公布日：2023.11.07
申請(qǐng)日：2023.09.18
分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C22B23/00(2006.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，屬于回收鈷鎳的技術(shù)領(lǐng)域。所述回收鈷鎳工藝包括以下步驟：1)將含鈷廢水進(jìn)行去除有機(jī)相后，得到廢水A；2)將廢料加入碳源進(jìn)行研磨、加熱保溫，降溫至室溫后，加入稀硝酸，調(diào)節(jié)pH值進(jìn)行反應(yīng)后，過(guò)濾，得到廢水B；3)將廢水A和廢水B混合后，調(diào)節(jié)pH值，加入硫化鈉水溶液，加熱反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾液A；4)向?yàn)V液A加入氧化劑，調(diào)節(jié)pH值，過(guò)濾，得到濾液B；其中，所述氧化劑為次氯酸鹽、氯酸鹽；5)研磨碳酸鹽并向其加入去離子水，調(diào)節(jié)pH值和濃度，得到漿料，將漿料噴淋至濾液B中，控溫反應(yīng)后，過(guò)濾，得到濾液C；6)向?yàn)V液C加入硫化鹽、加熱反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾渣D。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于，所述回收鈷鎳工藝包括以下步驟：1)將含鈷廢水進(jìn)行去除有機(jī)相后，得到廢水A；2)將廢料加入碳源進(jìn)行研磨、加熱保溫，降溫至室溫后，加入稀硝酸，調(diào)節(jié)pH值至4.0-4.6進(jìn)行反應(yīng)后，過(guò)濾，得到廢水B和廢渣B；3)將廢水A和廢水B混合后，調(diào)節(jié)pH值至1.0-1.5，加入硫化鈉水溶液，加熱反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾液A和濾渣A；4)向?yàn)V液A加入氧化劑，調(diào)節(jié)pH值至5.0-5.5，過(guò)濾，得到濾液B和濾渣B；5)研磨碳酸鹽并向其加入去離子水，調(diào)節(jié)pH值和濃度，得到漿料，將漿料噴淋至濾液B中，控溫反應(yīng)后，過(guò)濾，得到濾液C和濾渣C；6)向?yàn)V液C加入硫化鹽、加熱反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾液D和濾渣D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟1)中，所述含鈷廢水含有NH4+、Ni2+、Co2+、Cl-和NO3-。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟2)中，所述廢料和碳源的質(zhì)量比為5：1.0-1.2；廢料含有Co、Cu、Ni、Fe和N，其質(zhì)量比為0.18-0.25：0.02-0.03：0.03-0.05：43-45：11-12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟2)中，所述加熱保溫的條件為加熱升溫至450-460℃、保溫1-1.5h；所述稀硝酸的濃度為5.0-5.3mol/L；所述反應(yīng)的時(shí)間為2.0-2.5h；所述碳源為炭黑和碳粉中一種或兩種；所述廢渣B加入廢料中混合攪拌后繼續(xù)進(jìn)行步驟2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟3)中，所述硫化鈉水溶液的質(zhì)量濃度為20-30％；所述加熱反應(yīng)的條件為加熱至50-70℃、反應(yīng)1-3h后。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟4)中，所述氧化劑為次氯酸鹽和氯酸鹽中一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟5)中，所述去離子水的加入條件為在流速為5-8mL/min邊研磨碳酸鹽邊加入；所述漿料的pH值為8-10、濃度為0.2-0.3mol/L；所述碳酸鹽為碳酸氫銨；所述控溫反應(yīng)的條件為在24-25℃、控制pH值至8-9、攪拌反應(yīng)1-2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，其特征在于：在步驟6)中，所述硫化鹽為硫化銨和硫化鈉中的一種或兩種；所述加熱反應(yīng)的條件為加熱至60℃、反應(yīng)0.5-1h。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，本發(fā)明將廢水和廢渣浸出的廢水結(jié)合，提高廢水重金屬含量，減少環(huán)境污染問(wèn)題,又可以充分利用資源,達(dá)到資源循環(huán)利用的效果；并且該回收鈷鎳工藝具有鈷產(chǎn)物純度高和回收率高的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種含鈷廢水回收鈷鎳工藝，所述回收鈷鎳工藝包括以下步驟：
1)將含鈷廢水進(jìn)行去除有機(jī)相后，得到廢水A；
2)將廢料加入碳源進(jìn)行研磨、加熱保溫，降溫至室溫后，加入稀硝酸，調(diào)節(jié)pH值至4.0-4.6進(jìn)行反應(yīng)后，過(guò)濾，得到廢水B和廢渣B；
3)將廢水A和廢水B按質(zhì)量比1：2-5混合后，調(diào)節(jié)pH值至1.0-1.5，加入硫化鈉水溶液，加熱反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾液A和濾渣A；該步驟為去除銅；
4)向?yàn)V液A加入氧化劑，調(diào)節(jié)pH值至5.0-5.5，過(guò)濾，得到濾液B和濾渣B；該步驟為去除鐵；
5)研磨碳酸鹽并向其加入去離子水，調(diào)節(jié)pH值和濃度，得到漿料，將漿料噴淋至濾液B中，控溫反應(yīng)后，過(guò)濾，得到濾液C和濾渣C；濾渣C為碳酸鈷，回收碳酸鈷；
6)向?yàn)V液C加入硫化鹽、加熱反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾液D和濾渣D；濾渣D為硫化鎳；回收硫化鎳。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟1)中，所述含鈷廢水含有NH4+、Ni2+、Co2+、Cl-和NO3-。在步驟2)中，所述廢料和碳源的質(zhì)量比為5：1.0-1.2；所述加熱保溫的條件為加熱升溫至450-460℃、保溫1-1.5h；所述稀硝酸的濃度為5.0-5.3mol/L；所述反應(yīng)的時(shí)間為2.0-2.5h；所述碳源為炭黑和碳粉中一種或兩種；所述廢渣B加入廢料中混合攪拌后繼續(xù)進(jìn)行步驟2)；其中，廢料含有Co、Cu、Ni、Fe和N，其質(zhì)量比為0.18-0.25：0.02-0.03：0.03-0.05：43-45：11-12；本發(fā)明通過(guò)加入一定量的碳源進(jìn)行研磨后，使得廢渣內(nèi)部的結(jié)合強(qiáng)度在研磨的過(guò)程，結(jié)合由于碳過(guò)量的狀態(tài)快速下降并易于研磨，有效提高研磨效果，通過(guò)提高浸出效果來(lái)減少?gòu)U渣浸出過(guò)程的渣量。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟3)中，所述硫化鈉水溶液的質(zhì)量濃度為20-30％；所述加熱反應(yīng)的條件為加熱至50-70℃、反應(yīng)1-3h。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟4)中，所述氧化劑為次氯酸鹽和氯酸鹽中一種或兩種；此步驟中，將二價(jià)鐵氧化三價(jià)鐵除去沉淀。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟5)中，所述去離子水的加入條件為在流速為5-8mL/min邊研磨碳酸鹽邊加入；所述漿料的pH值為8-10、濃度為0.2-0.3mol/L；所述碳酸鹽為碳酸氫銨；所述控溫反應(yīng)的條件為在24-25℃、控制pH值至8-9、攪拌反應(yīng)1-2h。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟6)中，所述硫化鹽為硫化銨和硫化鈉中的一種或兩種；所述加熱反應(yīng)的條件為加熱至60℃、反應(yīng)0.5-1h。
本發(fā)明的有益效果：
(1)在研磨碳酸鹽的過(guò)程中會(huì)因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生熱量，所以采用了碳酸鹽里邊加入去離子水邊研磨的方式，能起到降溫的作用，同時(shí)，通過(guò)上述方式的成分比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到碳酸鹽溶解度，碳酸鹽會(huì)先溶解再結(jié)晶，而研磨會(huì)使結(jié)晶無(wú)法長(zhǎng)大，能有效達(dá)到減小碳酸鹽晶粒尺寸的目的；
(2)加入去離子水使碳酸鹽變成濕潤(rùn)的漿料，并將其噴向?yàn)V液B中，在攪拌的作用下，將鈷離子粘附在碳酸鹽漿料的周?chē)�，使得鈷離子能與碳酸離子充分接觸，并且在加入碳酸鹽時(shí)，采用噴淋的方式加入，邊加入邊攪拌，從而保證了使鈷離子均勻致密沉積包裹在碳酸鹽周?chē)沟免掚x子與碳酸根離子反應(yīng)時(shí)，達(dá)到較好的鈷離子取代碳酸鹽晶體中銨離子的位置，完成鈷離子較好的晶格取代的效果，利于鈷離子與碳酸根離子反應(yīng)的進(jìn)行；
(3)沉淀鈷的過(guò)程中，通過(guò)降低溫度，使反應(yīng)溫度維持在24-25℃，通過(guò)降溫增高碳酸鹽溶解度，游離的碳酸根離子越多，pH越高，而在沉淀過(guò)程中，有效進(jìn)一步壓制硝酸根離子，利于沉淀物的形成。
（發(fā)明人：朱科帆;曹卿建）
