[發(fā)明專(zhuān)利]從酸洗殘余物中回收組分的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811227769.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109850928B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肯尼思·埃克曼;佩克·埃克曼;依琳娜·拉帕萊寧;簡(jiǎn)·彼得·布洛姆奎斯特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 克里碩泰丘有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01F5/40
• 分類(lèi)號(hào): C01F5/40;C01G53/10;C01B25/37
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種從酸洗殘余物(PAR)處理和回收有價(jià)值金屬和其他組分的新方法。通過(guò)使用一種鎂化合物或鎂化合物的混合物中和酸洗殘余物，并將所得混合物的組分(金屬和硫酸鹽)分離成可重復(fù)使用的產(chǎn)物，例如硫酸鎂、硫酸鎳、磷酸鐵和磷酸鉻以及各種金屬氫氧化物或氧化物，從而回收金屬和其他組分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及從酸洗殘余物(PAR)中回收金屬和其它組分。通過(guò)使用一種鎂化合物或鎂化合物的混合物中和酸洗殘余物，并將所得混合物的組分(金屬和硫酸鹽)分離成可重復(fù)使用的產(chǎn)物，例如硫酸鎂、硫酸鎳、磷酸鐵和磷酸鉻以及各種金屬氫氧化物或氧化物，從而回收金屬和其他組分。

背景技術(shù)

酸洗是不銹鋼生產(chǎn)中的一種工藝，是指用酸的混合物處理鋼以從鋼中除去金屬氧化物和貧鉻層。例如，通常用硝酸/鹽酸/氫氟酸的混合物或硫酸/氫氟酸的組合來(lái)酸洗不銹鋼。這導(dǎo)致含有各種金屬(例如鎳、鉻和鐵)的酸性溶液，并且當(dāng)溶解的金屬量太高時(shí)，酸洗酸會(huì)失去其有效性。

用于酸洗的主要酸是鹽酸，但不同的酸如氫氟酸、硝酸、鹽酸和硫酸的組合也是常見(jiàn)的選擇。在自動(dòng)鋼廠中，使用鹽酸，因?yàn)樗乃嵯此俣雀欤瑫r(shí)使金屬損失最小化。合金含量低于6％的碳鋼通常在鹽酸或硫酸中酸洗，而合金含量較高的鋼需要使用如硝酸、磷酸或氫氟酸的酸進(jìn)行兩步酸洗。對(duì)于防銹和耐酸鋼，使用硝酸和鹽酸的酸洗槽。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種不同的技術(shù)來(lái)再循環(huán)酸洗酸并回收溶解的金屬以便再利用。專(zhuān)利GB2036573公開(kāi)了在硫酸存在下蒸餾揮發(fā)性酸和通過(guò)冷凝回收揮發(fā)性酸的方法。以類(lèi)似的方式，出版物WO95/04844公開(kāi)了一種方法，其中含有金屬鹽雜質(zhì)的揮發(fā)性酸例如金屬酸洗溶液通過(guò)將酸進(jìn)行硫酸蒸餾的方法再生。將得到的揮發(fā)性酸蒸氣冷凝并再循環(huán)到酸洗槽中，同時(shí)在優(yōu)選酸阻滯類(lèi)型的酸吸收單元中處理殘留的酸混合物。酸吸收單元中吸收的酸定期地用水洗脫并再循環(huán)，而硫酸鹽形式的金屬雜質(zhì)被排出，通常被中和并丟棄。

出版物WO2010/051992公開(kāi)了一種從來(lái)自不銹鋼廠的溶液和污泥中完全回收金屬和酸的方法。在硫酸存在下通過(guò)蒸餾回收揮發(fā)性酸，而金屬以氫氧化物或鹽的形式被分離回收。通過(guò)用氫氧化鈉中和以及沉淀來(lái)回收金屬。

目前的回收成就包括離子交換方法，其中金屬離子被陰離子床吸收，從而使酸再循環(huán)回到工藝中。然后可以通過(guò)床的沉降和微濾來(lái)釋放金屬，然后用水使床再生。通過(guò)使用這種方法，對(duì)新酸的需求根據(jù)酸的不同降低了30％至50％。

在芬蘭托爾尼奧的奧托昆普(Outokumpu)鋼廠，回收硝酸和氫氟酸的方法是使用蒸發(fā)，首先將硫酸混合到酸洗液中，然后在80℃下真空蒸發(fā)。硝酸和氫氟酸蒸發(fā)并可以再循環(huán)，剩余的材料是金屬硫酸鹽和游離硫酸的濾餅。

從酸洗殘余物中回收金屬的常見(jiàn)問(wèn)題是過(guò)濾，因?yàn)闅溲趸飪A向于結(jié)合水并因此產(chǎn)生凝膠，使得過(guò)濾變得困難或不可能。氫氧化亞鐵通常是酸洗殘余物中最豐富的氫氧化物，并且在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)出版物EP0161050中，描述了使用溶劑萃取選擇性去除Fe³⁺的方法。該方法雖然有效地從酸洗廢物中除去鐵，但仍然在溶液中留下其他金屬離子，并且這些金屬離子由于來(lái)自溶劑萃取的殘余液體，現(xiàn)在很難處理。

通常，用石灰處理溶液以中和酸，然后將材料填埋。通常用石灰石、碳酸鈣、氧化鈣或氫氧化鈣進(jìn)行堿中和。或者，可以使用氫氧化鈉和氫氧化鉀并且更快地起作用，僅需要約5-10分鐘來(lái)完全中和任何酸洗廢物，相比之下，當(dāng)用石灰石中和時(shí)需要約30分鐘。雖然NaOH和KOH是更昂貴的化工產(chǎn)品，但是需要量更少，因此節(jié)省了時(shí)間和材料。然而，石灰石中和賦予形成的氫氧化物更好的沉降和脫水性能，減少金屬滲漏環(huán)境的機(jī)會(huì)。鈣的二價(jià)電荷是其主要原因，因?yàn)殒I的離子強(qiáng)度變得更強(qiáng)。

回收酸和金屬將是走向更經(jīng)濟(jì)和環(huán)保工藝的重要一步。殘余物含有一致濃度的有價(jià)值金屬，可能會(huì)被加工成金屬產(chǎn)品或用作其他工藝的原料。根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利出版物2011/0308352A1，殘余物潛在地可以被加工成鋼鐵工業(yè)的原材料，其中將鐵、鉻和鎳的混合物可被制成用于不銹鋼生產(chǎn)的鉻鐵鎳產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容