申請日2014.01.13

　　公開(公告)日2014.04.23

　　IPC分類號C22B23/00; C22B7/00

　　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)反萃取;(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。

　　權(quán)利要求書

　　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0.02～1 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、多級、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、多級、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1～6 mol/L的鹽酸溶液或0.5～3 mol/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：所述的多級萃取級數(shù)為1-6級，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：所述的多級反萃取萃級數(shù)為1～3級，且有機(jī)相與水相的體積比為1：0.1～1。

　　說明書

　　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

　　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)

　　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，必須對這些廢水中的鈷離子進(jìn)行回收處理。

　　目前，在鈷的濕法冶煉行業(yè)內(nèi)對鈷的回收，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。

　　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。

　　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

　　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。

　　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0.02～1 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。

　　在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)的萃取為一級、多級、逆流或錯(cuò)流萃取。步驟(2)反萃取為一級、多級、逆流或錯(cuò)流反萃取。

　　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。

　　步驟(2)所述的酸性水溶液為1～6 mol/L的鹽酸溶液或0.5～3 mol/L 的硫酸溶液或兩者任意比例的混合溶液。

　　更進(jìn)一步地，上述的多級萃取級數(shù)為1-6級，且有機(jī)相與水相的體積比為1：2～8。

　　上述的多級反萃取萃級數(shù)為1～3級，且有機(jī)相與水相的體積比為1：0.1～1。

　　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。

　　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。

　　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)。