[發(fā)明專利]基于濕法冶金工藝中高濃度硫酸鈉廢水的綜合利用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711296547.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN107881341A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶耳;孫卓;高維;張哲娟;樸賢卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C22B3/04
• 分類號(hào): C22B3/04;C22B3/08;C22B3/26;C01D5/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙)31219
• 代理人: 張新鑫,許亦琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濕法冶金的高鹽廢水的中水回用體系，具體涉及到一種硫酸鈉高鹽廢水的鹽分離和中水回用的綜合資源化方法。

背景技術(shù)

濕法冶金作為現(xiàn)代冶金方法中的一種，在有價(jià)物料(金屬元素居多)提取方面發(fā)揮著重要的作用，然而，濕法冶金在生產(chǎn)工藝中會(huì)消耗大量的酸和堿，以鹽的形式從廢水中排出，這部分廢水的鹽含量極高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10％以上)，排入水體將會(huì)對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)造成極大的沖擊。

現(xiàn)有對(duì)這部分富含金屬元素的廢水的處理方式主要是通過熱蒸發(fā)工藝(包括多效蒸餾、MVR、低溫膜蒸餾等)使鹽水分離，制備出來的鹽產(chǎn)品進(jìn)一步提純，作為工業(yè)原材料銷售，水蒸氣經(jīng)冷凝后作為原料使用，從而達(dá)到資源化的目的。然而大部分的此類鹽以硫酸鈉(形成氯化鈉的鹽酸由于其揮發(fā)性被限制使用)為主，此類化合物不具有較高的市場價(jià)格，以熱蒸發(fā)的工藝進(jìn)行資源化的單位成本(主要為能耗)過高(回收的單位成本及運(yùn)輸成本超過了市場價(jià)格)，生產(chǎn)廠家的積極性不高。隨著政策面的收緊，“零排放”是此類企業(yè)的最終出路。

開發(fā)一種低成本、高效率的廢水處理工藝是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于濕法冶金工藝中高濃度硫酸鈉廢水的綜合利用方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中濕法冶金工藝成本高的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于濕法冶金工藝中高濃度硫酸鈉廢水的綜合利用方法，所述方法至少包括以下步驟：

(1)向礦石原料中加入適量浸出劑，所述浸出劑中至少包括硫酸根離子和亞硫酸根離子，完畢后進(jìn)行固液分離，分別獲得浸出渣和浸出液；

(2)對(duì)浸出液進(jìn)行預(yù)處理，即靜置沉淀；再對(duì)浸出液進(jìn)行有機(jī)溶劑萃取，獲得萃取劑和萃余液，

(3)對(duì)萃取劑進(jìn)行皂化，獲得沉淀；對(duì)萃余液進(jìn)行電化學(xué)處理去除鈣離子和有機(jī)物后，冷卻析晶，得到晶體和清液；

(4)對(duì)至少部分清液進(jìn)行調(diào)配獲得浸出劑，和步驟(1)中的浸出渣混合，再次反應(yīng)，獲得反應(yīng)渣和二次浸出液；

(5)利用至少部分的步驟(4)所得的二次浸出液作為步驟(1)中的浸出劑。

在本發(fā)明中所述步驟(2)中獲得的萃取劑通過步驟(3)處理獲得沉淀，即有價(jià)值金屬，萃余液通過步驟(4)和(5)處理再次利用，可見步驟(3)和步驟(4)、(5)的順序并不是嚴(yán)格限制，所述步驟(3)也可以位于步驟(4)之后或者(5)之后。本發(fā)明重點(diǎn)在于提供上述工藝的處理方法，并不受到嚴(yán)格的限制。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中的所述的浸出劑可以最初反應(yīng)時(shí)添加的物質(zhì)；當(dāng)然，由于本發(fā)明中的方法是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)封閉式循環(huán)的方法，因此也可以是循環(huán)過程中對(duì)再次添料的反應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述浸出劑的添加量可以事先通過浸出實(shí)驗(yàn)計(jì)算獲得。具體原理如下：通過向一定量的礦石粉末中加入浸出劑，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，浸出渣進(jìn)行洗滌、烘干后送化學(xué)分析，計(jì)算金屬浸出率。此方法為現(xiàn)有技術(shù)。

進(jìn)一步地，本方法的具體原理如下：礦石主要富含Ni、Co、Mn、Fe、Ca等金屬元素，在還原劑的作用下，礦石中的4價(jià)錳迅速被還原成可溶性的2價(jià)錳，從而使得結(jié)殼中的錳礦物結(jié)構(gòu)破壞，讓束縛于原錳礦物中的其他元素裸露出來或者游離出來。常用的浸出劑是金屬硫化物、亞硫酸及其鹽(H₂SO₃，SO₂，Na₂SO₃，(NH₄)₂SO₃)、硫酸及其鹽等。在優(yōu)選的方案中浸出劑采用硫酸和亞硫酸；更優(yōu)選地，所述浸出劑中氫離子濃度控制在0.1-2mol/L。

NiO+H₂SO₄→NiSO₄+H₂O

CaO+H₂SO₄→CaSO₄↓+H₂O

2FeOOH+H₂SO₄+SO₂→2FeSO₄+2H₂O

優(yōu)選地，所述步驟(1)中的浸出反應(yīng)溫度都為40-50℃，待反應(yīng)至浸出液中硫酸根和亞硫酸根總摩爾濃度為2.8-3.4mol/L時(shí)，反應(yīng)完畢，進(jìn)行固液分離。