申请日2005.11.25
公开(公告)日2006.06.28
IPC分类号C02F1/66; C02F103/34; C02F1/72
摘要
本发明公开了一种人造金刚石废水处理方法，其包括采用廉价的CaCO3粉末进行中和、用Na2S回收镍、H2O2氧化后回收铁等。本发明的工艺方法节省处理成本，而且可以对金属元素的资源进行回收利用。
权利要求书
1、一种人造金刚石废水处理方法，该废水呈酸性并含有金属离 子，其包括以下步骤：
(1)向废水中加入CaCO3中和其酸性;
(2)将上述经CaCO3处理后的废水进行压滤处理;
(3)在步骤(2)所得到的滤液中加入Na2S溶液，并进行压滤 处理;
(4)将步骤(3)所得到的滤液进行氧化，并加入碱调高其pH 值，然后再进行压滤处理。
2、如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(1) 中所加的CaCO3为CaCO3粉末，并将pH值调至1.3～2.0之间，优选 将pH值调至1.3～1.7之间，更优选将pH值调至1.5。
3、如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(3) 中将pH值调至2.5～4.0之间，优选将pH值调至3.3～3.7之间，更优 选将pH值调至3.5。
4、如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(4) 中氧化处理的氧化剂为H2O2。
5、如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(4) 中所加入的碱为NaOH或者Na2CO3，并将pH值调至4.0～6.5之间， 优选将pH值调至5.0～6.0之间。
6、如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(1) 中所加的CaCO3为CaCO3粉末，并将pH值调至3.5～4.0之间。
7、如权利要求6所述的废水处理方法，其特征在于，在步骤(3) 之前还包括向步骤(2)所得到的滤液中加入未被处理过的废水，而 将pH值调至1.3～2.0之间，优选将pH值调至1.3～1.7之间，更优选 将pH值调至1.5。
8、如权利要求1-7之一所述的废水处理方法，其特征在于，所 述的废水处理方法进一步包括向步骤(4)所得到的滤液中加入 Ca(OH)2与聚丙烯酰胺的步骤，并将pH值调至8.0～9.0之间，以除去 所述废水中含有的Mn离子等其他杂质。
9、如权利要求8所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(4) 的氧化处理时将温度升至60～80℃并进行保温。
10、如权利要求9所述的废水处理方法，其特征在于，步骤(4) 压滤处理得到的Fe(OH)3沉淀经干燥煅烧后制成Fe2O3。
说明书
人造金刚石废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种人造金刚石废水处理方法，更具体地讲，本发明 涉及一种可以充分回收废水中的有用金属元素的人造金刚石废水处 理方法。
背景技术
随着超硬材料的飞速发展，人造金刚石的用量越来越大，随之而 来的人造金刚石工业废水也越来越多。如果直接将人造金刚石废水排 入自然界，不但将对环境造成非常严重的影响，而且，人造金刚石废 水中含有的一些有价值的可回收利用的金属元素(比如Ni、Fe)也 将流失，将造成资源的浪费。
传统的人造金刚石废水处理工艺主要是采用以下的步骤进行：首 先对强酸环境的废水(一般pH值小于0.5)加入强碱(一般为NaOH) 中和，使pH值调至8-9左右，同时加入pAM(聚丙烯酰胺)絮凝。 然后对废水进行压滤处理，将废水分成滤液与滤渣两部分，其中滤液 是符合国家废水排放标准的，可以直接排放，而滤渣中含有Ni、Fe、 Mn、Ca等金属元素的氢氧化物或氧化物，如Ni(OH)2、Fe(OH)2、 Fe(OH)3、Mn(OH)2、Fe2O3等。但是，这种传统的废水处理方法所需 要的强碱NaOH的价格相对比较贵，不适于大量应用于废水处理。其 另一个重要缺陷在于，该传统方法仅仅是将不易向自然界排放的金属 元素从废水中分离出来，滤渣中混杂在一起的金属元素基本上没有利 用价值，从而浪费了这些可回收利用的资源。
另一种人造金刚石废水处理工艺主要包括以下的步骤：首先对强 酸环境的废水(一般pH值小于0.5)加入H2O2将其中的Fe2+氧化成 Fe3+，同时将pH值调至4-6左右。然后对废水进行压滤处理，将废 水分成滤液与滤渣两部分，其中滤渣为含有杂质的Fe(OH)3沉淀物， 而对滤液进一步加入Na2CO3中和，将滤液pH值调至8-9左右，此时 将出现NiCO3沉淀物，再次进行压滤处理，此时得到的滤液就已符合 国家废水排放标准，可以直接向自然界排放。但是，该方法只是回收 了有利用价值的NiCO3，而对于Fe(OH)3则无法直接回收利用，因为 Fe(OH)3中含有一部分Ni(OH)2、Mn(OH)2等杂质。
中国专利申请03157655公开了一种电镀废水治理方法。它包括 工艺学上液体物料处理、提升、增压和输运常规，其中采用了膜分离 技术的分级组合：预处理，完成杂质、有机物和细小悬浮物的清除; 一级纳滤膜分离中去除钠离子，使废水浓缩10倍许，重金属离子的 截留率大于97;二级苦咸水反渗透膜分离中使废水浓缩液再浓缩5 倍许，其对二价离子截留率高于98%;三级海水反渗透膜分离中将废 水浓缩2倍或2倍以上，无机离子的截留率高于99.5%;采用了调节 漂洗水的pH值防止废水中的氢氧化物产生沉淀和定期自动冲洗的化 学、物理步骤，实现了透过液回用，末级浓缩液的直接回用，实现了 预处理后的零排放治理效果。但是，该方法采用的是三级的反渗透膜 过滤，成本太昂贵，不适用于大量的工业化的废水处理，而且该方法 也没有将金属元素分级提取并直接回收利用。
因此，提供一种高效价廉而且能充分回收利用废水中的有用金属 元素的人造金刚石废水处理方法成为了业界需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本高产出的人造金刚石废水处理 方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种人造金刚石废水处理方 法，用以处理含有Ni2+、Fe2+等金属离子的酸性的人造金刚石废水， 其包括以下步骤：第一步，向废水中加入CaCO3进行中和处理，将 pH值调至1.3～2.0之间;第二步，将中和处理后的废水进行压滤处理; 第三步，向第二步处理后得到的滤液中加入Na2S溶液，将pH值调 至2.5～4.0之间;第四步，将第三步处理后的废水进行压滤处理;第 五步，向第四步处理后得到的溶液加入氧化剂进行氧化处理;第六步， 向第五步处理后得到的溶液加入碱(优选加入NaOH或者Na2CO3)， 将pH值调至4.0～6.5之间;第七步，将第六步处理后的废水进行压 滤处理，得到Fe(OH)3沉淀。
第一步中所采用的CaCO3可以是各种形式的CaCO3，但优选采 用由廉价的CaCO3矿石直接粉碎得到的CaCO3粉末;中和处理后的 pH值为优选为1.3～1.7，优选地，更优选的pH值为1.5。
第二步中的压滤处理后，得到的滤渣主要为难溶的CaSO4以及过 量未反应的CaCO3沉淀。
第三步加入Na2S溶液后将pH值调至3.3～3.7，Na2S溶液的浓度 为10%～15%，生成NiS沉淀，且溶液为缓慢加入以不析出H2S为宜。 优选地，第三步加入Na2S溶液后将pH值调至3.5左右。
第四步压滤处理后的滤渣经干燥得到可直接回收利用的NiS滤 饼。
第五步的H2O2用以将Fe2+氧化成Fe3+，同理也可以采用其他的 氧化物将Fe2+氧化成Fe3+。
第五步与第六步之间还有一个升温的过程，将温度升高到便于发 生化学反应的温度，优选的将温度升至60～80摄氏度左右。
第六步加入的NaOH或者Na2CO3可以是其固体，如其颗粒或粉 末，也可是其溶液;加入后将pH值调至5.0～6.0之间，优选将pH值 调至5.0。
第六步与第七步之间还可以包括一个长时间的保温过程，优选的 是2～3小时。
第七步压滤处理后得到的滤渣为纯净的Fe(OH)3沉淀，经过干燥 煅烧后变成Fe2O3直接用作颜料或者油漆中的铁红。
进一步包括一第八步，向第七步处理后的滤液中加入Ca(OH)2 与聚丙烯酰胺，将pH值调至7.5～10之间，优选的是8.0～9.0之间， 然后是第九步，再对废水压滤处理，以除去人造金刚石废水中含有的 Mn等其他离子，并使得到的滤液为符合排放标准的废水。
本发明处理的人造金刚石废水一般呈现强酸性境，pH可达0.5 左右。
本发明的方法可以应用于非人造金刚石废水的处理，只要废水中 含有Ni、Fe、Mn等金属离子就可以采用本发明的方法处理。
如果人造金刚石废水中含有少量的Fe3+，则本发明的技术方案可 以包括以下步骤：第一步，向废水中加入CaCO3，将pH值调至3.5～4.0 之间;第二步，将第一步处理后的废水进行压滤处理，以除去CaSO4、 未反应的CaCO3以及Fe(OH)3沉淀;第三步之一，向第二步处理后得 到的滤液中加入未被处理过的人造金刚石废水将废水pH值调至 1.3～2.0之间;第三步之二，向第三步之一处理后的废水中加入Na2S溶液，将pH值调至2.5～4.0之间;第四步，将第三步之二处理后的 废水进行压滤处理;第五步，向第四步处理后得到的溶液加入H2O2; 第六步，向第五步处理后得到的溶液加入NaOH或者Na2CO3，将pH 值调至4.0～6.5之间;第七步，将第六步处理后的废水进行压滤处理; 第八步，向第七步处理后的滤液中加入Ca(OH)2与聚丙烯酰胺，将 pH值调至8.0～9.0之间，然后再对其压滤处理，以除去人造金刚石废 水中含有的Mn等其他离子，得到的滤液为符合排放标准的废水。
本发明所揭示的上述pH值调节范围都是针对具体的人造金刚石 废水而定。但是，本发明的人造金刚石废水处理方法的pH值调节范 围是可以根据废水中离子浓度的变化而对应变动的。
本发明的有益效果是：使用廉价的CaCO3来中和酸性废水，可 以节省处理成本;采用有序的处理方法，可分级得到能直接回收利用 的金属产品，既有利于资源的回收利用，又降低了对环境的污染。
以下结合实施例，来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些 实施例，任何在本发明基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利 要求书中所要求保护的范围。