[發明專利]一種強酸環境下鉻和鎳分離回收及廢酸資源化的方法

在審

• 申請號: 202111503959.3
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114180629A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 楊公華;周小峰;蔡振山;陳煜輝;夏志林;邊超;魏華;周雄輝
• 申請（專利權）人: 深圳市長隆科技有限公司
• 主分類號: C01G37/033
• 分類號: C01G37/033;C01G49/14;B22F9/24
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一種強酸環境下鉻和鎳分離回收及廢酸資源化的方法，本發明是解決鋼洗廢酸中重金屬超標嚴重的問題，在生產和加工不銹鋼的過程中，產品表面會形成一層黑色的氧化層，需要對不銹鋼表面進行酸洗處理，鋼洗廢酸(硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸)體系中含有大量鉻和鎳重金屬。本研究主要在強酸性體系下，針對鉻、鎳分別采取兩種不同的方法選擇性回收，首先在酸性體系通過還原的方法回收單質鎳，然后再通過沉淀方法回收鉻。最后將脫除重金屬后的廢酸資源化制備成水處理藥劑。

技術領域

本發明屬于環保材料領域，具體涉及一種鋼洗廢酸中重金屬鉻和鎳的分離回收的方法，然后將脫除重金屬后的廢酸資源化制備成水處理藥劑。

背景技術

在生產和加工不銹鋼的過程中，產品表面會形成一層黑色的氧化層，需要對不銹鋼表面進行酸洗處理，隨著鋼鐵產量的不斷增加，酸洗廢水的數量也在不斷攀升。鋼洗廢酸(硫酸、硝酸和氫氟酸)體系中含有大量鉻和鎳重金屬，目前主要采用石灰中和法處理，產生大量含重金屬的污泥，導致資源浪費且處理成本高。還有一些企業采用國外的Ruthner噴霧焙燒回收酸以及金屬的方法，但是此工藝需要預干燥脫水、高溫焙燒、氣相中和酸回收、氮氧化物吸收以及催化轉化等工序，技術控制難度大、能耗高，而且容易造成大氣污染。

CN 112499802A中公開了一種去除酸洗廢液中鉻鎳的方法中主要是先調pH，然后采用還原鐵粉對酸洗廢液中的鉻和鎳進行還原，從而得到鉻鎳混合渣，但是得到的鉻鎳混合渣并不能進行再利用。CN 108950581A中公開了一種采用加入氧化劑調整鋼洗廢硝酸和氫氟酸體系中的氧化還原電位，然后加入α-氧化鐵作為晶種，最后在高溫高壓條件下進行廢酸再利用的目的。此方法的反應條件比較苛刻，成本比較高，而且得到的渣也是混合渣。CN104098148 A 中采用酸性條件下加入硫化鈉，然后將硫化鎳分離出來，然后采用片堿調整pH，然后將鉻沉淀出來。但是，該方法會導致大量的鐵損失。

上述專利都是針對鋼洗廢酸中的鉻鎳的相關研究，但是均存在著諸多的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種在酸性體系下選擇性將鉻和鎳進行分離回收，并將脫除重金屬后的廢酸資源化制備成水處理藥劑硫酸亞鐵或聚鐵的方法。

本發明提供的一種強酸環境下鉻和鎳分離回收及廢酸資源化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)本發明中所涉及的鋼洗廢酸包括硝酸、鹽酸、硫酸和氫氟酸中的至少一種；

(2)本發明中所涉及的鋼洗廢酸中的鐵離子的存在形態有兩種，一種為三價鐵，一種為二價鐵；

(3)基于以上兩個條件組合出的鋼洗廢酸，所涉及的三價鐵的不同廢酸的處理方法主要是三價鐵還原、回收鎳，回收鉻以及亞鐵水的資源化利用；二價鐵的不同廢酸的處理方法包括回收鎳，回收鉻以及亞鐵水的資源化利用，具體步驟如下：

步驟(a)加入一定量的一次還原鐵粉于廢酸體系中，在常溫條件下反應一定時間，然后過濾得到含鉻鎳的亞鐵廢酸；

步驟(a)中涉及的一次還原鐵粉的摩爾量是三價鐵摩爾量的比例為(0～5):1，摩爾比例優選為(0.5～2.5):1；

步驟(a)中涉及的反應時間為0.5～10h，優選為1～5h；

步驟(a)中得到的含鉻鎳的亞鐵廢酸的pH范圍為0.5～2.5；

步驟(b)是加入鎳還原劑后于一定溫度下反應一段時間，然后于室溫靜置放置一定時間，鎳單質會在反應容器瓶壁上析出，得到只含鉻的亞鐵廢酸；

步驟(b)中加入的鎳還原劑包括檸檬酸、抗壞血酸、鹽酸羥胺、硫脲、二氧化硫脲、乙醛、苯胺和苯酚等有機還原劑中的至少一種；