公布日：2023.11.07
申请日：2023.09.18
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C22B23/00(2006.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种含钴废水回收钴镍工艺，属于回收钴镍的技术领域。所述回收钴镍工艺包括以下步骤：1)将含钴废水进行去除有机相后，得到废水A；2)将废料加入碳源进行研磨、加热保温，降温至室温后，加入稀硝酸，调节pH值进行反应后，过滤，得到废水B；3)将废水A和废水B混合后，调节pH值，加入硫化钠水溶液，加热反应，过滤，得到滤液A；4)向滤液A加入氧化剂，调节pH值，过滤，得到滤液B；其中，所述氧化剂为次氯酸盐、氯酸盐；5)研磨碳酸盐并向其加入去离子水，调节pH值和浓度，得到浆料，将浆料喷淋至滤液B中，控温反应后，过滤，得到滤液C；6)向滤液C加入硫化盐、加热反应，过滤，得到滤渣D。
权利要求书
1.一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于，所述回收钴镍工艺包括以下步骤：1)将含钴废水进行去除有机相后，得到废水A；2)将废料加入碳源进行研磨、加热保温，降温至室温后，加入稀硝酸，调节pH值至4.0-4.6进行反应后，过滤，得到废水B和废渣B；3)将废水A和废水B混合后，调节pH值至1.0-1.5，加入硫化钠水溶液，加热反应，过滤，得到滤液A和滤渣A；4)向滤液A加入氧化剂，调节pH值至5.0-5.5，过滤，得到滤液B和滤渣B；5)研磨碳酸盐并向其加入去离子水，调节pH值和浓度，得到浆料，将浆料喷淋至滤液B中，控温反应后，过滤，得到滤液C和滤渣C；6)向滤液C加入硫化盐、加热反应，过滤，得到滤液D和滤渣D。
2.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤1)中，所述含钴废水含有NH4+、Ni2+、Co2+、Cl-和NO3-。
3.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤2)中，所述废料和碳源的质量比为5：1.0-1.2；废料含有Co、Cu、Ni、Fe和N，其质量比为0.18-0.25：0.02-0.03：0.03-0.05：43-45：11-12。
4.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤2)中，所述加热保温的条件为加热升温至450-460℃、保温1-1.5h；所述稀硝酸的浓度为5.0-5.3mol/L；所述反应的时间为2.0-2.5h；所述碳源为炭黑和碳粉中一种或两种；所述废渣B加入废料中混合搅拌后继续进行步骤2)。
5.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤3)中，所述硫化钠水溶液的质量浓度为20-30％；所述加热反应的条件为加热至50-70℃、反应1-3h后。
6.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤4)中，所述氧化剂为次氯酸盐和氯酸盐中一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤5)中，所述去离子水的加入条件为在流速为5-8mL/min边研磨碳酸盐边加入；所述浆料的pH值为8-10、浓度为0.2-0.3mol/L；所述碳酸盐为碳酸氢铵；所述控温反应的条件为在24-25℃、控制pH值至8-9、搅拌反应1-2h。
8.根据权利要求1所述的一种含钴废水回收钴镍工艺，其特征在于：在步骤6)中，所述硫化盐为硫化铵和硫化钠中的一种或两种；所述加热反应的条件为加热至60℃、反应0.5-1h。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含钴废水回收钴镍工艺，本发明将废水和废渣浸出的废水结合，提高废水重金属含量，减少环境污染问题,又可以充分利用资源,达到资源循环利用的效果；并且该回收钴镍工艺具有钴产物纯度高和回收率高的特点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种含钴废水回收钴镍工艺，所述回收钴镍工艺包括以下步骤：
1)将含钴废水进行去除有机相后，得到废水A；
2)将废料加入碳源进行研磨、加热保温，降温至室温后，加入稀硝酸，调节pH值至4.0-4.6进行反应后，过滤，得到废水B和废渣B；
3)将废水A和废水B按质量比1：2-5混合后，调节pH值至1.0-1.5，加入硫化钠水溶液，加热反应，过滤，得到滤液A和滤渣A；该步骤为去除铜；
4)向滤液A加入氧化剂，调节pH值至5.0-5.5，过滤，得到滤液B和滤渣B；该步骤为去除铁；
5)研磨碳酸盐并向其加入去离子水，调节pH值和浓度，得到浆料，将浆料喷淋至滤液B中，控温反应后，过滤，得到滤液C和滤渣C；滤渣C为碳酸钴，回收碳酸钴；
6)向滤液C加入硫化盐、加热反应，过滤，得到滤液D和滤渣D；滤渣D为硫化镍；回收硫化镍。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤1)中，所述含钴废水含有NH4+、Ni2+、Co2+、Cl-和NO3-。在步骤2)中，所述废料和碳源的质量比为5：1.0-1.2；所述加热保温的条件为加热升温至450-460℃、保温1-1.5h；所述稀硝酸的浓度为5.0-5.3mol/L；所述反应的时间为2.0-2.5h；所述碳源为炭黑和碳粉中一种或两种；所述废渣B加入废料中混合搅拌后继续进行步骤2)；其中，废料含有Co、Cu、Ni、Fe和N，其质量比为0.18-0.25：0.02-0.03：0.03-0.05：43-45：11-12；本发明通过加入一定量的碳源进行研磨后，使得废渣内部的结合强度在研磨的过程，结合由于碳过量的状态快速下降并易于研磨，有效提高研磨效果，通过提高浸出效果来减少废渣浸出过程的渣量。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤3)中，所述硫化钠水溶液的质量浓度为20-30％；所述加热反应的条件为加热至50-70℃、反应1-3h。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤4)中，所述氧化剂为次氯酸盐和氯酸盐中一种或两种；此步骤中，将二价铁氧化三价铁除去沉淀。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤5)中，所述去离子水的加入条件为在流速为5-8mL/min边研磨碳酸盐边加入；所述浆料的pH值为8-10、浓度为0.2-0.3mol/L；所述碳酸盐为碳酸氢铵；所述控温反应的条件为在24-25℃、控制pH值至8-9、搅拌反应1-2h。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤6)中，所述硫化盐为硫化铵和硫化钠中的一种或两种；所述加热反应的条件为加热至60℃、反应0.5-1h。
本发明的有益效果：
(1)在研磨碳酸盐的过程中会因为摩擦产生热量，所以采用了碳酸盐里边加入去离子水边研磨的方式，能起到降温的作用，同时，通过上述方式的成分比例远远达不到碳酸盐溶解度，碳酸盐会先溶解再结晶，而研磨会使结晶无法长大，能有效达到减小碳酸盐晶粒尺寸的目的；
(2)加入去离子水使碳酸盐变成湿润的浆料，并将其喷向滤液B中，在搅拌的作用下，将钴离子粘附在碳酸盐浆料的周围，使得钴离子能与碳酸离子充分接触，并且在加入碳酸盐时，采用喷淋的方式加入，边加入边搅拌，从而保证了使钴离子均匀致密沉积包裹在碳酸盐周围，使得钴离子与碳酸根离子反应时，达到较好的钴离子取代碳酸盐晶体中铵离子的位置，完成钴离子较好的晶格取代的效果，利于钴离子与碳酸根离子反应的进行；
(3)沉淀钴的过程中，通过降低温度，使反应温度维持在24-25℃，通过降温增高碳酸盐溶解度，游离的碳酸根离子越多，pH越高，而在沉淀过程中，有效进一步压制硝酸根离子，利于沉淀物的形成。
（发明人：朱科帆;曹卿建）