公布日：2022.09.16
申請日：2022.08.19
分類(lèi)號：C02F9/04(2006.01)I;C22B23/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I;C01G53/00(2006.01)I;C01B25/46(2006.01)I;C01B25/26(2006.01)I;
C02F101/20(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法和系統，包括：對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液和第一產(chǎn)水；使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )，使用叔烷酸和羥肟復合萃取劑，萃取濃縮液中的鎳；使用酸性反萃劑對負載鎳的有機相進(jìn)行反萃，得到鎳鹽溶液；使用烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑，萃取鎳萃余液中的磷；使用堿性反萃劑對負載磷的有機相進(jìn)行反萃，得到磷酸鹽溶液；將磷萃余液和第一產(chǎn)水進(jìn)行反滲透處理，將濃水進(jìn)行廢水處理，第二產(chǎn)水回用。本發(fā)明的氧化破絡(luò )不引入雜質(zhì)離子，去除有機絡(luò )合物的同時(shí)將溶液中的低價(jià)磷氧化，以利于鎳和磷分別回收；采用新型萃取劑梯度萃取，分別將化學(xué)鍍鎳廢水中絕大部分鎳和磷資源化回收。
權利要求書(shū)
1.一種化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，包括：對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液和第一產(chǎn)水；使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )，使鎳以自由離子的狀態(tài)存在以及將濃縮液中的亞磷酸根、次磷酸根氧化成磷酸根；使用叔烷酸和羥肟復合萃取劑，萃取氧化破絡(luò )后的濃縮液中的鎳；使用酸性反萃劑對負載鎳的有機相進(jìn)行反萃，得到鎳鹽溶液；使用烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑，萃取鎳萃余液中的磷；使用堿性反萃劑對負載磷的有機相進(jìn)行反萃，得到磷酸鹽溶液；將磷萃余液和第一產(chǎn)水進(jìn)行反滲透處理，得到濃水和第二產(chǎn)水；將濃水進(jìn)行廢水處理，將第二產(chǎn)水進(jìn)行回用。
2.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，所述對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，包括：對化學(xué)鍍鎳廢水依次進(jìn)行微濾和納濾。
3.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，在所述使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )的步驟中，操作溫度為25-35℃，溶液中的臭氧濃度維持在50-90mg/(L•min)的范圍內，反應持續時(shí)間為30-60min，控制濃縮液的pH為5-6。
4.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，按體積分數計，所述叔烷酸和羥肟復合萃取劑包括：30-50%叔烷酸、20-40%羥肟和10-50%稀釋劑，所述叔烷酸的結構具有如下特征：與叔碳原子直接相連的基團編號為R1，R2，R3和R4，其中R1為-CH3，R2為-C3H7，R3為-C6H13，R4為-CH2COOH；所述羥肟是羥酮肟和羥醛肟?jì)煞N結構類(lèi)型萃取劑的混合物，羥醛肟和羥酮肟的體積比為1:1-4:1；所述稀釋劑包括但不限于磺化煤油；所述叔烷酸和羥肟復合萃取劑的萃取相比O/A=1:1-1:3，萃取級數2-3級。
5.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，所述酸性反萃劑為0.5-2mol/L的硫酸溶液，所述酸性反萃劑的反萃相比O/A=1:1-1:3，反萃級數2-3級。
6.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，按體積分數計，所述烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑包括：4-8%烷基胺、5-15%烷基磷酸酯、2-5%烷基氧化膦和余量稀釋劑，稀釋劑包括但不限于航空煤油和磺化煤油；所述烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑的萃取相比O/A=1:1-1:3，萃取級數2-3級，在使用所述烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑之前，先用NaOH溶液調節萃鎳余液的pH=7.5-9.0。
7.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，所述堿性反萃劑包括但不限于質(zhì)量濃度5-10%的NaOH溶液和KOH溶液，所述堿性反萃劑的反萃相比O/A=10:1-20:1，反萃級數2-3級。
8.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，在對鎳萃余液進(jìn)行萃取磷之前，還包括：回收鎳萃余液中的有機相，將回收的有機相送至負載鎳的有機相中以進(jìn)行反萃；回收有機相后的尾液進(jìn)行后續的萃取磷。
9.如權利要求1所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，其特征在于，在對磷萃余液進(jìn)行反滲透處理之前，還包括：回收磷萃余液中的有機相，將回收的有機相送至負載磷的有機相中以進(jìn)行反萃；回收有機相后的尾液進(jìn)行后續的反滲透處理。
10.一種化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的系統，用于實(shí)現如權利要求1-9中任一項所述的化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法；其特征在于，包括：濃縮處理單元，用于對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液和第一產(chǎn)水；氧化破絡(luò )單元，用于使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )，使鎳以自由離子的狀態(tài)存在以及將濃縮液中的亞磷酸根、次磷酸根氧化成磷酸根；萃鎳單元，用于使用叔烷酸和羥肟復合萃取劑，萃取氧化破絡(luò )后的濃縮液中的鎳；反萃鎳單元，用于使用酸性反萃劑對負載鎳的有機相進(jìn)行反萃，得到鎳鹽溶液；萃磷單元，用于使用烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑，萃取鎳萃余液中的磷；反萃磷單元，用于使用堿性反萃劑對負載磷的有機相進(jìn)行反萃，得到磷酸鹽溶液；反滲透單元，將磷萃余液和第一產(chǎn)水進(jìn)行反滲透處理，得到濃水和第二產(chǎn)水；廢水處理單元，用于將濃水進(jìn)行廢水處理；產(chǎn)水回用單元，用于將第二產(chǎn)水進(jìn)行回用。
發(fā)明內容
針對現有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法和系統。
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法，包括：對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液和第一產(chǎn)水；使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )，使鎳以自由離子的狀態(tài)存在以及將濃縮液中的亞磷酸根、次磷酸根氧化成磷酸根；使用叔烷酸和羥肟復合萃取劑，萃取氧化破絡(luò )后的濃縮液中的鎳；使用酸性反萃劑對負載鎳的有機相進(jìn)行反萃，得到鎳鹽溶液；使用烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑，萃取鎳萃余液中的磷；使用堿性反萃劑對負載磷的有機相進(jìn)行反萃，得到磷酸鹽溶液；將磷萃余液和第一產(chǎn)水進(jìn)行反滲透處理，得到濃水和第二產(chǎn)水；將濃水進(jìn)行廢水處理，將第二產(chǎn)水進(jìn)行回用。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，包括：對化學(xué)鍍鎳廢水依次進(jìn)行微濾和納濾。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )的步驟中，操作溫度為25-35℃，溶液中的臭氧濃度維持在50-90mg/(L•min)的范圍內，反應持續時(shí)間為30-60min，控制濃縮液的pH為5-6。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，按體積分數計，按體積分數計，所述叔烷酸和羥肟復合萃取劑包括：30-50%叔烷酸、20-40%羥肟和10-50%稀釋劑，所述叔烷酸的結構具有如下特征：與叔碳原子直接相連的基團編號為R1，R2，R3和R4，其中R1為-CH3，R2為-C3H7，R3為-C6H13，R4為-CH2COOH；所述羥肟是羥酮肟和羥醛肟?jì)煞N結構類(lèi)型萃取劑的混合物，羥醛肟和羥酮肟的體積比為1:1-4:1；所述稀釋劑包括但不限于磺化煤油；所述叔烷酸和羥肟復合萃取劑的萃取相比O/A=1:1-1:3，萃取級數2-3級。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述酸性反萃劑為0.5-2mol/L的硫酸溶液，所述酸性反萃劑的反萃相比O/A=1:1-1:3，反萃級數2-3級。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，按體積分數計，所述烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑包括：4-8%烷基胺、5-15%烷基磷酸酯、2-5%烷基氧化膦和余量稀釋劑，稀釋劑包括但不限于航空煤油和磺化煤油；所述烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑的萃取相比O/A=1:1-1:3，萃取級數2-3級，在使用所述烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑之前，先用NaOH溶液調節萃鎳余液的pH=7.5-9.0。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述堿性反萃劑包括但不限于質(zhì)量濃度5-10%的NaOH溶液和KOH溶液，所述堿性反萃劑的反萃相比O/A=10:1-20:1，反萃級數2-3級。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在對鎳萃余液進(jìn)行萃取磷之前，還包括：回收鎳萃余液中的有機相，將回收的有機相送至負載鎳的有機相中以進(jìn)行反萃；回收有機相后的尾液進(jìn)行后續的萃取磷。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在對磷萃余液進(jìn)行反滲透處理之前，還包括：回收磷萃余液中的有機相，將回收的有機相送至負載磷的有機相中以進(jìn)行反萃；回收有機相后的尾液進(jìn)行后續的反滲透處理。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的系統，用于實(shí)現上述化學(xué)鍍鎳廢水回收鎳和磷的方法；包括：濃縮處理單元，用于對化學(xué)鍍鎳廢水進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮液和第一產(chǎn)水；氧化破絡(luò )單元，用于使用臭氧對濃縮液進(jìn)行氧化破絡(luò )，使鎳以自由離子的狀態(tài)存在以及將濃縮液中的亞磷酸根、次磷酸根氧化成磷酸根；萃鎳單元，用于使用叔烷酸和羥肟復合萃取劑，萃取氧化破絡(luò )后的濃縮液中的鎳；反萃鎳單元，用于使用酸性反萃劑對負載鎳的有機相進(jìn)行反萃，得到鎳鹽溶液；萃磷單元，用于使用烷基胺、烷基磷酸酯和烷基氧化膦復合萃取劑，萃取鎳萃余液中的磷；反萃磷單元，用于使用堿性反萃劑對負載磷的有機相進(jìn)行反萃，得到磷酸鹽溶液；反滲透單元，將磷萃余液和第一產(chǎn)水進(jìn)行反滲透處理，得到濃水和第二產(chǎn)水；廢水處理單元，用于將濃水進(jìn)行廢水處理；產(chǎn)水回用單元，用于將第二產(chǎn)水進(jìn)行回用。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明對化學(xué)鍍鎳廢水中的鎳和磷進(jìn)行濃縮處理，并配合反滲透回收水；本發(fā)明的濃縮液采用臭氧高級氧化，不引入雜質(zhì)離子，去除有機絡(luò )合物的同時(shí)將溶液中的低價(jià)磷氧化，以利于鎳和磷分別回收；本發(fā)明采用梯度萃取技術(shù)，分別將化學(xué)鍍鎳廢水中絕大部分鎳和磷資源化回收；本發(fā)明磷的萃余液用反滲透回收水，有效減少了廢水的產(chǎn)生量，反滲透濃水的成分也更簡(jiǎn)單，處理量和處理難度都顯著(zhù)降低。
（發(fā)明人：韓志彪;葛自禎;于肖肖;甄勝利;劉澤軍）
