進行資源化利用，不僅能為企業創造利潤，而且也為國家創造財富。
[0003]目前，釹鐵硼廢料資源回收稀土再利用的生產工藝中，鈷、鎳、銅、鋅等重金屬是以氯化物的形式進入後續的廢水處理中，然後採用傳統的水解加重金屬捕捉劑的方式使其沉澱下來與石灰渣混合在一起，然後再拉到一般固廢填埋場進行填埋，這種方法成本高，既浪費資源，又會破壞環境。
[0004]
【發明內容】
本發明的目的是針對以上問題，提供一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，能夠有效回收釹鐵硼廢料中重金屬，回收率高，可以提高經濟效益，且減少對環境的汙染。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是，提供一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，具體步驟為:
1)稀土離子與重金屬離子的分離以及重金屬離子的富集
將釹鐵硼廢料採用鹽酸優溶法處理，得到氯化稀土料液，氯化稀土料液進行P5tl7磷酸酯萃取劑一煤油一鹽酸體系萃取分離，稀土難萃組份與重金屬離子留在水相裡富集，在萃取槽萃取段的不同部位被分離排出；排出的重金屬水相加入到重金屬皂化槽中，控制重金屬離子在阜化槽有機相中的萃取飽和度為45~70%,使重金屬離子全部萃入有機相中，得到負載有重金屬的有機相，萃取後皂化槽中的水相進行直接排放；再將重金屬有機相與水相進行5級並流後進入萃取槽的萃取段，在萃取段與水相中的稀土難萃組份進行置換，重金屬被稀土置換下來，重新富集在水相中，所得的重金屬水相反覆進行上述富集處理，至濃度達到70g/L以上後從萃取槽引出；
2)重金屬的轉型沉澱
將步驟I)所得的含重金屬的料液在沉澱反應鍋中加熱至70~80°C，然後緩慢加入純鹼進行反應，控制反應時間在6~8小時，將上清液的終點pH控制在10~10.5的範圍內，再進行靜置澄清I~2小時，把沉澱後的碳酸鹽放入真空抽濾槽，用真空泵抽乾，得到重金屬碳酸鹽固體。
[0006]稀土料液進行P5tl7磷酸酯萃取劑一煤油一鹽酸體系萃取分離時，得到的有機相中含有稀土易萃組份，該有機相通過反萃段用反酸把有機相中的稀土易萃組份從反液出口洗滌出來。
[0007]所述5級並流也可稱為5級共流，是指通過五級萃取槽進行萃取，並流即指將含有被萃取離子的水相和有機相一起加入萃取槽中，使需要被萃取的金屬離子萃取在有機相中。其中並流萃取是有機相和料液都從第I級進，從最後一級出；而逆流萃取或反萃取是指有機相從第I級進，從最後一級出，料液從最後一級進，從第I級出。
[0008]傳統的稀土回收工藝中，有機相的萃取飽和度一般為95%，而發明中，將萃取飽和度控制為45~70%，所述萃取飽和度是指單位體積的萃取劑所能萃取金屬離子的量，可以確保重金屬離子能全部轉移至有機相中，此處得到的不含重金屬離子的水能夠直接排放至汙水處理站，可以達到國家排放標準，其中重金屬的含量應小於0.5mg/L。同樣的，所述步驟
2)中靜置後除去上清液，上清液中的重金屬的含量也需要小於0.5mg/L，符合現行國家環保要求。
[0009]所述的重金屬為鈷、鎳、銅、鋅中的一種或幾種，這是根據待處理的廢水的情況確定的，因為釹鐵硼原料中主要含這幾種重金屬，應用到其他不同的廢水時，其中的重金屬可能會發生變化。
[0010]所述P5tl7磷酸酯萃取劑加入時用煤油稀釋至1.5mol/L，加入後在萃取槽中是循環使用的。
[0011]本發明利用P507磷酸酯萃取劑對稀土離子和重金屬離子萃取的難易程度使最易萃入萃取劑裡面的稀土易萃組份首先萃入在有機相中，而稀土難萃組份與重金屬離子留在水相裡富集在萃取槽的萃取段，由於稀土元素比重金屬元素在P507萃取劑更易萃取，從而使稀土難萃組份與重金屬組份在萃取段形成兩股峰值進行分離，稀土難萃組份在萃取段以三出口的形式引出萃取槽，重金屬水相從萃餘液出口出；再把排出的重金屬水相加入到重金屬皂化槽，使重金屬離子全部萃入有機相中，最後將其與水相進行多級並流，重金屬被稀土置換下來，重新富集在水相中，當富集濃度達到要求時排出。
[0012]本發明具有以下有益效果:
1)本發明可以在傳統的釹鐵硼廢料資源回收中增加對重金屬的回收使用，同時減少生產工藝中後續廢水的治理成本，從而能夠實現有效地減少資源浪費，提高資源的利用率；
2)本發明對釹鐵硼廢料中重金屬的回收率很高，在95%左右；
3)通過對鈷、鎳元素的回收，能夠提高企業的經濟效益；如每天投入釹鐵硼原料18噸，含重金屬約36公斤，如果用TMT15重金屬捕捉劑需要8.55公斤，按現在市場價為16元每公斤，則消耗捕捉劑費用要136.8元，而如果把這部分重金屬富集起來改用純鹼沉澱，則需純鹼51公斤，按現在市場價為2.05元每公斤，則消耗純鹼費用為104.55元，再把沉澱好的重金屬碳酸鹽銷售給鈷鎳回收加工廠，按現在市場價200元每公斤，則這部分重金屬碳酸鹽可賣得7200元。由此可知，採用上述方法，不僅能夠解決傳統的處理方式汙染環境等難題，還能帶來明顯的經濟效益。
[0013]4)本發明所述的方法，相比傳統的沉澱後直接填埋，能夠大幅減小對環境的汙染，產生社會效益。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例來進一步說明本發明，但本發明要求保護的範圍並不局限於實施例表述的範圍。
[0015]實施例1:
一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，具體步驟為:1)稀土離子與重金屬離子的分離以及重金屬離子的富集
將80噸釹鐵硼廢料採用鹽酸優溶法處理，得到氯化稀土料液，氯化稀土料液進行P5tl7磷酸酯萃取劑一煤油一鹽酸體系萃取分離，稀土難萃組份與重金屬離子留在水相裡富集，在萃取槽萃取段的不同部位被分離排出；排出的重金屬水相加入到重金屬皂化槽中，控制重金屬離子在阜化槽有機相中的萃取飽和度為45~70%,使重金屬離子全部萃入有機相中，得到負載有重金屬的有機相，萃取後皂化槽中的水相進行直接排放；再將重金屬有機相與水相進行5級並流後進入萃取槽的萃取段，在萃取段與水相中的稀土難萃組份進行置換，重金屬被稀土置換下來，重新富集在水相中，所得的重金屬水相反覆進行上述富集處理，至濃度達到70g/L以上後從萃取槽引出，得到重金屬氯化溶液1735L，經分析測得重金屬為 71.5g/L ；
2)重金屬的轉型沉澱
將步驟I)所得的含重金屬的料液在沉澱反應鍋中加熱至70~80°C，然後緩慢加入碳酸鈉固體200 kg進行反應，將上清液的終點pH控制在10~10.5的範圍內，再進行靜置澄清I~2小時，把沉澱後的碳酸鹽放入真空抽濾槽，用真空泵抽乾，得到重金屬碳酸鹽固體382.48 kg。
[0016]其中，對釹鐵硼廢料、步驟I)中皂化槽中排放的水相、步驟2)上清液以及得到的重金屬碳酸鹽的成分進行分析，其結果依次見表1-表4:
表1
【權利要求】
1.一種回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於，具體步驟為: 1)稀土離子與重金屬離子的分離以及重金屬離子的富集 將釹鐵硼廢料採用鹽酸優溶法處理，得到氯化稀土料液，氯化稀土料液進行P5tl7磷酸酯萃取劑一煤油一鹽酸體系萃取分離，稀土難萃組份與重金屬離子留在水相裡富集，在萃取槽萃取段的不同部位被分離排出；排出的重金屬水相加入到重金屬皂化槽中，控制重金屬離子在阜化槽有機相中的萃 取飽和度為45~70%,使重金屬離子全部萃入有機相中，得到負載有重金屬的有機相，萃取後皂化槽中的水相進行直接排放；再將重金屬有機相與水相進行5級並流後進入萃取槽的萃取段，在萃取段與水相中的稀土難萃組份進行置換，重金屬被稀土置換下來，重新富集在水相中，所得的重金屬水相反覆進行上述富集處理，至濃度達到70g/L以上後從萃取槽引出； 2)重金屬的轉型沉澱 將步驟I)所得的含重金屬的料液在沉澱反應鍋中加熱至70~80°C，然後緩慢加入純鹼進行反應，控制反應時間在6~8小時，將上清液的終點pH控制在10~10.5的範圍內，再進行靜置澄清I~2小時，把沉澱後的碳酸鹽放入真空抽濾槽，用真空泵抽乾，得到重金屬碳酸鹽固體。
2.根據權利要求1所述的回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於:稀土料液進行P5tl7磷酸酯萃取劑一煤油一鹽酸體系萃取分離時，得到的有機相中含有稀土易萃組份，該有機相通過反萃段用反酸把有機相中的稀土易萃組份從反液出口洗滌出來。
3.根據權利要求1所述的回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於:所述5級並流是指通過五級萃取槽進行萃取，並流即指將含有被萃取離子的水相和有機相一起加入萃取槽中，使需要被萃取的金屬離子萃取在有機相中。
4.根據權利要求1所述的回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於:所述萃取飽和度是指單位體積的萃取劑所能萃取金屬離子的量。
5.根據權利要求1-4之一所述的回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於:所述的重金屬為鈷、鎳、銅、鋅中的一種或幾種。
6.根據權利要求1-4之一所述的回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於:所述步驟2)中靜置後除去上清液，上清液中的重金屬的含量小於0.5mg/L。
7.根據權利要求1-4之一所述的回收釹鐵硼廢料中重金屬的方法，其特徵在於:所述P5tl7磷酸酯萃取劑加入時用煤油稀釋至1.5mol/L，加入後在萃取槽中是循環使用的。
【文檔編號】C22B19/30GK104131168SQ201410358385
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月26日 優先權日:2014年7月26日
【發明者】劉衛華, 廖雨生, 藍小明 申請人:吉安縣鑫泰科技有限公司