CN113061731A - 一种从酸性废水中回收锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及废水处理的技术领域,具体公开了一种从酸性废水中回收锌的方法。包括以下步骤:S1、将酸性废水排入氧化池中,通入过氧化氢溶液,得到混合废水;S2、将混合废水加热浓缩;S3、将混合废水排入一级沉淀池中,将浓氨水通入一级沉淀池中,直至一级沉淀池中出现沉淀后,且部分沉淀再次溶解;S4、对一级沉淀池内的液体进行抽滤,将抽滤液转移至二级沉淀池中,加入浓硫酸调节pH,加入无水乙醇,内有晶体析出,抽滤后得到废水和析晶沉淀;S5、将废水重复S2、S3和S4,直至S4中无明显晶体析出,将S4中得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;S6、将含锌结晶置于惰性气氛下煅烧,得到锌。本申请能够安全的从酸性铁锌混合废液中回收锌。
Description
技术领域
本申请涉及废水处理的技术领域,更具体地说,它涉及一种从酸性废水中回收锌的方法。
背景技术
锌元素存在于人体肌肉及骨骼中,是人体健康不可缺少的微量元素之一,但是如果超量就会发生严重后果。含锌废水的排放对人的健康具有严重危害,锌元素一旦进入环境中,不能被生物降解,随后参与食物链循环,并最终在人体内积累,破坏其正常的生理代谢活动,从而危害人体的健康。
随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等生产活动的日益增加,产生的含锌废水越来越多。这种含锌废水中,含有大量的锌离子和铁离子,如果直接排放到环境中,不但会造成污染,且会造成有色金属离子——锌离子的浪费。
发明内容
为了能够安全的从酸性铁锌混合废液中回收锌,本申请提供一种从酸性废水中回收锌的方法。
本申请提供的一种从酸性废水中回收锌的方法采用如下的技术方案:
一种从酸性废水中回收锌的方法,包括以下步骤:
S1、将V体积的酸性废水排入氧化池中,以50-60r/min的转速进行搅拌,在搅拌过程中通入V1体积的过氧化氢溶液,得到混合废水;
S2、将V2体积的混合废水排入浓缩池中,加热浓缩至混合废水的体积为V3;
S3、将浓缩池中V3体积的混合废水排入一级沉淀池中,在50-60r/min的转速下,将浓氨水通入一级沉淀池中,直至一级沉淀池中出现沉淀后,且部分沉淀再次溶解;
S4、对一级沉淀池内的液体进行抽滤,将V4体积的抽滤液转移至二级沉淀池中,在二级沉淀池中加入浓硫酸,调节抽滤液的pH在2-3之间,在抽滤液中加入V5体积的无水乙醇,二级沉淀池内有晶体析出,抽滤后得到废水和析晶沉淀;
S5、将S4中的废水重复S2、S3和S4,直至S4中无明显晶体析出,将S4中得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;
S6、将含锌结晶置于惰性气氛下,以500-600℃的温度进行煅烧,得到锌。
通过采用上述技术方案,在S1中,将酸性废水排入氧化池中,在搅拌过程中将过氧化氢溶液加入酸性废水中,过氧化氢将亚铁离子氧化得到铁离子;在S2中,将混合废水排入浓缩池中,对混合废水进行加热浓缩,使得在S1中加入的过氧化氢分解,且将溶剂的体积减少,从而相对增加溶质的浓度;在S3中,将浓缩后的混合废水排入一级沉淀池中,在搅拌过程中,往一级沉淀池中加入浓氨水,搅拌使得浓氨水与混合废水混合得更加均匀,且在一级沉淀池中发生以下反应:
Fe3++3NH3·H2O→Fe(OH)3↓+3NH4 +——①;
Zn2++2NH3·H2O→Zn(OH)2↓+2NH4 +——②;
当往一级沉淀池中加入过量的浓氨水后,发生以下反应:
Zn(OH)2+2NH4 ++2NH3·H2O→[Zn(NH3)4]2++4H2O——③;
即氢氧化锌沉淀再次溶解,即在一级沉淀池的沉淀中,只含有铁离子沉淀,即锌离子仍然留存在混合溶液中;在S4中,对一级沉淀池内的液体进行抽滤,将氢氧化铁沉淀滤除,将抽滤液转移至二级沉淀池中,加入浓硫酸调节pH,并且在抽滤液中引入硫酸根离子,[Zn(NH3)4]2+和SO4 2-结合形成[Zn(NH3)4]SO4,在抽滤液中加入无水乙醇,无水乙醇与溶剂互溶,导致溶剂的极性降低,进而[Zn(NH3)4]SO4析出,形成析晶沉淀;在S5中,将S4中的废水多次重复S2、S3和S4,进一步将废水中的锌离子析出,将多次得到的析晶沉淀集中,即得到含锌结晶;在S6中,将含锌结晶置于惰性气氛中煅烧,使得[Zn(NH3)4]SO4分解得到锌单质,且锌单质置于惰性气氛中,不被空气氧化。
优选的,所述S1中,V:V1=1:(0.5-0.6)
优选的,所述过氧化氢溶液以[(0.05-0.08)V1]/min的流速通入氧化池中。
优选的,所述S2中,V2:V3=1:(0.2-0.3)。
优选的,所述S3中,浓氨水以V6/min的流速通入一级沉淀池中,且所述V3:V6=1:(0.08-0.12)。
优选的,所述浓氨水通入一级沉淀池中的总体积为V7,所述V3:V7=1:(0.5-0.6)。
优选的,所述S2中,使用热风机对浓缩池中的混合废水进行加热浓缩。
优选的,所述热风机吹出120-150℃的热空气。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、由于本申请的方法包括以下步骤:S1、将V体积的酸性废水排入氧化池中,以50-60r/min的转速进行搅拌,在搅拌过程中通入V1体积的过氧化氢溶液,得到混合废水;S2、将V2体积的混合废水排入浓缩池中,加热浓缩至混合废水的体积为V3;S3、将浓缩池中V3体积的混合废水排入一级沉淀池中,在50-60r/min的转速下,将浓氨水通入一级沉淀池中,直至一级沉淀池中出现沉淀后,且部分沉淀再次溶解;S4、对一级沉淀池内的液体进行抽滤,将V4体积的抽滤液转移至二级沉淀池中,在二级沉淀池中加入浓硫酸,调节抽滤液的pH在2-3之间,在抽滤液中加入V5体积的无水乙醇,二级沉淀池内有晶体析出,抽滤后得到废水合析晶沉淀;S5、将S4中的废水重复S2、S3和S4,直至S4中无明显晶体析出,将S4中得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;S6、将含锌结晶置于惰性气氛下,以500-600℃的温度进行煅烧,得到锌;在S1中,将酸性废水排入氧化池中,在搅拌过程中将过氧化氢溶液加入酸性废水中,过氧化氢将亚铁离子氧化得到铁离子;在S2中,将混合废水排入浓缩池中,对混合废水进行加热浓缩,使得在S1中加入的过氧化氢分解,且将溶剂的体积减少,从而相对增加溶质的浓度;在S3中,将浓缩后的混合废水排入一级沉淀池中,在搅拌过程中,往一级沉淀池中加入浓氨水,搅拌使得浓氨水与混合废水混合得更加均匀,且在一级沉淀池中发生以下反应:
Fe3++3NH3·H2O→Fe(OH)3↓+3NH4 +——①;
Zn2++2NH3·H2O→Zn(OH)2↓+2NH4 +——②;
当往一级沉淀池中加入过量的浓氨水后,发生以下反应:
Zn(OH)2+2NH4 ++2NH3·H2O→[Zn(NH3)4]2++4H2O——③;
即氢氧化锌沉淀再次溶解,即在一级沉淀池的沉淀中,只含有铁离子沉淀,即锌离子仍然留存在混合溶液中;在S4中,对一级沉淀池内的液体进行抽滤,将氢氧化铁沉淀滤除,将抽滤液转移至二级沉淀池中,加入浓硫酸调节pH,并且在抽滤液中引入硫酸根离子,[Zn(NH3)4]2+和SO4 2-结合形成[Zn(NH3)4]SO4,在抽滤液中加入无水乙醇,无水乙醇与溶剂互溶,导致溶剂的极性降低,进而[Zn(NH3)4]SO4析出,形成析晶沉淀;在S5中,将S4中的废水多次重复S2、S3和S4,进一步将废水中的锌离子析出,将多次得到的析晶沉淀集中,即得到含锌结晶;在S6中,将含锌结晶置于惰性气氛中煅烧,使得[Zn(NH3)4]SO4分解得到锌单质,且锌单质置于惰性气氛中,不被空气氧化。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
本实施例1的方法包括以下步骤:
S1、将100L酸性废水排入氧化池中,使用搅拌桨以50r/min的转速进行搅拌,并且在搅拌过程中以4L/min的流速将过氧化氢溶液通入酸性废水中,且过氧化氢溶液通入氧化池中的总体积为50L,得到混合废水;
S2、将150L混合废水排入浓缩池中,在搅拌过程中使用热风机对浓缩池中的混合废水进行吹拂,且热风机出风口的温度为120℃,将混合废水加热浓缩至45L;
S3、将浓缩后的混合废水排入一级沉淀池中,使用搅拌浆以50r/min的转速进行搅拌,在搅拌过程中,以5.4L/min的流速将浓氨水通入一级沉淀池中,浓氨水通入一级沉淀池的总量为27L;
S4、对一级沉淀池中的液体进行抽滤,将72L抽滤液转移至二级沉淀池中,在二级沉淀池中加入浓硫酸,调节抽滤液的pH在2-3之间,在抽滤液中加入15L无水乙醇,二级沉淀池内有晶体析出,抽滤后得到析晶沉淀和废水;
S5、将S4中的废水重复进行S2、S3和S4,将多次得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;
S6、将含锌结晶置于500℃,氖气环境中进行煅烧,得到锌。
实施例2
本实施例2的方法包括以下步骤:
S1、将100L酸性废水排入氧化池中,使用搅拌桨以60r/min的转速进行搅拌,并且在搅拌过程中以3L/min的流速将过氧化氢溶液通入酸性废水中,且过氧化氢溶液通入氧化池中的总体积为60L,得到混合废水;
S2、将160L混合废水排入浓缩池中,在搅拌过程中使用热风机对浓缩池中的混合废水进行吹拂,且热风机出风口的温度为150℃,将混合废水加热浓缩至32L;
S3、将浓缩后的混合废水排入一级沉淀池中,使用搅拌浆以60r/min的转速进行搅拌,在搅拌过程中,以2.56L/min的流速将浓氨水通入一级沉淀池中,浓氨水通入一级沉淀池的总量为16L;
S4、对一级沉淀池中的液体进行抽滤,将48L抽滤液转移至二级沉淀池中,在二级沉淀池中加入浓硫酸,调节抽滤液的pH在2-3之间,在抽滤液中加入10L无水乙醇,二级沉淀池内有晶体析出,抽滤后得到析晶沉淀和废水;
S5、将S4中的废水重复进行S2、S3和S4,将多次得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;
S6、将含锌结晶置于600℃,氖气环境中进行煅烧,得到锌。
实施例3
本实施例3的方法包括以下步骤:
S1、将100L酸性废水排入氧化池中,使用搅拌桨以55r/min的转速进行搅拌,并且在搅拌过程中以4L/min的流速将过氧化氢溶液通入酸性废水中,且过氧化氢溶液通入氧化池中的总体积为50L,得到混合废水;
S2、将150L混合废水排入浓缩池中,在搅拌过程中使用热风机对浓缩池中的混合废水进行吹拂,且热风机出风口的温度为120℃,将混合废水加热浓缩至30L;
S3、将浓缩后的混合废水排入一级沉淀池中,使用搅拌浆以50r/min的转速进行搅拌,在搅拌过程中,以3L/min的流速将浓氨水通入一级沉淀池中,浓氨水通入一级沉淀池的总量为16L;
S4、对一级沉淀池中的液体进行抽滤,将46L抽滤液转移至二级沉淀池中,在二级沉淀池中加入浓硫酸,调节抽滤液的pH在2-3之间,在抽滤液中加入10L无水乙醇,二级沉淀池内有晶体析出,抽滤后得到析晶沉淀和废水;
S5、将S4中的废水重复进行S2、S3和S4,将多次得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;
S6、将含锌结晶置于550℃,氖气环境中进行煅烧,得到锌。
对比例
对比例1
使用电解法对100L酸性废液中进行锌的回收。
性能检测试验
试验方法
配置含有0.01mol/LZn2+和0.1mol/LFe3+的混合溶液400L,平均分成4份,每份100L,分别使用本申请实施例1-3和对比例1中的方法对这四份混合溶液进行锌的回收,测量所得锌的质量,其结果如表1所示。
表1本申请实施例1-3对锌的回收情况
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
Zn质量/g | 53.45 | 54.11 | 53.78 | 21.89 |
回收率/% | 82.23 | 82.25 | 82.74 | 33.66 |
结合实施例1-3和对比例1,并结合表1可以看出,本申请的方法对锌的回收率明显比现有技术中常规的电解回收要高。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1、将V体积的酸性废水排入氧化池中,以50-60r/min的转速进行搅拌,在搅拌过程中通入V1体积的过氧化氢溶液,得到混合废水;
S2、将V2体积的混合废水排入浓缩池中,加热浓缩至混合废水的体积为V3;
S3、将浓缩池中V3体积的混合废水排入一级沉淀池中,在50-60r/min的转速下,将浓氨水通入一级沉淀池中,直至一级沉淀池中出现沉淀后,且部分沉淀再次溶解;
S4、对一级沉淀池内的液体进行抽滤,将V4体积的抽滤液转移至二级沉淀池中,在二级沉淀池中加入浓硫酸,调节抽滤液的pH在2-3之间,在抽滤液中加入V5体积的无水乙醇,二级沉淀池内有晶体析出,抽滤后得到废水和析晶沉淀;
S5、将S4中的废水重复S2、S3和S4,直至S4中无明显晶体析出,将S4中得到的析晶沉淀集中,得到含锌结晶;
S6、将含锌结晶置于惰性气氛下,以500-600℃的温度进行煅烧,得到锌。
2.根据权利要求1所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述S1中,V:V1=1:(0.5-0.6)。
3.根据权利要求2所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述过氧化氢溶液以[(0.05-0.08)V1]/min的流速通入氧化池中。
4.根据权利要求1所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述S2中,V2:V3=1:(0.2-0.3)。
5.根据权利要求1所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述S3中,浓氨水以V6/min的流速通入一级沉淀池中,且所述V3:V6=1:(0.08-0.12)。
6.根据权利要求5所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述浓氨水通入一级沉淀池中的总体积为V7,所述V3:V7=1:(0.5-0.6)。
7.根据权利要求1所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述S2中,使用热风机对浓缩池中的混合废水进行加热浓缩。
8.根据权利要求7所述的一种从酸性废水中回收锌的方法,其特征在于:所述热风机吹出120-150℃的热空气。
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