CN106396195A - 酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：（1）沉淀反应；（2）聚丙烯酸钠络合；（3）第一次超滤浓缩；（4）解络；（5）第二次超滤浓缩；（6）反渗透浓缩分离。通过本发明的处理方法，用碳酸铵和磷酸铵沉淀废液中的镁，得到碳酸镁和磷酸铵镁，是非常常用的镁肥，实现了金属镁的有效回收利用。本发明还对沉淀镁以后所得的滤液进行了络合处理、两次超滤浓缩和一次反渗透浓缩处理，使得滤液中剩余的金属离子从滤液中络合分离出来并富集于金属离子反渗透浓缩液中，该过程中产生的第一透析液和第三透析液可直接作为生产用水回用，而金属离子反渗透浓缩液还可以用于酸化解络的步骤，实现了酸液的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种废液处理方法，具体涉及一种酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法。属于金属提炼技术领域。
背景技术
酸浸工艺提炼有价金属的常用方法，比如，在生产钴镍时，直接采用酸（通常是硫酸）溶液将矿石中的钴镍等有价金属浸出，但是，在酸浸过程中不可避免的会将和钴镍伴生的镁、锰等杂质一并浸出，随后浸出液经净化并除杂后沉淀出钴镍，这样得到的沉钴镍后液中含有镁、锰等杂质，甚至还有少量残留的钴镍等，同时，由于酸浸工艺中使用了大量酸，故所产生的废液中还含有大量的酸。
在实际生产中，应当对上述方法产生的废液进行进一步处理，达到资源回收利用的目的，避免浪费以及对环境的污染。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：
（1）向废液中加入氢氧化钠溶液，调节pH值为7～8，加入摩尔比为1：1～2的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应并过滤，得沉淀物和滤液；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠，络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩，得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至1～2，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩，得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
（6）将第二透析液进行反渗透浓缩分离，得到金属离子反渗透浓缩液以及第三透析液，前者进一步浓缩提升酸度后可作为步骤（4）中的强酸液循环利用；后者作为生产用水回用。
优选的，步骤（1）中沉淀反应前，先将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉10～20%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去20～25%的水分。
优选的，步骤（1）中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.2～1.8g：1L，沉淀反应的时间为1～2小时。
优选的，步骤（1）中，氢氧化钠溶液的质量浓度为40%。
优选的，步骤（1）中，沉淀物用去离子水洗涤2～3次，并在40～80℃条件下干燥12～24小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）。
优选的，步骤（2）中，每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为1.7～2.1g。
优选的，步骤（3）中的第一次超滤浓缩使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa。
优选的，步骤（5）中的第二次超滤浓缩使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa。
优选的，步骤（6）中，反渗透浓缩的工艺条件为：压力3MPa，料液浓缩倍数为10倍。
本发明的有益效果：
酸浸工艺提炼钴镍所产生的废液中含有大量镁，通过本发明的处理方法，用碳酸铵和磷酸铵沉淀废液中的镁，得到碳酸镁和磷酸铵镁，是非常常用的镁肥，实现了金属镁的有效回收利用。本发明还对沉淀镁以后所得的滤液进行了络合处理、两次超滤浓缩和一次反渗透浓缩处理，使得滤液中剩余的金属离子从滤液中络合分离出来并富集于金属离子反渗透浓缩液中，该过程中产生的第一透析液和第三透析液可直接作为生产用水回用，而金属离子反渗透浓缩液还可以用于酸化解络的步骤，实现了酸液的循环利用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：
（1）将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉10%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去20%的水分；然后加入氢氧化钠溶液（40w.t.%），调节pH值为7，加入摩尔比为1：1的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应1小时并过滤，得沉淀物和滤液；其中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.2g：1L，沉淀物用去离子水洗涤2次，并在40℃条件下干燥12小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠（每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为1.7g），络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩分离（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至1，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
（6）将第二透析液进行反渗透浓缩分离（压力3MPa，料液浓缩倍数为10倍），得到金属离子反渗透浓缩液以及第三透析液，前者进一步浓缩提升酸度后可作为步骤（4）中的强酸液循环利用；后者作为生产用水回用。
实施例2：
酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：
（1）将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉20%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去25%的水分；然后加入氢氧化钠溶液（40w.t.%），调节pH值为8，加入摩尔比为1：2的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应2小时并过滤，得沉淀物和滤液；其中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.8g：1L，沉淀物用去离子水洗涤3次，并在80℃条件下干燥24小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠（每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为2.1g），络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩分离（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至2，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
（6）将第二透析液进行反渗透浓缩分离（压力3MPa，料液浓缩倍数为10倍），得到金属离子反渗透浓缩液以及第三透析液，前者进一步浓缩提升酸度后可作为步骤（4）中的强酸液循环利用；后者作为生产用水回用。
实施例3：
酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：
（1）将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉10%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去25%的水分；然后加入氢氧化钠溶液（40w.t.%），调节pH值为7，加入摩尔比为1：2的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应1小时并过滤，得沉淀物和滤液；其中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.8g：1L，沉淀物用去离子水洗涤2次，并在80℃条件下干燥12小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠（每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为2.1g），络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩分离（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至1，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
（6）将第二透析液进行反渗透浓缩分离（压力3MPa，料液浓缩倍数为10倍），得到金属离子反渗透浓缩液以及第三透析液，前者进一步浓缩提升酸度后可作为步骤（4）中的强酸液循环利用；后者作为生产用水回用。
实施例4：
酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：
（1）将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉20%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去20%的水分；然后加入氢氧化钠溶液（40w.t.%），调节pH值为8，加入摩尔比为1：1的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应2小时并过滤，得沉淀物和滤液；其中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.2g：1L，沉淀物用去离子水洗涤3次，并在40℃条件下干燥24小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠（每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为1.7g），络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩分离（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至2，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
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实施例5：
酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，包括步骤：
（1）将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉15%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去22%的水分；然后加入氢氧化钠溶液（40w.t.%），调节pH值为7，加入摩尔比为1：1.5的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应1.5小时并过滤，得沉淀物和滤液；其中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.6g：1L，沉淀物用去离子水洗涤3次，并在60℃条件下干燥18小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠（每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为1.8g），络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩分离（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至2，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩（使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa），得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
（6）将第二透析液进行反渗透浓缩分离（压力3MPa，料液浓缩倍数为10倍），得到金属离子反渗透浓缩液以及第三透析液，前者进一步浓缩提升酸度后可作为步骤（4）中的强酸液循环利用；后者作为生产用水回用。
试验例
采用EDTA络合滴定法检测处理前废液中的金属离子（包括镁、锰等所有金属离子）含量，采用原子吸收光谱法检测处理后废液中的金属离子（包括镁、锰等所有金属离子）含量，结果见表1。
表1.金属离子含量情况
由表1可知，处理后废液包括第一透析液和第三透析液两部分，其中的金属离子含量均＜0.023mg/L，符合工业用水水质标准；并且，与处理前废液中金属离子含量相比，有效回收了废液中的金属离子。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.酸浸工艺提炼钴镍所产生废液的循环处理方法，其特征在于，包括步骤：
（1）向废液中加入氢氧化钠溶液，调节pH值为7～8，加入摩尔比为1：1～2的碳酸铵和磷酸铵，进行沉淀反应并过滤，得沉淀物和滤液；
（2）向滤液中加入聚丙烯酸钠，络合滤液中的剩余金属离子，形成金属离子络合物；
（3）进行第一次超滤浓缩，得第一超滤浓缩液和第一透析液，后者作为生产用水回用；
（4）向第一超滤浓缩液中加入强酸液，调节pH值至1～2，通过酸化使得第一超滤浓缩液中的金属离子络合物进行解络；
（5）将解络的溶液进行第二次超滤浓缩，得第二超滤浓缩液和第二透析液，聚丙烯酸钠富集于第二超滤浓缩液中，并返回步骤（3）循环使用；
（6）将第二透析液进行反渗透浓缩分离，得到金属离子反渗透浓缩液以及第三透析液，前者进一步浓缩提升酸度后可作为步骤（4）中的强酸液循环利用；后者作为生产用水回用。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（1）中沉淀反应前，先将废液置于干化池中，浓缩蒸发掉10～20%的水分，然后使用板框压滤机进行压滤，除去20～25%的水分。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（1）中，碳酸铵和磷酸铵的总量与废液的质量体积比为1.2～1.8g：1L，沉淀反应的时间为1～2小时。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（1）中，氢氧化钠溶液的质量浓度为40%。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（1）中，沉淀物用去离子水洗涤2～3次，并在40～80℃条件下干燥12～24小时，即可得到用作肥料的镁肥（包括碳酸镁和磷酸铵镁）。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（2）中，每升滤液的聚丙烯酸钠加入量为1.7～2.1g。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（3）中的第一次超滤浓缩使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（5）中的第二次超滤浓缩使用的超滤膜为截留分子量50000的聚偏氟乙烯膜，超滤工艺条件为：室温，进压0.3MPa，出压0.1MPa。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤（6）中，反渗透浓缩的工艺条件为：压力3MPa，料液浓缩倍数为10倍。
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