CN104131168A - 一种回收钕铁硼废料中重金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种回收钕铁硼废料中重金属的方法，通过在对钕铁硼废料中的稀土进行回收萃取时，加入P507，并且控制有机相饱和度，使得重金属离子富集在水相中，与稀土分离后的重金属离子从萃余液的出口排出；排出的重金属水相加入到重金属皂化槽中进行皂化，使重金属进入有机相，再将重金属有机相与水相进行5级并流后进入萃取槽的萃取段，在萃取段与水相中的稀土难萃组份进行置换，重金属被稀土置换下来，重新富集在水相中，富集至浓度达到70g/L以上后从萃取槽引出；再经过加热加碱沉淀处理，得到重金属盐，可回收利用。本发明提供的回收方法，回收率高，能够带来较大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域，涉及钕铁硼废料的回收利用，具体为一种回收钕铁硼废料中重金属的方法。
背景技术
在钕铁硼磁性材料的生产中会加入一定量的钴、镍、铜、锌等重金属，因此生产中产生的钕铁硼废料中，都含有一定比例该重金属。对钕铁硼废料资源回收稀土再利用的生产过程中所产生的钴、镍、铜、锌等重金属进行资源化利用，不仅能为企业创造利润，而且也为国家创造财富。
目前，钕铁硼废料资源回收稀土再利用的生产工艺中，钴、镍、铜、锌等重金属是以氯化物的形式进入后续的废水处理中，然后采用传统的水解加重金属捕捉剂的方式使其沉淀下来与石灰渣混合在一起，然后再拉到一般固废填埋场进行填埋，这种方法成本高，既浪费资源，又会破坏环境。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种回收钕铁硼废料中重金属的方法，能够有效回收钕铁硼废料中重金属，回收率高，可以提高经济效益，且减少对环境的污染。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，提供一种回收钕铁硼废料中重金属的方法，具体步骤为：
1）稀土离子与重金属离子的分离以及重金属离子的富集
将钕铁硼废料采用盐酸优溶法处理，得到氯化稀土料液，氯化稀土料液进行P507磷酸酯萃取剂—煤油—盐酸体系萃取分离，稀土难萃组份与重金属离子留在水相里富集，在萃取槽萃取段的不同部位被分离排出；排出的重金属水相加入到重金属皂化槽中，控制重金属离子在皂化槽有机相中的萃取饱和度为45～70%，使重金属离子全部萃入有机相中，得到负载有重金属的有机相，萃取后皂化槽中的水相进行直接排放；再将重金属有机相与水相进行5级并流后进入萃取槽的萃取段，在萃取段与水相中的稀土难萃组份进行置换，重金属被稀土置换下来，重新富集在水相中，所得的重金属水相反复进行上述富集处理，至浓度达到70g/L以上后从萃取槽引出；
2）重金属的转型沉淀
将步骤1）所得的含重金属的料液在沉淀反应锅中加热至70～80℃，然后缓慢加入纯碱进行反应，控制反应时间在6～8小时， 将上清液的终点pH控制在10～10.5的范围内，再进行静置澄清1～2小时，把沉淀后的碳酸盐放入真空抽滤槽，用真空泵抽干，得到重金属碳酸盐固体。
稀土料液进行P507磷酸酯萃取剂—煤油—盐酸体系萃取分离时，得到的有机相中含有稀土易萃组份，该有机相通过反萃段用反酸把有机相中的稀土易萃组份从反液出口洗涤出来。
所述5级并流也可称为5级共流，是指通过五级萃取槽进行萃取，并流即指将含有被萃取离子的水相和有机相一起加入萃取槽中，使需要被萃取的金属离子萃取在有机相中。其中并流萃取是有机相和料液都从第1级进，从最后一级出；而逆流萃取或反萃取是指有机相从第1级进，从最后一级出，料液从最后一级进，从第1级出。
传统的稀土回收工艺中，有机相的萃取饱和度一般为95%，而发明中，将萃取饱和度控制为45～70%，所述萃取饱和度是指单位体积的萃取剂所能萃取金属离子的量，可以确保重金属离子能全部转移至有机相中，此处得到的不含重金属离子的水能够直接排放至污水处理站，可以达到国家排放标准，其中重金属的含量应小于0.5mg/L。同样的，所述步骤2）中静置后除去上清液，上清液中的重金属的含量也需要小于0.5mg/L，符合现行国家环保要求。
所述的重金属为钴、镍、铜、锌中的一种或几种，这是根据待处理的废水的情况确定的，因为钕铁硼原料中主要含这几种重金属，应用到其他不同的废水时，其中的重金属可能会发生变化。
所述P507磷酸酯萃取剂加入时用煤油稀释至1.5mol/L，加入后在萃取槽中是循环使用的。
本发明利用P507磷酸酯萃取剂对稀土离子和重金属离子萃取的难易程度使最易萃入萃取剂里面的稀土易萃组份首先萃入在有机相中，而稀土难萃组份与重金属离子留在水相里富集在萃取槽的萃取段，由于稀土元素比重金属元素在P507萃取剂更易萃取，从而使稀土难萃组份与重金属组份在萃取段形成两股峰值进行分离，稀土难萃组份在萃取段以三出口的形式引出萃取槽，重金属水相从萃余液出口出；再把排出的重金属水相加入到重金属皂化槽，使重金属离子全部萃入有机相中，最后将其与水相进行多级并流，重金属被稀土置换下来，重新富集在水相中，当富集浓度达到要求时排出。
本发明具有以下有益效果：
1）本发明可以在传统的钕铁硼废料资源回收中增加对重金属的回收使用，同时减少生产工艺中后续废水的治理成本，从而能够实现有效地减少资源浪费，提高资源的利用率；
2）本发明对钕铁硼废料中重金属的回收率很高，在95%左右；
3）通过对钴、镍元素的回收，能够提高企业的经济效益；如每天投入钕铁硼原料18吨，含重金属约36公斤，如果用TMT15重金属捕捉剂需要8.55公斤，按现在市场价为16元每公斤，则消耗捕捉剂费用要136.8元，而如果把这部分重金属富集起来改用纯碱沉淀，则需纯碱51公斤，按现在市场价为2.05元每公斤，则消耗纯碱费用为104.55元，再把沉淀好的重金属碳酸盐销售给钴镍回收加工厂，按现在市场价200元每公斤，则这部分重金属碳酸盐可卖得7200元。由此可知，采用上述方法，不仅能够解决传统的处理方式污染环境等难题，还能带来明显的经济效益。
4）本发明所述的方法，相比传统的沉淀后直接填埋，能够大幅减小对环境的污染，产生社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
一种回收钕铁硼废料中重金属的方法，具体步骤为：
1）稀土离子与重金属离子的分离以及重金属离子的富集
将80吨钕铁硼废料采用盐酸优溶法处理，得到氯化稀土料液，氯化稀土料液进行P507磷酸酯萃取剂—煤油—盐酸体系萃取分离，稀土难萃组份与重金属离子留在水相里富集，在萃取槽萃取段的不同部位被分离排出；排出的重金属水相加入到重金属皂化槽中，控制重金属离子在皂化槽有机相中的萃取饱和度为45～70%，使重金属离子全部萃入有机相中，得到负载有重金属的有机相，萃取后皂化槽中的水相进行直接排放；再将重金属有机相与水相进行5级并流后进入萃取槽的萃取段，在萃取段与水相中的稀土难萃组份进行置换，重金属被稀土置换下来，重新富集在水相中，所得的重金属水相反复进行上述富集处理，至浓度达到70g/L以上后从萃取槽引出，得到重金属氯化溶液1735L，经分析测得重金属为71.5g/L；
2）重金属的转型沉淀
将步骤1）所得的含重金属的料液在沉淀反应锅中加热至70～80℃，然后缓慢加入碳酸钠固体200㎏进行反应，将上清液的终点pH控制在10～10.5的范围内，再进行静置澄清1～2小时，把沉淀后的碳酸盐放入真空抽滤槽，用真空泵抽干，得到重金属碳酸盐固体382.48㎏。
其中，对钕铁硼废料、步骤1）中皂化槽中排放的水相、步骤2）上清液以及得到的重金属碳酸盐的成分进行分析，其结果依次见表1-表4：
表1
表2
表3
表4
Claims (7)
1.一种回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于，具体步骤为：
1）稀土离子与重金属离子的分离以及重金属离子的富集
将钕铁硼废料采用盐酸优溶法处理，得到氯化稀土料液，氯化稀土料液进行P507磷酸酯萃取剂—煤油—盐酸体系萃取分离，稀土难萃组份与重金属离子留在水相里富集，在萃取槽萃取段的不同部位被分离排出；排出的重金属水相加入到重金属皂化槽中，控制重金属离子在皂化槽有机相中的萃取饱和度为45～70%，使重金属离子全部萃入有机相中，得到负载有重金属的有机相，萃取后皂化槽中的水相进行直接排放；再将重金属有机相与水相进行5级并流后进入萃取槽的萃取段，在萃取段与水相中的稀土难萃组份进行置换，重金属被稀土置换下来，重新富集在水相中，所得的重金属水相反复进行上述富集处理，至浓度达到70g/L以上后从萃取槽引出；
2）重金属的转型沉淀
将步骤1）所得的含重金属的料液在沉淀反应锅中加热至70～80℃，然后缓慢加入纯碱进行反应，控制反应时间在6～8小时， 将上清液的终点pH控制在10～10.5的范围内，再进行静置澄清1～2小时，把沉淀后的碳酸盐放入真空抽滤槽，用真空泵抽干，得到重金属碳酸盐固体。
2.根据权利要求1所述的回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于：稀土料液进行P507磷酸酯萃取剂—煤油—盐酸体系萃取分离时，得到的有机相中含有稀土易萃组份，该有机相通过反萃段用反酸把有机相中的稀土易萃组份从反液出口洗涤出来。
3.根据权利要求1所述的回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于：所述5级并流是指通过五级萃取槽进行萃取，并流即指将含有被萃取离子的水相和有机相一起加入萃取槽中，使需要被萃取的金属离子萃取在有机相中。
4.根据权利要求1所述的回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于：所述萃取饱和度是指单位体积的萃取剂所能萃取金属离子的量。
5.根据权利要求1-4之一所述的回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于：所述的重金属为钴、镍、铜、锌中的一种或几种。
6.根据权利要求1-4之一所述的回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于：所述步骤2）中静置后除去上清液，上清液中的重金属的含量小于0.5mg/L。
7.根据权利要求1-4之一所述的回收钕铁硼废料中重金属的方法，其特征在于：所述P507磷酸酯萃取剂加入时用煤油稀释至1.5mol/L，加入后在萃取槽中是循环使用的。
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| CN105002366A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 山东梁山天马永磁材料有限公司 | 一种从钕铁硼废料回收稀土过程产生的中和渣中回收稀土的方法 |
| CN107236863A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-10 | 赣州市恒源科技股份有限公司 | 一种利用皂化与萃取以回收钕铁硼废料中重金属的回收装置 |
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