CN105060405A - 一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1微滤过滤：使用微滤系统对钴冶炼废水进行处理，除去大量悬浮物及颗粒，控制SS值在1以下，得微滤产水；步骤2纳滤分离：经处理后的微滤产水进入纳滤系统将两种盐分进行分离，得纳滤浓水和纳滤产水，其中纳滤浓水为硫酸钠，纳滤产水为氯化钠；步骤3纳滤浓水处理：将纳滤浓水进入双极膜系统处理，制得氢氧化钠及硫酸；步骤4纳滤产水处理：纳滤产水进入双极膜系统处理，制得氢氧化钠及盐酸。本发明所述的钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，摒弃蒸发带来的高额成本，使废水中的盐能够在工艺中得到循环使用，且达到废水的零排放。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金领域，特别涉及一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺。
背景技术
钴是世界重要的战略矿产之一，它具有耐高温、耐腐蚀、高强度和强磁性等特点，广泛用于航空、航天、电器、机械制造、硬质合金、磁性材料、化学和陶瓷等工业，在国民经济和社会发展中具有特殊意义。目前氯化钴的合成多为经前处理后钴矿与盐酸在硝酸等催化剂催化下合成，由于钴矿中含有镍、铁、锌、铅等杂质，在冶炼中常加入硫酸、盐酸进行萃取，再使用氢氧化钠对金属离子进行沉淀。因此经过滤滤液中含有大量的硫酸盐及氯化盐。
湿法冶金工艺流程如图2所示，钴冶炼废水在处理中，由于离子含量高，且硫酸钠、氯化钠成品价格低廉等问题，无法直接外排。一般采用多效蒸发、MVR等方法进行处理。造成蒸发成本高，回收意义较低。一直是钴冶炼废水处理上的一个难点。在传统处理工艺过程中，废水直接使用蒸发浓缩，造成蒸发浓缩量大，浓缩成本高的问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效回收水资源，回收盐分降低企业生产成本，提高收益水循环回用方法的钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺。
为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1微滤过滤：使用微滤系统对钴冶炼废水进行处理，除去大量悬浮物及颗粒，控制SS值在1以下，得微滤产水；
步骤2纳滤分离：经处理后的微滤产水进入纳滤系统将两种盐分进行分离，得纳滤浓水和纳滤产水，其中纳滤浓水为硫酸钠，纳滤产水为氯化钠；
步骤3纳滤浓水处理：将纳滤浓水进入双极膜系统处理，制得氢氧化钠及硫酸；
步骤4纳滤产水处理：纳滤产水进入双极膜系统处理，制得氢氧化钠及盐酸。
进一步，步骤3和4所述的双极膜系统中的双极膜为聚醚醚酮材质，操作温度300℃以下，选择透过性在96％以上。
进一步，步骤3和4所述的双极膜系统中使用钛镀铂作为阴阳电极，使用膜片均为均相膜，控制电压为20V，料液室与酸室、碱室体积比为1：5。
进一步，步骤1所述的微滤系统中的微滤膜孔径为60-80KD。
进一步，步骤2所述的纳滤系统中的纳滤膜截留分子量为300D。
进一步，钴冶炼废水为氯化钴冶炼行业中所产生的生产废水。
采用上述技术方案，本发明所述的钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，整个工艺的创新点在于使钴冶炼废水达到回用的目的，摒弃蒸发带来的高额成本，使废水中的盐能够在工艺中得到循环使用，且达到废水的零排放。
附图说明
图1本发明所述的钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺流程示意图；
图2本发明所述的湿法冶金工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
实施例
本发明所述的一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺如图1所示，废水为氯化钴冶炼行业中所产生的生产废水。
步骤1：使用微滤系统氯化铵废水进行处理，除去料液内的悬浮物、絮状物及颗粒，保证后续反渗透的稳定运行，进行三个批次实验，其中批次1采用的微滤膜截留分子量为60KD、批次2采用的微滤膜截留分子量为70KD、批次3采用的微滤膜截留分子量为80KD：
从实验数据来看，微滤系统具有的压力、高产水率、等特点，同时由于处理料液时通量都达到了很高的水平，投资成本也相对较低。
步骤2：使用截留分子量为300D的纳滤膜对微滤膜产水进行处理，将其中硫酸钠和氯化钠进行分离，料液中一般所含氯离子>15g/L、硫酸根离子>40g/L、钠离子>30g/L，控制温度在40℃，压力30Bar，进行三个批次实验：
| 批次 | 浓水中钠离子 | 浓水中硫酸根离 | 产水钠离子含 | 产水中氯离子 |
| 含量g/L | 子含量g/L | 量g/L | 含量g/L | |
| 1 | 20.1 | 39.71 | 10 | 15.32 |
| 2 | 19.56 | 40.79 | 9.71 | 15.98 |
| 3 | 20.99 | 38.92 | 9.88 | 16.1 |
从实验数据来看，通过纳滤对料液中离子进行分离，具有分离效果好、分离质量高等特点；
步骤3：使用双极膜系统对纳滤浓水进行处理，使用钛镀铂作为阴阳电极，使用膜片均为均相膜，控制电压为20V，料液室与酸室、碱室体积比为1：5，进行三个批次实验：
从实验数据来看，使用均相膜作为膜片，钛镀铂作为极板在处理纳滤浓缩液时具有电流效率高、能耗较低等特点。产物为酸、碱可直接返回原工艺中使用；
步骤4：使用双极膜系统对纳滤系统透析液进行处理，使用钛镀铂作为阴阳电极，使用膜片均为均相膜，控制电压为20V，料液室与酸室、碱室体积比为1：5，进行三个批次实验：
从实验数据来看，使用均相膜作为膜片，钛镀铂作为极板在处理纳滤透析液时具有电流效率高、能耗较低等特点，产物为酸、碱可直接返回原工艺中使用。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1微滤过滤：使用微滤系统对钴冶炼废水进行处理，除去大量悬浮物及颗粒，控制SS值在1以下，得微滤产水；
步骤2纳滤分离：经处理后的微滤产水进入纳滤系统将两种盐分进行分离，得纳滤浓水和纳滤产水，其中纳滤浓水为硫酸钠，纳滤产水为氯化钠；
步骤3纳滤浓水处理：将纳滤浓水进入双极膜系统处理，制得氢氧化钠及硫酸；
步骤4纳滤产水处理：纳滤产水进入双极膜系统处理，制得氢氧化钠及盐酸。
2.根据权利要求1所述的一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，步骤3和4所述的双极膜系统中的双极膜为聚醚醚酮材质，操作温度300℃以下，选择透过性在96%以上。
3.根据权利要求1所述的一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，步骤3和4所述的双极膜系统中使用钛镀铂作为阴阳电极，使用膜片均为均相膜，控制电压为20V，料液室与酸室、碱室体积比为1：5。
4.根据权利要求1所述的一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，步骤1所述的微滤系统中的微滤膜孔径为60-80KD。
5.根据权利要求1所述的一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，步骤2所述的纳滤系统中的纳滤膜截留分子量为300D。
6.根据权利要求1所述的一种钴冶炼废水分离制强酸、强碱工艺，其特征在于，所述的钴冶炼废水为氯化钴冶炼行业中所产生的生产废水。
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