通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，包括以下步驟：S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；S2，調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH到合適范圍，得到酸浸液；S3，將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；S4，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì)所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)對(duì)處理液的pH、溫度及流速的精確控制，可以實(shí)現(xiàn)較好的鈷離子和錳離子的分離，因此，本發(fā)明提供的通過(guò)重金屬吸附材料和連續(xù)吸附交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)鈷離子和錳離子分離的方法，可以應(yīng)用于含錳離子液體環(huán)境中鈷離子的分離、富集與回收。
【專(zhuān)利說(shuō)明】[0001] 通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于重金屬分離【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳 分離的方法，可以應(yīng)用于含錳離子液體環(huán)境中微量或痕量鈷離子分離、富集與回收。尤其針 對(duì)鈷金屬冶金和含鈷、錳工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0003] 礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，鈷金屬基本以伴生形式存在于礦石里，如銅鈷伴生、鈷錳伴 生等；鈷冶金基本以濕法冶煉為主，酸浸液中鈷離子濃度一般較低，富集、提純難度大；行 業(yè)中一直在研究如何簡(jiǎn)單地從含錳離子液體環(huán)境中，將微量或痕量的鈷離子提取、分離、富 集。
[0004] 另一方面，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及人口數(shù)量的不斷增加，資源相對(duì)不足和 環(huán)境承載力弱已經(jīng)成為世界發(fā)展的重要瓶頸。建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，推進(jìn)生 態(tài)文明建設(shè)，已成為當(dāng)今世界各國(guó)關(guān)注的主題。鈷冶煉、稀土深加工的一些特定環(huán)節(jié)以及鈷 產(chǎn)品加工等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，通常會(huì)產(chǎn)生含鈷、錳廢水；而目前采用的各類(lèi)重金屬?gòu)U水的處 理方法，存在廢水中重金屬離子的去除效率低、處理成本高、有價(jià)金屬不能回收的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的需求或缺陷，本發(fā)明提供一種通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和 錳分離的方法，具有對(duì)鈷離子的選擇性吸附強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明提供一種通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，包括以下步驟： S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連續(xù)吸 附交換設(shè)備由n個(gè)吸附柱串聯(lián)組成，n為大于等于1的整數(shù)，吸附柱按連接順序編號(hào)為1號(hào)、 2號(hào)、…、n號(hào)； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH為0. 5-6. 0,得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：使pH為0. 5-6. 0的所述酸浸液進(jìn)入所述連續(xù)吸 附交換設(shè)備的進(jìn)液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附 材料達(dá)到鈷吸附飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口， 所述2號(hào)吸附柱重金屬吸附材料保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附，提高所述酸浸液鈷離 子的回收率，實(shí)現(xiàn)鈷、錳離子分離； 54, 用稀酸溶液沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金屬吸附材料進(jìn)行解 吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和被解吸的所述重金屬吸附材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； S6,將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱連接到n號(hào)吸附柱后面，重復(fù)前面的步驟繼續(xù)進(jìn)行 工作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
[0007]優(yōu)選的，所述重金屬吸附材料的生產(chǎn)方法見(jiàn)專(zhuān)利ZL03126366. 6,名稱(chēng)為"生產(chǎn)有 毒重金屬?gòu)U水處理劑的工藝方法"。所述重金屬吸附材料具有以下特征：在特定條件下，其 吸附鈷離子的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于錳離子；吸附初期，重金屬吸附材料上的配位點(diǎn)很多，鈷、錳離子 同時(shí)被吸附；隨著流經(jīng)吸附柱酸浸液體積的增加，重金屬吸附材料上吸附的鈷、錳離子越來(lái) 越多，配位點(diǎn)越來(lái)越少，重金屬吸附材料上吸附的錳被鈷逐步替代，實(shí)現(xiàn)鈷、錳離子的分離。
[0008]優(yōu)選的，所述重金屬吸附材料的孔徑為13. 21-15. 34nm，所述重金屬吸附材料的孔 容積為1. 2-1. 5立方厘米/克，所述原料硅膠粒度為40-150目硅膠，所述重金屬吸附材料 堆密度為0.60-0. 90千克/升。
[0009] 優(yōu)選的，S3具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：使pH為0. 5-6. 0的酸浸液進(jìn)入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，由1號(hào)吸 附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子； 第二階段：使酸浸液進(jìn)入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離 子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離 子取代； 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以10-20ml/min的速率泵入2號(hào)吸附柱，由 2號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子。
[0010] 優(yōu)選的，S6具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱連接到所述n號(hào)吸附柱以后，使pH為 0. 5-6. 0的酸浸液進(jìn)入所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的液體泵入所述1號(hào) 吸附柱的進(jìn)液口； 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代； 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入1號(hào)吸附柱，由1號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn) 入的鈷離子，保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附。
[0011] 以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹： 本發(fā)明創(chuàng)新性的采用一種重金屬吸附材料，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該重金屬吸附材料對(duì)鈷離子 和錳離子均具有吸附性，并且，對(duì)鈷離子的吸附活性遠(yuǎn)高于對(duì)錳離子的吸附活性，針對(duì)這一 特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)鈷離子和錳離子的分離，發(fā)明人對(duì)使用吸附柱過(guò)柱的工藝進(jìn)行了多次試驗(yàn)， 意外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)吸附液pH的精確控制，可以很好地實(shí)現(xiàn)鈷離子和錳離子的分離，因此，本 發(fā)明提供的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷離子和錳離子分離的方法，可以應(yīng)用于含錳離子液 體環(huán)境中微量或痕量鈷離子分離、富集與回收。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是重金屬吸附材料鈷、錳離子分離圖。 圖2是重金屬吸附材料鈷離子解吸回收?qǐng)D。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下對(duì)本發(fā)明提供的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法進(jìn)行詳細(xì)介 紹： 鈷和錳分離方法實(shí)驗(yàn)例1 本實(shí)驗(yàn)例采用重金屬吸附材料質(zhì)量為20克/根吸附柱；酸浸液鈷離子濃度lg/L，錳離 子濃度lg/L。
[0014]S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連 續(xù)吸附交換設(shè)備由1號(hào)吸附柱與2號(hào)吸附柱串聯(lián)組成； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH為4. 5,得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：將pH為4. 5的所述酸浸液泵入所述連續(xù)吸附交 換設(shè)備的進(jìn)液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附材料 達(dá)到鈷吸附飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體泵入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口，所述 2號(hào)吸附柱重金屬吸附材料保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附； 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將pH為4. 5的酸浸液以15ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn) 液口，由1號(hào)吸附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子；此階段吸附溫度為15°C; 第二階段：將酸浸液以15ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào)吸 附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附的 錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為20°C; 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以15ml/min的速率泵入2號(hào)吸附柱，由2 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，此處的吸附溫度為20°C。
[0015]S4,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金 屬吸附材料進(jìn)行解吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和被解吸的所述重金屬吸附 材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； 56, 將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，交替重復(fù)進(jìn)行工 作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
[0016] 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，將pH為 4. 5的酸浸液以15ml/min的速率泵入所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的液 體泵入所述1號(hào)吸附柱的進(jìn)液口；此階段吸附溫度為20°C; 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為20°C; 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體以15ml/min的速率泵入1號(hào)吸附柱，由1 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附，此處的吸附溫度為 25。。。
[0017] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：解吸液鈷離子濃度達(dá)到60g/L以上，鈷粉中鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)99. 95%以上，鈷 金屬回收率達(dá)到99. 5%以上，吸附尾液中鈷離子濃度低于5mg/L。
[0018] 鈷和錳分離方法實(shí)驗(yàn)例2 本實(shí)驗(yàn)例采用重金屬吸附材料質(zhì)量為20克/根吸附柱；酸浸液鈷離子濃度lg/L，錳離 子濃度lg/L。
[0019]S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連 續(xù)吸附交換設(shè)備由1號(hào)吸附柱與2號(hào)吸附柱串聯(lián)組成； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH為5. 0,得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：將pH為5. 0的所述酸浸液泵入所述連續(xù)吸附交 換設(shè)備的進(jìn)液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附材料 達(dá)到鈷吸附飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體泵入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口，所述 2號(hào)吸附柱重金屬吸附材料保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附； 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將pH為5. 0的酸浸液以12. 5ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的 進(jìn)液口，由1號(hào)吸附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子；此階段吸附溫度為20°C; 第二階段：將酸浸液以12. 5ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào) 吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附 的錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為22. 5°C; 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以12. 5ml/min的速率泵入2號(hào)吸附柱，由 2號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，此處的吸附溫度為22. 5°C。
[0020] S4,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金 屬吸附材料進(jìn)行解吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和被解吸的所述重金屬吸附 材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； 56, 將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，交替重復(fù)進(jìn)行工 作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
[0021] 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，將pH為 5. 0的酸浸液以12. 5ml/min的速率泵入所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的 液體泵入所述1號(hào)吸附柱的進(jìn)液口；此階段吸附溫度為22. 5°C; 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為22. 5°C; 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體以12. 5ml/min的速率泵入1號(hào)吸附柱，由 1號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附，此處的吸附溫度為 22. 5。。。
[0022] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：解吸液鈷離子濃度達(dá)到63g/L以上，鈷粉中鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)99. 98%以上，鈷 金屬回收率達(dá)到99. 9%以上，吸附尾液中鈷離子濃度低于lmg/L。
[0023] 鈷和錳分離方法實(shí)驗(yàn)例3 本實(shí)驗(yàn)例采用重金屬吸附材料質(zhì)量為20克/根吸附柱；酸浸液鈷離子濃度lg/L，錳離 子濃度lg/L。
[0024]S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連 續(xù)吸附交換設(shè)備由1號(hào)吸附柱與2號(hào)吸附柱串聯(lián)組成； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH為5. 5,得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：將pH為5. 5的所述酸浸液泵入所述連續(xù)吸附交 換設(shè)備的進(jìn)液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附材料 達(dá)到鈷吸附飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體泵入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口，所述 2號(hào)吸附柱重金屬吸附材料保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附； 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將pH為5. 5的酸浸液以10ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn) 液口，由1號(hào)吸附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子；此階段吸附溫度為25°C; 第二階段：將酸浸液以l〇ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào)吸 附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附的 錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為25°C; 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以l〇ml/min的速率泵入2號(hào)吸附柱，由2 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，此處的吸附溫度為25°C。
[0025]S4,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金 屬吸附材料進(jìn)行解吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和被解吸的所述重金屬吸附 材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； 56, 將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，交替重復(fù)進(jìn)行工 作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
[0026] 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，將pH為 5. 5的酸浸液以10ml/min的速率泵入所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的液 體泵入所述1號(hào)吸附柱的進(jìn)液口；此階段吸附溫度為25°C; 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為25°C; 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體以10ml/min的速率泵入1號(hào)吸附柱，由1 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附，此處的吸附溫度為 25。。。
[0027] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：解吸液鈷離子濃度達(dá)到70g/L以上，鈷粉中鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)99. 99%以上，鈷 金屬回收率達(dá)到99. 99%以上，吸附尾液中鈷離子濃度低于0.lmg/L。
[0028] 鈷和錳分離方法實(shí)驗(yàn)例4 本實(shí)驗(yàn)例采用重金屬吸附材料質(zhì)量為20克/根吸附柱；酸浸液鈷離子濃度lg/L，錳離 子濃度lg/L。
[0029] S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連 續(xù)吸附交換設(shè)備由1號(hào)吸附柱與2號(hào)吸附柱串聯(lián)組成； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH為5. 3,得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：將pH為5. 3的所述酸浸液泵入所述連續(xù)吸附交 換設(shè)備的進(jìn)液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附材料 達(dá)到鈷吸附飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體泵入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口，所述 2號(hào)吸附柱重金屬吸附材料保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附； 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將pH為5. 3的酸浸液以13ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn) 液口，由1號(hào)吸附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子；此階段吸附溫度為20°C; 第二階段：將酸浸液以13ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào)吸 附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附的 錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為20°C; 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以13ml/min的速率泵入2號(hào)吸附柱，由2 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，此處的吸附溫度為20°C。
[0030]S4,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金 屬吸附材料進(jìn)行解吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和被解吸的所述重金屬吸附 材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； 56, 將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，交替重復(fù)進(jìn)行工 作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
[0031] 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，將pH為 5. 3的酸浸液以13ml/min的速率泵入所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的液 體泵入所述1號(hào)吸附柱的進(jìn)液口；此階段吸附溫度為20°C; 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為20°C; 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體以13ml/min的速率泵入1號(hào)吸附柱，由1 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附，此處的吸附溫度為 20。。。
[0032] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：解吸液鈷離子濃度達(dá)到65g/L以上，鈷粉中鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)99. 99%以上，鈷 金屬回收率達(dá)到99. 9%以上，吸附尾液中鈷離子濃度低于lmg/L。
[0033] 鈷和錳分離方法實(shí)驗(yàn)例5 本實(shí)驗(yàn)例采用重金屬吸附材料質(zhì)量為20克/根吸附柱；酸浸液鈷離子濃度lg/L，錳離 子濃度lg/L。
[0034] S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連 續(xù)吸附交換設(shè)備由1號(hào)吸附柱與2號(hào)吸附柱串聯(lián)組成； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH為5. 2,得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：將pH為5. 2的所述酸浸液泵入所述連續(xù)吸附交 換設(shè)備的進(jìn)液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附材料 達(dá)到鈷吸附飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體泵入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口，所述 2號(hào)吸附柱重金屬吸附材料保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附； 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將pH為5. 2的酸浸液以10ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn) 液口，由1號(hào)吸附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子；此階段吸附溫度為15°C; 第二階段：將酸浸液以l〇ml/min的速率泵入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào)吸 附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附的 錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為15°C; 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以l〇ml/min的速率泵入2號(hào)吸附柱，由2 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，此處的吸附溫度為15°C。
[0035]S4,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金 屬吸附材料進(jìn)行解吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和被解吸的所述重金屬吸附 材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； 56, 將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，交替重復(fù)進(jìn)行工 作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
[0036] 其中，具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱與所述2號(hào)吸附柱更換連接順序，將pH為 5. 2的酸浸液以10ml/min的速率泵入所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的液 體泵入所述1號(hào)吸附柱的進(jìn)液口；此階段吸附溫度為15°C; 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代；此階段吸附溫度為15°C; 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體以10ml/min的速率泵入1號(hào)吸附柱，由1 號(hào)吸附柱吸附少量進(jìn)入的鈷離子，保證所述酸浸液鈷離子被完全吸附，此處的吸附溫度為 15。。。
[0037] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：解吸液鈷離子濃度達(dá)到57g/L以上，鈷粉中鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)99. 99%以上，鈷 金屬回收率達(dá)到99. 8%以上，吸附尾液中鈷離子濃度低于2mg/L。
[0038] 參數(shù)試驗(yàn)例1 本試驗(yàn)例用于測(cè)試重金屬吸附材料對(duì)鈷和錳的吸附性能，具體包括：pH對(duì)吸附量的影 響和溫度對(duì)吸附量的影響。
[0039] 實(shí)驗(yàn)方法：配制濃度為0. 02mol/L的鈷離子溶液，利用酸度計(jì)調(diào)節(jié)鈷離子溶液的 pH;將調(diào)好pH的溶液50ml置于裝有l(wèi)g重金屬吸附材料的廣口瓶?jī)?nèi)，將廣口瓶放在25°C的 恒溫水浴中36小時(shí)，取出過(guò)濾，測(cè)定濾液中鈷離子的濃度。根據(jù)公式(一）計(jì)算吸附量； Q= (C〇-C)*V/m 公式（一） 其中，Q為吸附量(mm〇l/g) ;Q為吸附前鈷離子濃度（mol/L);C為吸附后鈷離子濃度 (mol/L);V為溶液的體積（ml);m為重金屬吸附材料的質(zhì)量（g)。
[0040] 對(duì)錳的實(shí)驗(yàn)方法與上述對(duì)鈷的實(shí)驗(yàn)方法相同。
[0041] (1)pH對(duì)吸附量的影響實(shí)驗(yàn) 改變上述實(shí)驗(yàn)方法的PH，分別對(duì)鈷離子和對(duì)錳離子進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0042] 表1pH對(duì)吸附量的影響

【權(quán)利要求】
1. 一種通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在于，包括以下步驟： S1，向連續(xù)吸附交換設(shè)備的各個(gè)吸附柱中分別填充重金屬吸附材料；其中，所述連續(xù)吸 附交換設(shè)備由n個(gè)吸附柱串聯(lián)組成，n為大于等于1的整數(shù)，吸附柱按連接順序編號(hào)為1號(hào)、 2號(hào)、…、n號(hào)； 52, 調(diào)整含有鈷離子和錳離子的待處理液的pH到合適范圍，得到酸浸液； 53, 將所述酸浸液注入S1操作后的所述連續(xù)吸附交換設(shè)備；所述連續(xù)吸附交換設(shè)備對(duì) 所述酸浸液進(jìn)行分離富集提純，具體包括：使所述酸浸液進(jìn)入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn) 液口；所述1號(hào)吸附柱吸附富集所述酸浸液中的鈷離子，所述重金屬吸附材料達(dá)到鈷吸附 飽和；從所述1號(hào)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入所述2號(hào)吸附柱的進(jìn)液口，以此類(lèi)推，前一 個(gè)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入后一個(gè)吸附柱的進(jìn)液口； 54, 用稀酸溶液沖洗所述1號(hào)吸附柱；所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的所述重金屬吸附材料進(jìn)行解 吸操作，經(jīng)解吸操作后得到含鈷離子解吸液和經(jīng)過(guò)解吸處理后的所述重金屬吸附材料； 55, 將S4得到的所述含鈷離子解吸液通過(guò)直接電積設(shè)備進(jìn)行電積操作，得到鈷金屬板 或鈷金屬粉；同時(shí)，所述1號(hào)吸附柱內(nèi)的被解吸的所述重金屬吸附材料經(jīng)過(guò)沖洗處理后恢 復(fù)吸附性能； 56, 將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱連接到n號(hào)吸附柱后面，重復(fù)前面的步驟繼續(xù)進(jìn)行 工作；同時(shí)，所述連續(xù)吸附交換設(shè)備流出的液體中基本不含鈷離子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在 于，所述重金屬吸附材料通過(guò)以下方法生產(chǎn)：所述重金屬吸附材料的生產(chǎn)方法見(jiàn)專(zhuān)利ZL 03126366. 6,名稱(chēng)為"生產(chǎn)有毒重金屬?gòu)U水處理劑的工藝方法"。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在于， S3具體包括以下三個(gè)階段： 第一階段：使所述酸浸液以一定的速率進(jìn)入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，由1號(hào) 吸附柱同時(shí)吸附鈷離子和錳離子； 第二階段：使酸浸液以一定的速率進(jìn)入所述連續(xù)吸附交換設(shè)備的進(jìn)液口，1號(hào)吸附柱 不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子，直到1號(hào)吸附柱吸附的錳離 子完全被鈷離子取代； 第三階段：由1號(hào)吸附柱出液口流出的液體以一定的速率進(jìn)入2號(hào)吸附柱，由2號(hào)吸附 柱吸附經(jīng)過(guò)1號(hào)吸附柱所沒(méi)有吸附的鈷離子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在于， S6具體包括以下三個(gè)階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱連接到n號(hào)吸附柱以后，重復(fù) 前面的步驟繼續(xù)進(jìn)行工作 第一階段：將所述沖洗處理后的1號(hào)吸附柱連接到所述n號(hào)吸附柱以后，使酸浸液進(jìn)入 所述2號(hào)吸附柱，從所述2號(hào)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入所述3號(hào)吸附柱的進(jìn)液口；以此 類(lèi)推，前一個(gè)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入后一個(gè)吸附柱的進(jìn)液口； 第二階段：2號(hào)吸附柱不斷吸附鈷離子，并且，新吸附的鈷離子取代原吸附的錳離子， 直到2號(hào)吸附柱吸附的錳離子完全被鈷離子取代； 第三階段：由2號(hào)吸附柱出液口流出的液體進(jìn)入3號(hào)吸附柱，由3號(hào)吸附柱吸附經(jīng)過(guò)2 號(hào)吸附柱所沒(méi)有吸附的鈷離子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在于， 所述步驟S1中吸附柱數(shù)量根據(jù)溶液中鈷、錳濃度而定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在于， 所述步驟S2中pH調(diào)整到0? 5-6. 0。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)重金屬吸附材料實(shí)現(xiàn)鈷和錳分離的方法，其特征在于， 所述步驟S4中稀酸溶液包括硫酸、鹽酸等常規(guī)酸液。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK104437677SQ201310439828
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】邱建寧, 徐純理, 葉文君 申請(qǐng)人:工信華鑫科技有限公司