专利名称：一种高盐度含重金属生产污水的化处理方法
技术领域：
本发明涉及一种针对有色金属湿法冶炼生产污水的处理技术，特别是红土镍矿硫酸浸出湿法冶炼后产生的高盐度含重金属生产污水的处理方法。
背景技术：
伴随现代エ业的发展，对金属镍的需求迅速增长。近十年来，我国镍的消费量以年均25%的增速增长，成为世界第一镍消费大国。全球镍资源量的70%为红土镍矿。硫酸浸出(加压，常压)湿法冶炼エ艺成为开发红土镍矿的热门。在红土镍矿的硫酸浸出湿法提镍冶金流程中，无论是浸出还是用硅镁镍矿浆去中和除杂。矿石中大量的镁溶出进入溶液。在用碱中和、沉淀分离产出氢氧化镍的过程，会产生大量高硫酸镁浓度的生产污水(沉镍母液)。这些污水溶液成分复杂，含锰，镍，钴，铅，铬，镉多项重金属污染(含量0. 5-50mg/l，锰含量最高50-500mg/l)，要处理达到排放标准，现行エ艺复杂，工程投资大，运行费用高。エ业常用的石灰法污泥量大，需要有巨大的尾渣库接纳，条件限制大，容易造成二次污染和安全环境隐患。且水溶液中含有的锰、镍等金属随污泥排入尾渣库也造成资源的浪费，越来越不能满足现代エ业清洁生产的要求。因此有效处理这些高镁盐度，含锰、镍、钴、铬、镉等多项重金属含量超标的生产污水，经济有效的回收其中的有用金属，又不产生污泥排放，会产生巨大的经济和环境效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种高镁盐度，并且锰、镍、钴、铬、镉等多项重金属含量超标的无机污水处理方法，该方法可经济有效的回收污水中的锰，镍等金属，使污水浄化而不产生污泥废渣，杜绝二次污染。并为有效回收生产镁产品，实现绿色循环经济创造条件。本发明所述的ー种高盐度含重金属生产污水的化处理方法，其包括以下步骤
a)污水在调节曝气池中调节均匀并预氧化；
b)污水均匀连续进入反应釜中与碱性中和剂和氧化剂反应，控制PH值在8.5^8. 96之间和Eh值在-9(T-115mV之间，在室温下反应40 90分钟，生成水合氧化锰沉淀物，经共沉淀和吸附脱除液相中的重金属离子；
c)经高效浓密过滤实现固液分离，固相渣为高品位Mn—Ni—精矿，烘干包装供特钢冶炼原料；
d)液相重金属元素脱除率>98%的镁盐溶液；在镁盐溶液中加碱产出微粒氢氧化镁，吸附脱除溶液中残留的微量重金属；
e)在高效浓密机中絮凝沉降氢氧化镁，浓密底流氢氧化镁浆体回用于除杂エ序作碱中和剂并回收镍钴等金属；f)上清液为无重金属污染的净镁盐溶液，可用于直接生产各品级氢氧化镁产品或规范排放。所述步骤a)中，调整污水中锰元素与其他重金属元素总和的质量浓度比在2、
I上述步骤b)中，通过碱性中和剂为氢氧化钠，氧化剂为1(T20%质量百分比的过氧化氢。在所述步骤d)中，在镁盐溶液中所加碱为30%质量百分比的氢氧化钠溶液，投加量为 l(Tl6L/m3。本发明的有益效果利用污水中已有足够量的锰、镁元素，在水中制备水合氧化锰和氢氧化镁吸附剂，脱除污水中的重金属，实现污水净化达到排放标准，并回收锰镍等有用元素，实现了污水处理无污泥废渣排放的目标。本发明提具有极大的经济效益和环境效益，技术流程短、能耗低(常温常压)；充分利用污水中的相关金属离子；物耗少、成本低；重金属脱除率高且全部回收利用；不产生污泥废渣，投资省；是实现绿色循环经济的污水处理工艺。对于红土镍矿硫酸浸出湿法冶炼后产生的高盐度含重金属生产污水，本发明实验表明每克水合氧化锰吸附去除镍，钴，镉等重金属量可达0. 25克。吸附去除率可达98%以上。经吸附沉淀过滤后，各类重金属离子浓度可达到国家的相关排放标准。
图I是本发明的エ艺流程图。
具体实施例方式本发明鉴于硫酸浸出湿法冶金生产污水的特点重金属离子中锰含量高，污水高镁盐度；针对现行以石灰法为代表的处理工艺之不足污泥量大，二次污染等；提出ー种利用污水中锰，镁离子，在水中制备水合氧化锰和氢氧化镁，吸附去除重金属的方法。以下以红土镍矿湿法冶炼流程中中和沉淀氢氧化镍后所产生的沉镍母液为例，结合附图对本发明作进ー步描述。如图I，污水为红土镍矿湿法冶炼流程中中和沉淀氢氧化镍后所产生的沉镍母液，PH起始值为8 8. 8，但是不恒定，静置一段时间后PH会逐步降低至7. 6左右，其中锰离子的浓度一般在200mg/l左右，其他重金属离子浓度之和一般在50mg/l左右，基本能满足吸附容量要求。因此，污水先进入曝气调节池中停留一段时间，调节水质使之PH及成分相对稳定下来，并通过曝气预氧化水中的ニ价锰离子。然后通过加碱调节PH在8 8. 5之间，加氧化剂调节EH在-10(T-120mV之间，使ニ价锰离子氧化生成水合ニ氧化锰。这里碱用10%的氢氧化钠溶液，氧化剂使用1020%质量百分比的双氧水；这两种物质简单易得价格低廉，且没有副产物沉淀，生成的水合ニ氧化锰与镍、钴等的共沉物纯度很高，压滤烘干后可直接作为冶炼猛合金的原料。此方法重金属去除率高一般可达95%以上，出水重金属含量基本能满足国家相关排放要求。沉完锰后的清液已基本达到国家的排放要求，此时定量向清液中投加适量的碱，控制PH值在10以下，使污水中部分镁离子生成Mg(OH)2,-混凝吸附后进入高效浓密机中沉淀浓密，浓密底流Mg(OH)2I体回用于主生产线除杂エ序作碱中和剂并回收镍钴等金属，上清液为无重金属污染的净镁盐溶液，可用于直接生产各品级Mg(OH)2产品或排放。本处理技术流程短、能耗低(常温常压)；充分利用污水中的相关金属离子；物耗少、成本低；重金属脱除率高且全部回收利用；不产生污泥废渣，投资省；是实现绿色循环经济的污水处理工艺。以下结合具体实施例详细说明本发明的エ艺流程。实施例I :
a)将高盐度含重金属生产污水在调节曝气池中调节均匀并预氧化，通过调整使污水 中锰元素与其他重金属元素总和的质量浓度比在3 :1 ；
b)污水均匀连续进入反应釜中与氢氧化钠及15%质量百分比的过氧化氢反应，控制PH值在8. 5 8. 96之间和Eh值在-9(T_115mV之间，在室温下反应60分钟，生成水合氧化锰沉淀物，经共沉淀和吸附脱除液相中的重金属离子；
c)经高效浓密过滤实现固液分离，固相渣为高品位Mn—Ni—精矿，烘干包装供特钢冶炼原料；
d)液相重金属元素脱除率>98%的镁盐溶液；在镁盐溶液中加入30%质量百分比的氢氧化钠溶液，投加量为12L/m3，产出微粒氢氧化镁，吸附脱除溶液中残留的微量重金属；
e)在高效浓密机中絮凝沉降氢氧化镁，浓密底流氢氧化镁浆体回用于除杂エ序作碱中和剂并回收镍钴等金属；
f)上清液为无重金属污染的净镁盐溶液，可用于直接生产各品级氢氧化镁产品或规范排放。
实施例2
a)将高盐度含重金属生产污水在调节曝气池中调节均匀并预氧化，通过调整使污水中锰元素与其他重金属元素总和的质量浓度比在2 :1 ；
b)污水均匀连续进入反应釜中与氢氧化钠及10%质量百分比的过氧化氢反应，控制PH值在8. 5 8. 96之间和Eh值在-9(T_115mV之间，在室温下反应40分钟，生成水合氧化锰沉淀物，经共沉淀和吸附脱除液相中的重金属离子；
c)经高效浓密过滤实现固液分离，固相渣为高品位Mn—Ni—精矿，烘干包装供特钢冶炼原料；
d)液相重金属元素脱除率>98%的镁盐溶液；在镁盐溶液中加入30%质量百分比的氢氧化钠溶液，投加量为10L/m3，产出微粒氢氧化镁，吸附脱除溶液中残留的微量重金属；
e)在高效浓密机中絮凝沉降氢氧化镁，浓密底流氢氧化镁浆体回用于除杂エ序作碱中和剂并回收镍钴等金属；
f)上清液为无重金属污染的净镁盐溶液，可用于直接生产各品级氢氧化镁产品或规范排放。
实施例3
a)将高盐度含重金属生产污水在调节曝气池中调节均匀并预氧化，通过调整使污水中锰元素与其他重金属元素总和的质量浓度比在5 :1 ；
b)污水均匀连续进入反应釜中与氢氧化钠及20%质量百分比的过氧化氢反应，控制PH值在8. 5 8. 96之间和Eh值在-9(T_115mV之间，在室温下反应90分钟，生成水合氧化锰沉淀物，经共沉淀和吸附脱除液相中的重金属离子；
c)经高效浓密过滤实现固液分离，固相渣为高品位Mn—Ni—精矿，烘干包装供特钢冶炼原料；
d)液相重金属元素脱除率>98%的镁盐溶液；在镁盐溶液中加入30%质量百分比的氢氧化钠溶液，投加量为16L/m3，产出微粒氢氧化镁，吸附脱除溶液中残留的微量重金属；
e)在高效浓密机中絮凝沉降氢氧化镁，浓密底流氢氧化镁浆体回用于除杂エ序作碱中和剂并回收镍钴等金属；
f)上清液为无重金属污染的净镁盐溶液，可用于直接生产各品级氢氧化镁产品或规 范排放。 表I为污水成分及本发明处理效果表
权利要求
1.一种高盐度含重金属生产污水的化处理方法，其特征在于包括以下步骤 a)污水在调节曝气池中调节均匀并预氧化； b)污水均匀连续进入反应釜中与碱性中和剂和氧化剂反应，控制PH值在8.5^8. 96之间和Eh值在-9(T-115mV之间，在室温下反应40 90分钟，生成水合氧化锰沉淀物，经共沉淀和吸附脱除液相中的重金属离子； c)经高效浓密过滤实现固液分离，固相渣为高品位Mn—Ni—精矿，烘干包装供特钢冶炼原料(含 Ni5-13% ;含 Mnl5-48%)； d)液相重金属元素脱除率>98%的镁盐溶液；在镁盐溶液中加碱产出微粒氢氧化镁，吸附脱除溶液中残留的微量重金属； e)在高效浓密机中絮凝沉降氢氧化镁，浓密底流氢氧化镁浆体回用于除杂エ序作碱中和剂并回收镍钴等金属； f)上清液为无重金属污染的净镁盐溶液，可用于直接生产各品级氢氧化镁产品或规范排放。
2.根据权利要求I所述的高盐度含重金属生产污水的化处理方法，其特征在于，在所述步骤a)中，调整污水中锰元素与其他重金属元素总和的质量浓度比在2飞1。
3.根据权利要求I或2所述的高盐度含重金属生产污水的化处理方法，其特征在于，在所述步骤b)中，通过碱性中和剂为氢氧化钠，氧化剂为1(T20%质量百分比的过氧化氢。
4.根据权利要求I或2所述的高盐度含重金属生产污水的化处理方法，其特征在于，在所述步骤d)中，在镁盐溶液中所加碱为30%质量百分比的氢氧化钠溶液，投加量为l(Tl6L/m3。
全文摘要
本发明公开了一种高盐度含重金属生产污水的化处理方法，其利用污水中的锰离子并调节到一定的浓度；经曝气预氧化，投加碱和氧化剂，控制污水的pH和Eh值,在水中制备水合氧化锰，通过吸附和共沉淀，脱除水中的重金属元素；沉淀产物为锰，镍精矿回收利用；再向少部份上清液中加入适量的碱，利用污水中的镁离子制取一定量的氢氧化镁吸附剂，吸附全部污水中残留的重金属离子；经浓密沉淀，底流氢氧化镁浆料回用于湿法冶金除杂工序作为碱中和剂，并回收镍、钴等金属；上清液为达到排放标准的净镁盐溶液，可直接用以生产各品级的氢氧化镁产品或规范排放。
文档编号C02F9/04GK102642953SQ20121014395
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者刘永明, 朱华英, 杨华琴, 杨海峰, 白福威, 苏兆汉, 陈敏 申请人:无锡晟金环保科技有限公司