無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，包括如下步驟：（1）萃取；（2）反萃??；（3）萃取劑循環(huán)使用。本發(fā)明不用皂化，回收的鈷以離子溶液的形式可以直接作為鈷原料使用，所使用的萃取劑可反復(fù)循環(huán)使用，節(jié)約了回收成本。本發(fā)明的回收率高，碳酸鈷廢水中鈷含量可以降到2mg/l以下，鈷的回收率可達(dá)到90%以上。
【專利說明】無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鈷的回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鈷，作為一種十分重要的戰(zhàn)略性資源，中國非常短缺。而中國目前既是全球最大的消費(fèi)國，也是最大的生產(chǎn)國，絕大比例的原材料(鈷礦等)依靠從非洲等地進(jìn)口。在鈷的濕法冶煉工藝中，合成生產(chǎn)碳酸鈷是其非常重要的產(chǎn)品之一。而在碳酸鈷的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的母液與洗滌水等工藝廢水，這些廢水中會(huì)含有少量(幾十到幾百mg/L)的鈷離子，這些鈷離子具有較高的回收價(jià)值。另外，這些廢水因鈷離子含量不符合《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25467-2010)的要求，不能夠直接排放。因此，必須對(duì)這些廢水中的鈷離子進(jìn)行回收處理。
[0003]目前，在鈷的濕法冶煉行業(yè)內(nèi)對(duì)鈷的回收，最常用的處理方法有化學(xué)沉淀法、重金屬捕集劑沉淀法和樹脂交換法等。但由于在碳酸鈷的合成中，通常使用碳酸氫銨做沉淀劑，廢水中含有的鈷離子多數(shù)以較為穩(wěn)定的鈷銨絡(luò)離子形式存在，因此，上述的這些方法在實(shí)際應(yīng)用中都存在不同的因素干擾或技術(shù)應(yīng)用的限制。沉淀法存在的問題是:由于在碳酸鈷的合成中，通常使用碳酸氫銨做沉淀劑，廢水中含有的鈷離子多數(shù)以較為穩(wěn)定的鈷銨絡(luò)離子形式存在。因此，若用常規(guī)簡單的化學(xué)沉淀法(如加氫氧化鈉溶液沉淀)不能有效沉淀回收其中的鈷；而為了使廢水中的重金屬濃度達(dá)標(biāo)，通常需要加過量的沉淀劑，廢水PH值往往要達(dá)到12左右，無法達(dá)到排放要求。若利用硫化法沉淀，雖能有效沉淀回收鈷，但會(huì)引入新的硫化物產(chǎn)生惡臭氣體(味)污染，且操作環(huán)境惡劣，同時(shí)回收的硫化鈷也不易直接溶解利用。
[0004]重金屬捕集劑沉淀法雖然能清除廢水中的重金屬離子，但產(chǎn)生的固體廢物比較穩(wěn)定，有價(jià)金屬的回收成本很高，而且重金屬捕集劑價(jià)格也很貴。
[0005]樹脂交換法雖然可以實(shí)現(xiàn)重金屬的回收利用，但也存在明顯不足:對(duì)入水水質(zhì)有苛刻要求，樹脂容易中毒失效。利用樹脂交換法，由于大量銨離子的干擾，實(shí)際交換處理能力會(huì)受很大影響，反洗再生頻率很頻繁，在實(shí)際生產(chǎn)中不易實(shí)現(xiàn)長時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于大規(guī)模廢水的處理能力和質(zhì)量較難保證。另外就是樹脂再生同樣需要消耗等摩爾的酸和大量的洗滌水，而且這部分水又全部轉(zhuǎn)化為不能外排的廢水，增加了廢水的處理費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，該回收方法不僅成本低廉、回收率高，而且以鈷離子形式可直接作為鈷原料使用。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，包括如下步驟:(1)萃取
取pH為6.5、含鈷為0.02~I g/L的碳酸鈷廢水與有機(jī)溶劑萃取劑混合,經(jīng)過萃取后廢水中的鈷進(jìn)入有機(jī)溶劑萃取劑，而得到富鈷有機(jī)溶劑萃取劑；
(2)反萃取
將步驟(1)的富鈷有機(jī)溶劑萃取劑與酸性水溶液混合，經(jīng)過反萃取，得到富鈷酸性水溶液和澄清的有機(jī)溶劑；
(3)萃取劑循環(huán)使用
將步驟(2)經(jīng)反萃取得到的有機(jī)溶劑作為步驟(1)中碳酸鈷廢水的萃取劑。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)的萃取為一級(jí)、多級(jí)、逆流或錯(cuò)流萃取。步驟
(2)反萃取為一級(jí)、多級(jí)、逆流或錯(cuò)流反萃取。
[0009]進(jìn)一步地，步驟(1)所述的有機(jī)溶劑萃取劑由體積百分比為5~20%的主劑和80~95%稀釋劑組成，其中，所述主劑為P507、P204和Cyanex272萃取劑中的任意一種或者三者任意比例的混合物，所述稀釋劑為60#溶劑油、磺化煤油和萃取劑專用溶劑的任意一種或者三者任意比例的混合物。
[0010]步驟(2)所述的酸性水溶液為I~6 mo I/L的鹽酸溶液或0.5~3 mo I/L的硫酸溶液或兩者任意比例的混合溶 液。
[0011]更進(jìn)一步地，上述的多級(jí)萃取級(jí)數(shù)為1-6級(jí)，且有機(jī)相與水相的體積比為I '2~8。
[0012]上述的多級(jí)反萃取萃級(jí)數(shù)為I~3級(jí)，且有機(jī)相與水相的體積比為1:0.1~I。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
1、本發(fā)明回收的鈷以離子溶液的形式可以直接作為鈷原料使用，沒有新的廢水產(chǎn)生和新的污染物引入，同時(shí)，所使用的萃取劑可反復(fù)循環(huán)使用，節(jié)約了回收成本，廢水處理回收鈷的成本明顯降低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0014]2、本發(fā)明回收率高，碳酸鈷廢水中鈷含量可以降到2mg/l以下，鈷的回收率可達(dá)到90%以上。
[0015]3、整個(gè)回收工藝不用皂化，無需特別設(shè)備，萃取和反萃取裝置可以長期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，具有處理能力大、穩(wěn)定性好、操作簡便、占用人力少等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0019]下列實(shí)施例中，如無具體說明，本發(fā)明的各種設(shè)備為本領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備，各種設(shè)備的工藝參數(shù)為本領(lǐng)域的常規(guī)參數(shù)，所使用的各種原材料均可以通過市售得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。[0020]實(shí)施例1
如圖1所示，無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，包括如下步驟:
(1)萃取
取pH為7.2、含鈷為0.063g/L的碳酸鈷廢水與有機(jī)溶劑萃取劑(主劑為P507，濃度為10%)混合，油水比為1:3，經(jīng)過一級(jí)萃取后廢水中的鈷進(jìn)入有機(jī)溶劑萃取劑，而得到富鈷有機(jī)溶劑萃取劑；
(2)反萃取
將步驟(1)的富鈷有機(jī)溶劑萃取劑與酸性水溶液(I mol/L的硫酸溶液)混合，油水比為1:0.2，經(jīng)過一級(jí)反萃取，得到富鈷酸性水溶液和澄清的有機(jī)溶劑，其中，富鈷酸性水溶液中鈷以離子形式存在而可直接作為鈷原料使用，得到的澄清有機(jī)溶劑可循環(huán)利用而作為步驟(1)中碳酸鈷廢水的萃取劑。
[0021]所得結(jié)果見下表:__
【權(quán)利要求】
1.無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)萃取 取pH為6.5、含鈷為0.02~I g/L的碳酸鈷廢水與有機(jī)溶劑萃取劑混合,經(jīng)過萃取后廢水中的鈷進(jìn)入有機(jī)溶劑萃取劑，而得到富鈷有機(jī)溶劑萃取劑； (2)反萃取 將步驟(1)的富鈷有機(jī)溶劑萃取劑與酸性水溶液混合，經(jīng)過反萃取，得到富鈷酸性水溶液和澄清的有機(jī)溶劑； (3)萃取劑循環(huán)使用 將步驟(2)經(jīng)反萃取得到的有機(jī)溶劑作為步驟(1)中碳酸鈷廢水的萃取劑。
2.如權(quán)利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于:步驟(1)所述的萃取為一級(jí)、多級(jí)、逆流或錯(cuò)流萃取。
3.如權(quán)利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于:步驟(2)所述的反萃取為一級(jí)、多級(jí)、逆流或錯(cuò)流反萃取。
4.如權(quán)利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于:步驟(1)所述的有機(jī)溶劑萃取劑由體積百分比為5~20%的主劑和80~95%稀釋劑組成，其中，所述主劑為P507、P204和Cyanex272萃取劑中的任意一種或者三者任意比例的混合物，所述稀釋劑為60#溶劑油、磺化煤油和萃取劑專用溶劑的任意一種或者三者任意比例的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于:步驟(2)所述的酸性水溶液為I~6 mo I/L的鹽酸溶液或0.5~3 mo I/L的硫酸溶液或兩者任意比例的混合溶液。
6.如權(quán)利要求2所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于:所述的多級(jí)萃取級(jí)數(shù)為1-6級(jí)，且有機(jī)相與水相的體積比為1:2~8。
7.如權(quán)利要求3所述的無皂化溶劑萃取法回收碳酸鈷生產(chǎn)廢水中鈷的方法，其特征在于:所述的多級(jí)反萃取萃級(jí)數(shù)為I~3級(jí)，且有機(jī)相與水相的體積比為1:0.1~I。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK103740938SQ201410013780
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】王三友 申請(qǐng)人:合肥融捷金屬科技有限公司