申請(qǐng)日2017.09.26

　　公開(kāi)(公告)日2017.12.15

　　IPC分類號(hào)C02F9/04; C01C1/02; C01F11/46; C02F103/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法。該方法首先根據(jù)廢水中SO42‑離子與氯化鈣的摩爾量比向廢水中加氯化鈣，使硫酸銨轉(zhuǎn)化為氯化銨，同時(shí)將廢水中的硫酸根預(yù)除，過(guò)濾后采用泡沫法去除濾液殘留的SO42‑離子，然后往濾液中加石灰，使廢水pH在10‑13，濾液進(jìn)入汽提塔內(nèi)進(jìn)行脫氨，從而使廢水中的氨回收為氨水，脫氨后再通過(guò)膜濾，濃氯化鈣液返回至廢水脫SO42‑，膜產(chǎn)水作為純水回用于生產(chǎn)。該方法不僅能夠?qū)Ω邼舛攘蛩徜@廢水進(jìn)行最大限度的資源化回收，真正做到了工業(yè)廢水零排放，而且解決了直接用石灰調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中因硫酸鈣的包覆導(dǎo)致石灰利用率低的問(wèn)題，同時(shí)，降低了作業(yè)成本。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

　　a.將廢水通過(guò)離子交換樹(shù)脂除去廢水中的金屬離子，并將離子交換得到的金屬離子經(jīng)過(guò)反洗后回到鈷鎳冶煉的萃取段進(jìn)行重復(fù)利用，然后再通過(guò)除油器除去廢水中的油、懸浮物和機(jī)械雜質(zhì)，得到溶液A;

　　b.根據(jù)測(cè)量溶液A中SO42-離子的量，按SO42-離子與氯化鈣的摩爾量比為1:1，向溶液A中加入氯化鈣固體或濃度為100-700g/L的氯化鈣溶液，反應(yīng)完成后進(jìn)行過(guò)濾，得到溶液B，濾渣經(jīng)過(guò)洗滌和干燥后作為工業(yè)級(jí)硫酸鈣回收;

　　c.向溶液B中添加表面活性劑，表面活性劑的添加量為0.01-1.0g/L，并采用泡沫法去除溶液B中殘留的SO42-離子，脫除殘留的SO42-離子后再進(jìn)行過(guò)濾，得到溶液C;

　　d.向溶液C中添加石灰調(diào)節(jié)其pH，使其pH值控制在10-13，其后再進(jìn)行過(guò)濾，并將濾液引入汽提塔內(nèi)進(jìn)行脫氨，脫氨溫度控制在80-110℃，濾液中的氨經(jīng)過(guò)脫氨處理回收得到質(zhì)量百分濃度為10-20%的氨水，濾液經(jīng)過(guò)脫氨處理后得到溶液D;

　　e.將溶液D通過(guò)膜處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，控制進(jìn)膜前溶液溫度為30-80℃，濃水產(chǎn)量為5-50%，產(chǎn)出的濃水返回到上述溶液A中，膜產(chǎn)水作為純水回收利用。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，其特征在于，步驟a中，濾液A中含有的Co、Ni、Cu金屬離子的濃度均小于1ppm。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，其特征在于，步驟b中，氯化鈣溶液的加入方式采用噴淋。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，其特征在于，步驟c中，表面活性劑為氫氧型陽(yáng)離子表面活性劑和羥型陽(yáng)離子表面活性劑中的一種或兩種。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，其特征在于，步驟d中，石灰是指生石灰和熟石灰中的一種或兩種混合，并且石灰采用螺旋給料機(jī)進(jìn)行加料。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　在有色金屬濕法冶煉過(guò)程中，萃取法凈化除雜是最成熟和最常用的方法，該方法其中一個(gè)步驟為通過(guò)氨水進(jìn)行皂化，而采用氨水進(jìn)行皂化時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸銨廢水，且硫酸銨廢水呈酸性，其主要污染物為高濃度氨氮、金屬雜質(zhì)離子、有機(jī)懸浮物以及硫酸根離子等，其污染性巨大。

　　目前，處理有色金屬濕法冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的酸性高濃度硫酸銨廢水的方法主要有：直接蒸發(fā)、離子交換回收、折點(diǎn)加氯氧化或生物硝化、汽提法、磷酸銨鎂沉淀法等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中直接蒸發(fā)法工藝比較簡(jiǎn)單，但能耗高，處理成本高;離子交換回收和折點(diǎn)加氯氧化因具有投資大、處理費(fèi)用高等缺點(diǎn)，現(xiàn)今很少被使用;汽提法工藝也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且效果穩(wěn)定、適用性強(qiáng)，但卻存在堿耗量大，能耗高等缺點(diǎn);磷酸銨鎂沉淀法工藝也比較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便、工藝適應(yīng)性強(qiáng)，但也存在藥劑加入量大，成本較高等缺點(diǎn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　(1)要解決的技術(shù)問(wèn)題

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，該方法不僅能夠?qū)Ω邼舛攘蛩徜@廢水進(jìn)行最大限度的資源化回收，真正做到了工業(yè)廢水零排放，而且解決了直接用石灰調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中因硫酸鈣的包覆導(dǎo)致石灰利用率低的問(wèn)題，同時(shí)，降低了作業(yè)成本。

　　(2)技術(shù)方案

　　為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了這樣一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，具體包括如下步驟：

　　a.將廢水通過(guò)離子交換樹(shù)脂除去廢水中的金屬離子，并將離子交換得到的金屬離子經(jīng)過(guò)反洗后回到鈷鎳冶煉的萃取段進(jìn)行重復(fù)利用，然后再通過(guò)除油器除去廢水中的油、懸浮物和機(jī)械雜質(zhì)，得到溶液A;

　　b.根據(jù)測(cè)量溶液A中SO42-離子的量，按SO42-離子與氯化鈣的摩爾量比為1:1，向溶液A中加入氯化鈣固體或濃度為100-700g/L的氯化鈣溶液，反應(yīng)完成后進(jìn)行過(guò)濾，得到溶液B，濾渣經(jīng)過(guò)洗滌和干燥后作為工業(yè)級(jí)硫酸鈣回收;

　　c.向溶液B中添加表面活性劑，表面活性劑的添加量為0.01-1.0g/L，并采用泡沫法去除溶液B中殘留的SO42-離子，脫除殘留的SO42-離子后再進(jìn)行過(guò)濾，得到溶液C;

　　d.向溶液C中添加石灰調(diào)節(jié)其pH，使其pH值控制在10-13，其后再進(jìn)行過(guò)濾，并將濾液引入汽提塔內(nèi)進(jìn)行脫氨，脫氨溫度控制在80-110℃，濾液中的氨經(jīng)過(guò)脫氨處理回收得到質(zhì)量百分濃度為10-20%的氨水，濾液經(jīng)過(guò)脫氨處理后得到溶液D;

　　e.將溶液D通過(guò)膜處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，控制進(jìn)膜前溶液溫度為30-80℃，濃水產(chǎn)量為5-50%，產(chǎn)出的濃水返回到上述溶液A中，膜產(chǎn)水作為純水回收利用。

　　優(yōu)選地，步驟a中，濾液A中含有的Co、Ni、Cu金屬離子的濃度均小于1ppm。

　　優(yōu)選地，步驟b中，氯化鈣溶液的加入方式采用噴淋。

　　優(yōu)選地，步驟c中，表面活性劑為氫氧型陽(yáng)離子表面活性劑和羥型陽(yáng)離子表面活性劑中的一種或兩種。

　　優(yōu)選地，步驟d中，石灰是指生石灰和熟石灰中的一種或兩種混合，并且石灰采用螺旋給料機(jī)進(jìn)行加料。

　　本發(fā)明的一種鈣法資源化處理酸性高濃度硫酸銨廢水的方法，其工藝原理具體如下：

　　在步驟b中，該過(guò)程具體為硫酸體系轉(zhuǎn)化為氯化體系，其具體的化學(xué)方程式為(NH4)2SO4+CaCl2=NH4Cl+CaSO4↓。

　　在步驟c中，該過(guò)程具體為深度去除SO42-離子，其具體的化學(xué)方程式為2(CH3NC16H33)OH+CaSO4(aq)=(CH33NC16H33)2SO4+Ca(OH)2↓。

　　在步驟d中，該過(guò)程具體為石灰調(diào)節(jié)pH值，其具體的化學(xué)方程式為NH4Cl+Ca(OH)2(aq)=NH3﹒H2O(aq)+CaCl2。

　　在步驟e中，該過(guò)程具體為汽提塔內(nèi)進(jìn)行脫氨，其具體的化學(xué)方程式為NH3﹒H2O(aq)→NH3↑+H2O。

　　泡沫法為現(xiàn)今逐漸被大家所適用的一種除SO42-的方法，該方法常用十六烷基三甲基氫氧化銨[(CH3)3NC16H33OH]作為表面活性劑，是陽(yáng)離子表面活性劑，能電離成(CH3)3NC16H33+和OH-，在K2SO4水溶液中能與K2SO4發(fā)生如下離子交換反應(yīng)：

　　2(CH3)3NC16H33OH+K2SO4→[(CH3)3NC16H33]2SO4+2KOH

　　因此，在用泡沫法去除溶液中的SO42-離子過(guò)程中，SO42-與(CH3)3NC16H33OH中的OH-交換而被吸附在氣泡的氣液界面上，從而在泡沫層被富集，同時(shí)OH-留在了溶液中，泡沫法由于分離效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低而引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。

　　(3)有益效果

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，首先，本發(fā)明的方法突破性地通過(guò)各步驟的合理布局，先通過(guò)離子交換樹(shù)脂吸附并回收金屬離子，在通過(guò)氯化鈣預(yù)除去SO42-離子，得到硫酸鈣并回收利用，使硫酸銨廢水轉(zhuǎn)化為氯化銨廢水，再通過(guò)表面活性劑徹底除去SO42-離子，并通過(guò)石灰調(diào)節(jié)溶液的pH值，其濾液又通過(guò)汽提塔進(jìn)行脫氨，得到氨水回收，最后再通過(guò)膜處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，將膜產(chǎn)水和濃水都得到利用和回收，這樣不僅能夠?qū)Ω邼舛攘蛩徜@廢水進(jìn)行最大限度的資源化回收，使其所含有的所有成分都能得到利用，而且完全沒(méi)有污染物排放，真正做到了工業(yè)廢水零排放;其次，通過(guò)通過(guò)步驟性的調(diào)整，解決了直接用石灰調(diào)節(jié)pH值過(guò)程因硫酸鈣的包覆導(dǎo)致石灰利用率低的問(wèn)題，大大地增強(qiáng)了該工序的效果，提高了石灰的利用率;最后，由于工序上的突破性調(diào)整，大大加強(qiáng)了其在添加物方面的可選擇性，工序更加易于進(jìn)行調(diào)整，該方法用石灰替代傳統(tǒng)方法的氫氧化鈉，這樣極大地降低了物料和作業(yè)成本，使本發(fā)明的方法更加易于推廣。總體而言，該方法不僅能夠?qū)Ω邼舛攘蛩徜@廢水進(jìn)行最大限度的資源化回收，真正做到了工業(yè)廢水零排放，而且解決了直接用石灰調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中因硫酸鈣的包覆導(dǎo)致石灰利用率低的問(wèn)題，同時(shí)，降低了作業(yè)成本。