一种综合利用铜氨络合废水中铜、氨的方法与流程

文档序号:11169754阅读:2995来源:国知局
一种综合利用铜氨络合废水中铜、氨的方法与制造工艺

本发明涉及环境保护技术领域,尤其是涉及一种实现铜氨络合废水中铜、氨综合利用的处理方法,特别是高铜高氨氮(铜含量大于5g/l,氨氮含量大于50g/l)络合废水中铜、氨氮的高价值化的处置方法。



背景技术:

冶金行业生产过程中产生大量氨氮废水,其夹杂着重金属铜等重金属,氨氮废水中铜离子与氨氮形成稳定性极强的络合形态,处理难度较一般的氨氮废水难度大,故对重金属氨氮络合废水,尤其是铜氨络合水的处理就必须处理氨氮、和铜离子,两者均要达到国家规定排放标准才可外排。

目前针对铜氨络合废水主要的除铜方法为硫化物沉淀法、还原法、硫酸亚铁法、螯合沉淀法;对于铜氨络合废水中氨的处理方法有吹脱法、map法等。这些铜氨络合废水处理的方法存在些许不足之处,或产泥量巨大、或处理成本高、或处理过程产生恶臭等,不能实现铜氨废水中铜与氨的价值的最大化。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述问题,本申请提供了一种综合利用铜氨络合废水中铜、氨的方法。本发明工艺简单、实用性强、多组分价值化、环境友好。

本发明的技术方案如下:

一种综合利用铜氨络合废水中铜、氨的方法,包括以下步骤:

向经硫酸酸化后获得的溶液①中加入铝片采用还原方式获得海绵铜;

对还原后获得的溶液②使用氨水调节ph,固液分离获得粗al(oh)3和溶液③;

向经多级水洗后获得精al(oh)3加入盐酸,加热共聚制备聚合铁铝;

将多级水洗过程中产生的溶液④重新返回至溶液③中循环利用;

对使用硫酸调节ph后获得的溶液⑤进行浓缩冷却制备硫酸铵。

具体操作方法包括以下步骤:

(1)向铜氨络合废水加入稀硫酸,铜氨络合废水与稀硫酸质量比为1:0.2-0.4,常温下充分搅拌,进行酸化,得到溶液①;

(2)向步骤(1)中产生的溶液①加入铝片,充分搅拌,还原铜,制得海绵铜和溶液②;所用铝片的量为溶液①中铜物质的量的3-5倍;

(3)向步骤(2)中产生的溶液②加入氨水调节溶液②ph值为6-7后获得粗al(oh)3和溶液③;

(4)对步骤(3)中产生的粗al(oh)3进行多级水洗,向经过多级水洗后获得精al(oh)3中加入盐酸并加热至80-100℃,反应时间为1-2h,获得聚合氯化铝,多级水洗产生的溶液④返回至溶液③中循环利用;

(5)对步骤(3)中产生的溶液③加入稀硫酸调节溶液ph值为5-6后,浓缩,浓缩比重至1.3-1.5,然后冷却至30-40℃得到硫酸铵。

优选的,步骤(1)中所使用的稀硫酸中硫酸和水的质量比为3:10。

优选的,步骤(3)中所用氨水的质量分数为25-28wt%。

优选的,步骤(4)中所用盐酸的质量分数为36-38wt%,盐酸中hcl和h2o的物质的量之和为精al(oh)3中铝的总物质的量的3-5倍。

优选的,步骤(5)中所用的稀硫酸的质量浓度为10wt%。

本发明有益的技术效果在于:

本发明克服了现有铜氨络合废水处理的方法中不能实现铜氨废水中铜与氨的价值的最大化的弊端;通过酸化、固液分离、置换、浓缩等工艺直接得到了海绵铜、聚合氯化铝、硫酸铵工业级产品,实现了铜氨络合废水中铜与氨高价值化,减少了资源的浪费和降低了对环境和人类健康的危害。

本发明实施过程中无废水外排,节约水资源的同时亦降低在处理铜氨络合废水过程中对水环境的污染。本发明适应性强、成本低、工艺简单、操作简单,从而实现环保、高效、多组分价值化的目的。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图1,对本发明进行具体描述。

实施例1

取某冶炼厂产生的铜氨络合废水(以下简称废水,其主要成分为氨氮、cu、fe,铜含量大于5g/l,氨氮含量大于50g/l)1t,将废水泵入于1#反应釜中,加入30wt%的稀硫酸0.2t,常温,充分搅拌1h后,得到溶液①,其中含有cu2+、氨氮;向反应釜中加入3倍理论用量的铝片,常温搅拌1h,打入压滤机中,压滤得到海绵铜和溶液②,溶液②中含量al3+、氨氮;

将溶液②泵入2#反应釜中,加入25wt%氨水调节溶液②ph至6,并打入压滤机中,压滤得到粗al(oh)3和溶液③;对粗al(oh)3使用自来水,多级水洗,得到精al(oh)3,洗涤al(oh)3后的水为溶液④,溶液④中含有氨氮,重新返回至溶液③中循环利用,将精al(oh)3转入3#反应釜中,加入3倍精al(oh)3铝物质的量的盐酸,盐酸的质量浓度为36wt%,加热共聚1h后得到聚合氯化铝产品;

将溶液③转移至4#反应釜中中使用30wt%硫酸调节溶液③ph至5,得到溶液⑤,将溶液⑤泵入浓缩釜中,浓缩至比重1.3,放料冷却至30℃,进入离心机离心1h,得到硫酸铵产品。

实施例2

取某冶炼厂产生的铜氨络合废水(以下简称废水,其主要成分为氨氮、cu、fe,铜含量大于5g/l,氨氮含量大于50g/l)1.5t,将废水泵入于1#反应釜中,加入30wt%的硫酸0.45t,常温,充分搅拌1h后,得到溶液①,其中含有cu2+、氨氮;向反应釜中加入4倍理论用量的铝片,常温搅拌1h,打入压滤机中,压滤得到海绵铜和溶液②,溶液②中含量al3+、氨氮;

将溶液②泵入2#反应釜中,加入27wt%氨水调节溶液②ph至6.5,并打入压滤机中,压滤得到粗al(oh)3和溶液③;对粗al(oh)3使用自来水,多级水洗,得到精al(oh)3,洗涤al(oh)3后的水为溶液④,溶液④中含有氨氮,重新返回至溶液③中循环利用,将精al(oh)3转入3#反应釜中,加入4倍精al(oh)3铝物质的量的盐酸,盐酸的质量浓度为36wt%,加热共聚1h后得到聚合氯化铝产品;

将溶液③转移至4#反应釜中中使用30wt%硫酸调节溶液③ph至5.5,得到溶液⑤,将溶液⑤泵入浓缩釜中,浓缩至比重1.4,放料冷却至35℃,进入离心机离心1h,得到硫酸铵产品。

实施例3

取某冶炼厂产生的铜氨络合废水(以下简称废水,其主要成分为氨氮、cu、fe,铜含量大于5g/l,氨氮含量大于50g/l)2t,将废水泵入于1#反应釜中,加入30wt%的硫酸0.8t,常温,充分搅拌1h后,得到溶液①,其中含有cu2+、氨氮;向反应釜中加入5倍理论用量的铝片,常温搅拌1h,打入压滤机中,压滤得到海绵铜和溶液②,溶液②中含量al3+、氨氮;

将溶液②泵入2#反应釜中,加入28wt%氨水调节溶液②ph至7,并打入压滤机中,压滤得到粗al(oh)3和溶液③;对粗al(oh)3使用自来水,多级水洗,得到精al(oh)3,洗涤al(oh)3后的水为溶液④,溶液④中含有氨氮,重新返回至溶液③中循环利用,将精al(oh)3转入3#反应釜中,加入5倍精al(oh)3铝物质的量的盐酸,盐酸的质量浓度为36wt%,加热共聚1h后得到聚合氯化铝产品;

将溶液③转移至4#反应釜中中使用30wt%硫酸调节溶液③ph至6,得到溶液⑤,将溶液⑤泵入浓缩釜中,浓缩至比重1.5,放料冷却至40℃,进入离心机离心1h,得到硫酸铵产品。

检测例:

实施例1~3回收得到的产品的浓度或纯度以及回收率如表1所示。

表1

以上所述,是说明性的而不是限定性的,因此在本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内,可轻易想到的变化或替代,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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