[發明專利]一種酸性含氟、氨氮及鎳廢水的處理方法

有效

• 申請號: 201910637601.6
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110330143B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 趙思佳;劉宇利
• 申請（專利權）人: 劉宇利
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C01C1/16;C01C1/24;C01G53/10;C02F1/28;C02F1/76;C02F1/26
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳

本發明針對含有氟、氨氮及鎳的復雜酸性廢水提出了綜合回收生產工業硫酸鎳及工業氟化氫銨的整體工藝處理方法，屬于環保領域。該方法主要包括以下步驟：活性炭吸附廢水中的有機物、油及懸浮物；將吸附后液中Fe²⁺離子氧化成Fe³⁺離子；萃取吸附后液中的Fe³⁺離子；萃取Ni；回收氟；回收氨氮。該方法具有工藝簡單、工藝參數易控制、成本較低，實現了鎳、氟以及氨氮以硫酸鎳、氟化氫銨產品的形式予以回收。

技術領域

本發明涉及環保技術領域，尤其涉及廢水處理技術領域，具體涉及的是酸性含氟、氨氮及鎳廢水處理并回收的技術領域。

背景技術

三氟化氮(NF₃)是一種有毒、無色、無嗅、不燃氣體，是強氧化劑和助燃劑，也是一種性能優異的清洗劑、刻蝕劑，主要用于半導體芯片、液晶平板顯示器及光伏電池等領域，目前全球市場供不應求。

三氟化氮的制備方法主要有：氟氣與氨氣直接化合法、氟氣和液氨化合法、氟氣和氟化氫銨化合法、氟氣與尿素化合法、氟氣和氟鋁酸銨化合法以及氟化氫銨熔鹽電解的方法。直接化合法生產三氟化氮與熔融電解生產三氟化氮各有優缺點。直接化合法生產三氟化氮的過程中不產生爆炸性氣體，生產比較安全，但是化學合成的過程不容易控制，雜質含量比較多，工藝設備復雜。熔融電解法生產三氟化氮，氟化氫與氟氣得不到充分利用，不可避免造成環境污染、浪費原料，但是其生產成本低，產品收率高。目前，中國與日本的企業多采用熔融電解法生產高純三氟化氮，而歐美國家的企業一般采用直接化合法生產三氟化氮。

氟化氫銨熔融電解是以高純鎳為陽極，由于在電解的過程中陽極上有氟氣產生，陽極的腐蝕速度仍然可觀。氟化氫銨熔融電解、純化生產三氟化氮的過程中會產生酸性含氟、氨氮及鎳的廢水。該廢水中氟以及氨氮的含量很高，鎳的含量低，目前沒有一種較好的方法從該廢水中綜合回收氟、氨以及鎳。因此，尋求一種工藝簡單、成本低廉、效果顯著處理酸性含氟、氨氮及鎳廢水的方法具有重要的現實意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單、成本低廉、效果顯著的方法，該方法實現了鎳、氟以及氨氮最大程度上的回收。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種酸性含氟、氨氮及鎳廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)吸附：活性炭吸附廢水中的有機物、油及懸浮物，過濾、洗滌得到吸附后的活性炭以及吸附后液。活性炭送再生或處置。

(2)氧化：將吸附后液中Fe²⁺離子氧化成Fe³⁺離子。

(3)萃取及反萃Fe：萃取吸附后液中的Fe³⁺離子，得到負載鐵的有機相以及萃余液A。洗滌負載鐵的有機相，用鹽酸反萃有機相中的鐵，得到氯化鐵溶液和萃取鐵有機相。其中，負載鐵有機相用弱酸性水及去離子水洗滌，得到含氟洗水A以及洗滌后的負載鐵有機相。氯化鐵溶液送廢水處理系統處理。萃取鐵有機相送再生處理。

(4)萃取及反萃Ni：含氟洗水A與萃余液A混合后用氫氟酸調節溶液的pH值，然后用鎳萃取劑萃取鎳得到負載鎳有機相及萃余液B。負載鎳有機相用弱酸性水洗滌，得到含氟洗水B以及洗滌后的負載鎳有機相。含氟洗水B送含氟廢水處理。洗滌后的負載鎳有機相經硫酸溶液反萃得到硫酸鎳溶液和萃取鎳有機相。萃取鎳有機相送再生處理。硫酸鎳溶液經濃縮、冷卻結晶、離心、干燥生產工藝制備得到硫酸鎳。萃余液B用除油機除油得到萃余液C及除油后液。除油后液送含油廢水處理系統處理。

(5)回收氟：萃余液C用氫氟酸調節溶液的pH值，調節pH值后的溶液在負壓條件下濃縮，濃縮完成后經冷卻結晶、離心得到氟化氫銨以及氟化氫銨結晶后液。氟化氫銨結晶后液返回氟化氫銨生產系統。氟化氫銨用熱空氣在負壓下干燥得到工業氟化氫銨產品。