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一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法

一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法

IPC分类号 : C22B1/00,C22B7/00,C22B15/14,C22B19/20,C22B19/30,C22B47/00,C22B21/00,C22B26/22,C01B25/37,C01G45/02,C01G51/10,C01G53/10,C04B33/04,C04B33/13,C04B33/138,C05B7/00

申请号
CN201811062766.7
可选规格

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  • 专利类型:
  • 法律状态: 有权
  • 公开号: CN108977652B
  • 公开日: 2018-12-11
  • 主分类号: C22B1/00
  • 专利权人: 郑忆依

专利摘要

专利摘要

本发明公开一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法。通过球磨来将物料磨细,然后过筛,再通过高压氢还原,将其中的镍钴铜等还原为金属单质,而其他如钙镁锰等不被还原,再经过重力分选,将镍钴铜等金属单质与其他浆料分离,从而实现镍钴铜铁与其他金属的分离,再采用磁选,将镍钴铁与铜分离,铜粉经过熔炼后电解精炼得到阴极铜,再将镍钴铁粉末加入磷酸溶解,通过加入双氧水,得到磷酸铁沉淀,而镍钴不被氧化,从而实现了镍钴与铁的沉淀再经过萃取,将镍钴萃取后分段反萃,实现了镍钴的分离,且萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。本发明能够实现全组分的分离和回收,回收率高,且最终得到的产品纯度高,产品附加值大。

权利要求

1.一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其特征在于,为以下步骤:

(1)预处理,将废水渣加入水在球磨机内进行球磨,然后加入水进行搅拌浆化,然后倒入高压釜内,在温度为130-200℃,通入氢气,维持高压釜内的压力为8-15个大气压下,搅拌反应3-5小时,然后降温并释放压力;

(2)将步骤(1)得到的反应后的物料采用重力分选机进行重力分选,分选出金属颗粒和浆料,将金属颗粒采用磁选分离,将其中的镍钴铁粉与铜粉进行分离,铜粉经过熔炼得到铜阳极板,再经过电解精炼得到阴极铜,将镍钴铁粉加入磷酸溶液溶解,维持终点的pH为1.5-1.8,得到镍钴铁混合溶液,再在搅拌条件下加入双氧水,维持过程的温度为40-45℃,然后经过过滤洗涤得到电池级磷酸铁,过滤后的滤液和洗涤水混合得到镍钴混合溶液;

(3)将步骤(2)得到的浆料加入加入硫酸溶解,维持过程和终点的pH为1.5-2,然后过滤,得到第一滤液和第一滤渣,将第一滤液加入硫化钠,维持终点的pH为3-3.5,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,第二滤液加入氢氧化钠调节溶液的pH为10-11,然后过滤,得到第三滤液和第三滤渣;

(4)将步骤(3)中的第一滤渣与第三滤渣晾干,然后与页岩、黏土按照质量比1:3-5:1-2混合均匀,压入磨具中,施加20-30公斤的压力,压制时间为30-60s,然后放入到炉窑内,在温度为700-800℃煅烧4-6小时,得到地砖;

(5)将步骤(2)中的第二滤渣加入硫酸溶液,维持过程的pH为1-2,然后通入二氧化硫,在温度为55-75℃反应3-5小时,然后过滤,得到的滤渣经过真空烘干得到硫粉,得到的滤液加入高锰酸钾,在温度为50-60℃反应0.5-1小时,经过过滤和洗涤,得到高纯二氧化锰,过滤后的滤液加入草酸铵制备得到棒状草酸锌颗粒。

(6)将步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体,将硫酸钠晶体加入碳粉,在隔绝空气的情况下煅烧,煅烧温度为700-850℃,煅烧时间为4-7h,得到硫化钠颗粒,硫化钠返回步骤(3)使用。

2.根据权利要求1所述的一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其特征在于:所述步骤(1)中球磨后的浆料过200目筛,筛上物返回继续球磨,球磨过程维持球磨料的水分含量为30-40%,加水浆化时维持浆化料的水分含量为70-80%。

3.根据权利要求1所述的一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其特征在于:所述步骤(2)中磷酸溶液的浓度为1.5-2mol/L,加入的双氧水与镍钴铁混合溶液中铁的摩尔数之比为1.05-1.1:2,双氧水的浓度为4-5mol/L,加入双氧水的时间为2-3小时,加完双氧水后继续搅拌反应0.5-1小时,得到的镍钴混合溶液加入Cyane272萃取剂进行萃取镍钴,采用氨水进行皂化,然后加入硫酸溶液分段反萃,得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液,萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

4.根据权利要求1所述的一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其特征在于:步骤(3)中第一滤液加入硫化钠过程,硫化钠与第一滤液中的锰锌摩尔数之比为1.1-1.2:1,加入硫化钠过程维持溶液的温度为40-50℃,硫化钠配制成溶液加入,硫化钠溶液的浓度为3-5mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其特征在于:所述步骤(5)中加入的高锰酸钾与滤液中锰的摩尔数之比为2:3,高锰酸钾配制成0.5-1mol/L的溶液,加入高锰酸钾的时间为2-3小时,得到的二氧化锰经过0.5-1mol/L的硫酸溶液洗涤后再采用纯水洗涤,得到高纯二氧化锰,棒状草酸锌颗粒制备过程,草酸铵溶液的浓度为2-3mol/L,温度为40-45℃,pH为2.2-2.4,加入的草酸铵与溶液中的锌的摩尔比为1.02-1.05:1,草酸铵分为两步加入,第一步加入20-25%的草酸铵,第二步加入剩余的草酸铵,第一步的加料速度为第二步的3-5倍,两步加入的中间间隔15-30min,第一步加入过程的反应温度为60-65℃,第二步加入过程的反应温度为40-45℃,然后继续反应30-60min。

6.根据权利要求1所述的一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其特征在于:所述步骤(4)中得到的地砖进行毒性浸出实验,合格后使用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,属于废弃物处理技术领域。

背景技术

钴镍作为战略资源在工业中的地位大大提高,在硬质合金、功能陶瓷、催化剂、军工行业、高能电池方面应用广泛,有工业味精之称。

特别随着新能源汽车的发展,以三元材料为基础的锂电池迅速发展,一年的镍钴锰酸锂的需求量达到几十万吨,需求的镍钴金属也达到几万吨。

钴镍的生产以湿法冶金为主。

在钴镍湿法冶金中,每吨钴镍在冶炼过程产生40-60吨的废水,在浸出洗渣水、萃取的萃余液、液相合成的母液和洗水均需要外排,经过化学沉淀将其中的金属离子沉淀下来,得到废水渣,废水渣以氢氧化物为主,随着堆放时间的延长,会产生得到一些氧化物和碳酸根,废水渣的组分如下:

元素NaMgCaCoNiMn含量5-8%5-10%0.5-1%2-3%3-4%10-15%ZnCuFe水分碳酸根硫酸根氯离子8-12%5-7%2-3%10-15%2-3%10-15%2-3%

由于其中含有的金属种类多,且每种组分含量差不多,常规的处理工艺很难将其全部回收利用,一般采用酸溶解后采用硫化物来沉淀,将锌、钴、镍、铜回收,其他的元素再进入废水中,然后再次被沉淀后,进入废水渣中,从而造成废水中的镁、钙、锰等元素逐渐的富集,且不能实现各种有价金属的全部利用,不符合现在对环境的要求。

按照一个年产钴镍1万吨的工厂,每年产生的废水渣近千吨,其中蕴含有钴20-30吨,镍30-40吨,铜50-70吨,其中的价值千万以上。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,能够实现全组分的分离和回收,回收率高,且最终得到的产品纯度高,产品附加值大。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:

一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其为以下步骤:

(1)预处理,将废水渣加入水在球磨机内进行球磨,然后加入水进行搅拌浆化,然后倒入高压釜内,在温度为130-200℃,通入氢气,维持高压釜内的压力为8-15个大气压下,搅拌反应3-5小时,然后降温并释放压力;

(2)将步骤(1)得到的反应后的物料采用重力分选机进行重力分选,分选出金属颗粒和浆料,将金属颗粒采用磁选分离,将其中的镍钴铁粉与铜粉进行分离,铜粉经过熔炼得到铜阳极板,再经过电解精炼得到阴极铜,将镍钴铁粉加入磷酸溶液溶解,维持终点的pH为1.5-1.8,得到镍钴铁混合溶液,再在搅拌条件下加入双氧水,维持过程的温度为40-45℃,然后经过过滤洗涤得到电池级磷酸铁,过滤后的滤液和洗涤水混合得到镍钴混合溶液;

(3)将步骤(2)得到的浆料加入加入硫酸溶解,维持过程和终点的pH为1.5-2,然后过滤,得到第一滤液和第一滤渣,将第一滤液加入硫化钠,维持终点的pH为3-3.5,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,第二滤液加入氢氧化钠调节溶液的pH为10-11,然后过滤,得到第三滤液和第三滤渣;

(4)将步骤(3)中的第一滤渣与第三滤渣晾干,然后与页岩、黏土按照质量比1:3-5:1-2混合均匀,压入磨具中,施加20-30公斤的压力,压制时间为30-60s,然后放入到炉窑内,在温度为700-800℃煅烧4-6小时,得到地砖;

(5)将步骤(2)中的第二滤渣加入硫酸溶液,维持过程的pH为1-2,然后通入二氧化硫,在温度为55-75℃反应3-5小时,然后过滤,得到的滤渣经过真空烘干得到硫粉,得到的滤液加入高锰酸钾,在温度为50-60℃反应0.5-1小时,经过过滤和洗涤,得到高纯二氧化锰,过滤后的滤液加入草酸铵制备得到棒状草酸锌颗粒。

(6)将步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体,将硫酸钠晶体加入碳粉,在隔绝空气的情况下煅烧,煅烧温度为700-850℃,煅烧时间为4-7h,得到硫化钠颗粒,硫化钠返回步骤(3)使用。

所述步骤(1)中球磨后的浆料过200目筛,筛上物返回继续球磨,球磨过程维持球磨料的水分含量为30-40%,加水浆化时维持浆化料的水分含量为70-80%。

所述步骤(2)中磷酸溶液的浓度为1.5-2mol/L,加入的双氧水与镍钴铁混合溶液中铁的摩尔数之比为1.05-1.1:2,双氧水的浓度为4-5mol/L,加入双氧水的时间为2-3小时,加完双氧水后继续搅拌反应0.5-1小时,得到的镍钴混合溶液加入Cyane272萃取剂进行萃取镍钴,采用氨水进行皂化,然后加入硫酸溶液分段反萃,得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液,萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

步骤(3)中第一滤液加入硫化钠过程,硫化钠与第一滤液中的锰锌摩尔数之比为1.1-1.2:1,加入硫化钠过程维持溶液的温度为40-50℃,硫化钠配制成溶液加入,硫化钠溶液的浓度为3-5mol/L。

所述步骤(5)中加入的高锰酸钾与滤液中锰的摩尔数之比为2:3,高锰酸钾配制成0.5-1mol/L的溶液,加入高锰酸钾的时间为2-3小时,得到的二氧化锰经过0.5-1mol/L的硫酸溶液洗涤后再采用纯水洗涤,得到高纯二氧化锰,棒状草酸锌颗粒制备过程,草酸铵溶液的浓度为2-3mol/L,温度为40-45℃,pH为2.2-2.4,加入的草酸铵与溶液中的锌的摩尔比为1.02-1.05:1,草酸铵分为两步加入,第一步加入20-25%的草酸铵,第二步加入剩余的草酸铵,第一步的加料速度为第二步的3-5倍,两步加入的中间间隔15-30min,第一步加入过程的反应温度为60-65℃,第二步加入过程的反应温度为40-45℃,然后继续反应30-60min。

所述步骤(4)中得到的地砖进行毒性浸出实验,合格后使用。

本专利通过球磨来将物料磨细,然后过筛,再通过高压氢还原,将其中的镍钴铜等还原为金属单质,而其他如钙镁锰等不被还原,再经过重力分选,将镍钴铜等金属单质与其他浆料分离,从而实现镍钴铜铁与其他金属的分离,再采用磁选,将镍钴铁与铜分离,铜粉经过熔炼后电解精炼得到阴极铜,阴极铜的纯度可以达到99.99%以上,再将镍钴铁粉末加入磷酸溶解,通过加入双氧水,将亚铁氧化为三价铁,同时与磷酸根结合,得到磷酸铁沉淀,而镍钴不被氧化,从而实现了镍钴与铁的沉淀,且得到电池级磷酸铁,用于制备磷酸铁锂正极材料,目前电池级磷酸铁的价格为1.3-1.5万,再经过萃取,将镍钴萃取后分段反萃,实现了镍钴的分离,且萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

得到的浆料加入硫酸溶解,硫酸钙大部分沉淀下来,其余如镁、锌、锰、铝和钠等溶解到溶液中,然后加入硫化钠,在较高的pH下将其中的锌锰沉淀下来,从而实现锌锰与镁铝钠等的分离,再通过二氧化硫浸出,通过高锰酸钾的强氧化,将二价锰氧化为二氧化锰,经过酸洗后得到高纯二氧化锰,可用于制备锰酸锂等正极材料,得到的锌加入草酸铵得到草酸锌。

剩余物质经过加碱沉淀,将镁/铝等沉淀下来,然后混合硫酸钙,再与页岩和黏土进行高压压制后高温煅烧,得到地砖,由于经过了重金属的分离,再经过高温烧结,将微量的重金属固化在地砖内,地砖的毒性浸出实验可以实现合格,得到的硫酸钠溶液,经过浓缩结晶得到硫酸钠,再加入碳焙烧,得到硫化钠,硫酸钠的价格在200元每吨,而硫化钠的价格在2000元/吨,同时部分硫化钠可返回使用。

本工艺来能够实现全组分的分离和回收,回收率高,且最终得到的产品纯度高,产品附加值大。

本发明的有益效果是:本工艺实现了金属全组分的回收,包括钴镍铜锌锰铁的回收,产品附加值高,钙镁等用于制备地砖,使得处理过程无废弃物产生,且产品的纯度高,附加值高。。

附图说明

图1为本发明实施例1中的草酸锌的SEM。

以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明,本实施例的一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其为以下步骤:

(1)预处理,将废水渣加入水在球磨机内进行球磨,然后加入水进行搅拌浆化,然后倒入高压釜内,在温度为130-200℃,通入氢气,维持高压釜内的压力为8-15个大气压下,搅拌反应3-5小时,然后降温并释放压力;

(2)将步骤(1)得到的反应后的物料采用重力分选机进行重力分选,分选出金属颗粒和浆料,将金属颗粒采用磁选分离,将其中的镍钴铁粉与铜粉进行分离,铜粉经过熔炼得到铜阳极板,再经过电解精炼得到阴极铜,将镍钴铁粉加入磷酸溶液溶解,维持终点的pH为1.5-1.8,得到镍钴铁混合溶液,再在搅拌条件下加入双氧水,维持过程的温度为40-45℃,然后经过过滤洗涤得到电池级磷酸铁,过滤后的滤液和洗涤水混合得到镍钴混合溶液;

(3)将步骤(2)得到的浆料加入加入硫酸溶解,维持过程和终点的pH为1.5-2,然后过滤,得到第一滤液和第一滤渣,将第一滤液加入硫化钠,维持终点的pH为3-3.5,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,第二滤液加入氢氧化钠调节溶液的pH为10-11,然后过滤,得到第三滤液和第三滤渣;

(4)将步骤(3)中的第一滤渣与第三滤渣晾干,然后与页岩、黏土按照质量比1:3-5:1-2混合均匀,压入磨具中,施加20-30公斤的压力,压制时间为30-60s,然后放入到炉窑内,在温度为700-800℃煅烧4-6小时,得到地砖;

(5)将步骤(2)中的第二滤渣加入硫酸溶液,维持过程的pH为1-2,然后通入二氧化硫,在温度为55-75℃反应3-5小时,然后过滤,得到的滤渣经过真空烘干得到硫粉,得到的滤液加入高锰酸钾,在温度为50-60℃反应0.5-1小时,经过过滤和洗涤,得到高纯二氧化锰,过滤后的滤液加入草酸铵制备得到棒状草酸锌颗粒。

(6)将步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体,将硫酸钠晶体加入碳粉,在隔绝空气的情况下煅烧,煅烧温度为700-850℃,煅烧时间为4-7h,得到硫化钠颗粒,硫化钠返回步骤(3)使用。

所述步骤(1)中球磨后的浆料过200目筛,筛上物返回继续球磨,球磨过程维持球磨料的水分含量为30-40%,加水浆化时维持浆化料的水分含量为70-80%。

所述步骤(2)中磷酸溶液的浓度为1.5-2mol/L,加入的双氧水与镍钴铁混合溶液中铁的摩尔数之比为1.05-1.1:2,双氧水的浓度为4-5mol/L,加入双氧水的时间为2-3小时,加完双氧水后继续搅拌反应0.5-1小时,得到的镍钴混合溶液加入Cyane272萃取剂进行萃取镍钴,采用氨水进行皂化,然后加入硫酸溶液分段反萃,得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液,萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

步骤(3)中第一滤液加入硫化钠过程,硫化钠与第一滤液中的锰锌摩尔数之比为1.1-1.2:1,加入硫化钠过程维持溶液的温度为40-50℃,硫化钠配制成溶液加入,硫化钠溶液的浓度为3-5mol/L。

所述步骤(5)中加入的高锰酸钾与滤液中锰的摩尔数之比为2:3,高锰酸钾配制成0.5-1mol/L的溶液,加入高锰酸钾的时间为2-3小时,得到的二氧化锰经过0.5-1mol/L的硫酸溶液洗涤后再采用纯水洗涤,得到高纯二氧化锰,棒状草酸锌颗粒制备过程,草酸铵溶液的浓度为2-3mol/L,温度为40-45℃,pH为2.2-2.4,加入的草酸铵与溶液中的锌的摩尔比为1.02-1.05:1,草酸铵分为两步加入,第一步加入20-25%的草酸铵,第二步加入剩余的草酸铵,第一步的加料速度为第二步的3-5倍,两步加入的中间间隔15-30min,第一步加入过程的反应温度为60-65℃,第二步加入过程的反应温度为40-45℃,然后继续反应30-60min。

所述步骤(4)中得到的地砖进行毒性浸出实验,合格后使用。

实施例1

一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其为以下步骤:

(1)预处理,将废水渣加入水在球磨机内进行球磨,然后加入水进行搅拌浆化,然后倒入高压釜内,在温度为185℃,通入氢气,维持高压釜内的压力为12个大气压下,搅拌反应4.5小时,然后降温并释放压力;

(2)将步骤(1)得到的反应后的物料采用重力分选机进行重力分选,分选出金属颗粒和浆料,将金属颗粒采用磁选分离,将其中的镍钴铁粉与铜粉进行分离,铜粉经过熔炼得到铜阳极板,再经过电解精炼得到阴极铜,将镍钴铁粉加入磷酸溶液溶解,维持终点的pH为1.7,得到镍钴铁混合溶液,再在搅拌条件下加入双氧水,维持过程的温度为43℃,然后经过过滤洗涤得到电池级磷酸铁,过滤后的滤液和洗涤水混合得到镍钴混合溶液;

(3)将步骤(2)得到的浆料加入加入硫酸溶解,维持过程和终点的pH为1.8,然后过滤,得到第一滤液和第一滤渣,将第一滤液加入硫化钠,维持终点的pH为3.2,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,第二滤液加入氢氧化钠调节溶液的pH为10.5,然后过滤,得到第三滤液和第三滤渣;

(4)将步骤(3)中的第一滤渣与第三滤渣晾干,然后与页岩、黏土按照质量比1:4:1.5混合均匀,压入磨具中,施加25公斤的压力,压制时间为50s,然后放入到炉窑内,在温度为750℃煅烧5.5小时,得到地砖;

(5)将步骤(2)中的第二滤渣加入硫酸溶液,维持过程的pH为1.5,然后通入二氧化硫,在温度为70℃反应4小时,然后过滤,得到的滤渣经过真空烘干得到硫粉,得到的滤液加入高锰酸钾,在温度为55℃反应0.8小时,经过过滤和洗涤,得到高纯二氧化锰,过滤后的滤液加入草酸铵制备得到棒状草酸锌颗粒。

(6)将步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体,将硫酸钠晶体加入碳粉,在隔绝空气的情况下煅烧,煅烧温度为810℃,煅烧时间为5.5小时,得到硫化钠颗粒,硫化钠返回步骤(3)使用。

所述步骤(1)中球磨后的浆料过200目筛,筛上物返回继续球磨,球磨过程维持球磨料的水分含量为35%,加水浆化时维持浆化料的水分含量为75%。

所述步骤(2)中磷酸溶液的浓度为1.8mol/L,加入的双氧水与镍钴铁混合溶液中铁的摩尔数之比为1.08:2,双氧水的浓度为4.5mol/L,加入双氧水的时间为2.8小时,加完双氧水后继续搅拌反应0.5小时,得到的镍钴混合溶液加入Cyane272萃取剂进行萃取镍钴,采用氨水进行皂化,然后加入硫酸溶液分段反萃,得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液,萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

步骤(3)中第一滤液加入硫化钠过程,硫化钠与第一滤液中的锰锌摩尔数之比为1.15:1,加入硫化钠过程维持溶液的温度为45℃,硫化钠配制成溶液加入,硫化钠溶液的浓度为4mol/L。

所述步骤(5)中加入的高锰酸钾与滤液中锰的摩尔数之比为2:3,高锰酸钾配制成0.8mol/L的溶液,加入高锰酸钾的时间为2.5小时,得到的二氧化锰经过0.8mol/L的硫酸溶液洗涤后再采用纯水洗涤,得到高纯二氧化锰,棒状草酸锌颗粒制备过程,草酸铵溶液的浓度为2.5mol/L,温度为42℃,pH为2.3,加入的草酸铵与溶液中的锌的摩尔比为1.04:1,草酸铵分为两步加入,第一步加入22%的草酸铵,第二步加入剩余的草酸铵,第一步的加料速度为第二步的4倍,两步加入的中间间隔20min,第一步加入过程的反应温度为63℃,第二步加入过程的反应温度为43℃,然后继续反应40min。

所述步骤(4)中得到的地砖进行毒性浸出实验,合格后使用。

最终制备的阴极铜的纯度大于99.99%,铜的回收率为99.1%。

最终制备的硫酸钴和硫酸镍的纯度大于99.5%,镍钴的的回收率分别为98.5%和98.7%。

制备的草酸锌的纯度为99.5%,如图1所示,草酸锌的D50为45微米,长径比为2-5:1,BET为8.7m2/g,锌的回收率为97.8%。

制备的磷酸铁的指标如下:

指标FePCdNaCo数值28.91%16.45%8ppm35ppm12.5ppmMgZnNiPbAlCa25ppm15ppm17ppm3ppm2.8ppm8ppm硫酸根氯离子松装密度DminD10D5015ppm21ppm0.71g/mL0.08微米0.25微米0.65微米D90D100比表面积振实密度0.84微米0.95微米12.1m2/g1.1g/mL

二氧化锰的检测指标如下:

指标MnO2FeCdNaCo数值99.68%12ppm0.9ppm15ppm1.9ppmMgZnNiPbAlCa4.5ppm1.5ppm2.8ppm0.3ppm28ppm8ppmHg氯离子松装密度磁性异物D10D50未检出21ppm1.5g/mL0.1ppm3.9微米8.8微米D90比表面积振实密度pH盐酸不溶物硫酸根11.8微米12.5m2/g2.1g/mL5.925ppm152ppm

实施例2

一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其为以下步骤:

(1)预处理,将废水渣加入水在球磨机内进行球磨,然后加入水进行搅拌浆化,然后倒入高压釜内,在温度为156℃,通入氢气,维持高压釜内的压力为11个大气压下,搅拌反应4.5小时,然后降温并释放压力;

(2)将步骤(1)得到的反应后的物料采用重力分选机进行重力分选,分选出金属颗粒和浆料,将金属颗粒采用磁选分离,将其中的镍钴铁粉与铜粉进行分离,铜粉经过熔炼得到铜阳极板,再经过电解精炼得到阴极铜,将镍钴铁粉加入磷酸溶液溶解,维持终点的pH为1.75,得到镍钴铁混合溶液,再在搅拌条件下加入双氧水,维持过程的温度为43℃,然后经过过滤洗涤得到电池级磷酸铁,过滤后的滤液和洗涤水混合得到镍钴混合溶液;

(3)将步骤(2)得到的浆料加入加入硫酸溶解,维持过程和终点的pH为1.8,然后过滤,得到第一滤液和第一滤渣,将第一滤液加入硫化钠,维持终点的pH为3.3,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,第二滤液加入氢氧化钠调节溶液的pH为10.5,然后过滤,得到第三滤液和第三滤渣;

(4)将步骤(3)中的第一滤渣与第三滤渣晾干,然后与页岩、黏土按照质量比1:4.5:1.5混合均匀,压入磨具中,施加28公斤的压力,压制时间为50s,然后放入到炉窑内,在温度为755℃煅烧6小时,得到地砖;

(5)将步骤(2)中的第二滤渣加入硫酸溶液,维持过程的pH为1.5,然后通入二氧化硫,在温度为68℃反应5小时,然后过滤,得到的滤渣经过真空烘干得到硫粉,得到的滤液加入高锰酸钾,在温度为55℃反应0.8小时,经过过滤和洗涤,得到高纯二氧化锰,过滤后的滤液加入草酸铵制备得到棒状草酸锌颗粒。

(6)将步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体,将硫酸钠晶体加入碳粉,在隔绝空气的情况下煅烧,煅烧温度为785℃,煅烧时间为5小时,得到硫化钠颗粒,硫化钠返回步骤(3)使用。

所述步骤(1)中球磨后的浆料过200目筛,筛上物返回继续球磨,球磨过程维持球磨料的水分含量为35%,加水浆化时维持浆化料的水分含量为75%。

所述步骤(2)中磷酸溶液的浓度为1.8mol/L,加入的双氧水与镍钴铁混合溶液中铁的摩尔数之比为1.07:2,双氧水的浓度为4.5mol/L,加入双氧水的时间为2.7小时,加完双氧水后继续搅拌反应0.8小时,得到的镍钴混合溶液加入Cyane272萃取剂进行萃取镍钴,采用氨水进行皂化,然后加入硫酸溶液分段反萃,得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液,萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

步骤(3)中第一滤液加入硫化钠过程,硫化钠与第一滤液中的锰锌摩尔数之比为1.15:1,加入硫化钠过程维持溶液的温度为45℃,硫化钠配制成溶液加入,硫化钠溶液的浓度为4.5mol/L。

所述步骤(5)中加入的高锰酸钾与滤液中锰的摩尔数之比为2:3,高锰酸钾配制成0.8mol/L的溶液,加入高锰酸钾的时间为2.5小时,得到的二氧化锰经过0.8mol/L的硫酸溶液洗涤后再采用纯水洗涤,得到高纯二氧化锰,棒状草酸锌颗粒制备过程,草酸铵溶液的浓度为2.5mol/L,温度为43℃,pH为2.3,加入的草酸铵与溶液中的锌的摩尔比为1.04:1,草酸铵分为两步加入,第一步加入23%的草酸铵,第二步加入剩余的草酸铵,第一步的加料速度为第二步的5倍,两步加入的中间间隔20min,第一步加入过程的反应温度为63℃,第二步加入过程的反应温度为43℃,然后继续反应50min。

所述步骤(4)中得到的地砖进行毒性浸出实验,合格后使用。

最终制备的阴极铜的纯度大于99.99%,铜的回收率为99.2%。

最终制备的硫酸钴和硫酸镍的纯度大于99.5%,镍钴的的回收率分别为98.9%和98.9%。

制备的草酸锌的纯度为99.45%,草酸锌的D50为47微米,长径比为2-5:1,BET为8.2m2/g,锌的回收率为97.5%。

制备的磷酸铁的指标如下:

指标FePCdNaCo数值28.93%16.48%6ppm31ppm13ppmMgZnNiPbAlCa21ppm11ppm12ppm3ppm3ppm5ppm硫酸根氯离子松装密度DminD10D5018ppm22ppm0.75g/mL0.11微米0.23微米0.61微米D90D100比表面积振实密度0.81微米0.92微米12.5m2/g1.2g/mL

二氧化锰的检测指标如下:

指标MnO2FeCdNaCo数值99.62%11ppm0.9ppm15ppm2.3ppmMgZnNiPbAlCa2.5ppm1.8ppm2.3ppm0.3ppm28ppm8ppmHg氯离子松装密度磁性异物D10D50未检出23ppm1.4g/mL0.08ppm4.5微米8.7微米D90比表面积振实密度pH盐酸不溶物硫酸根11.5微米12.1m2/g2.2g/mL5.729ppm145ppm

实施例3

一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法,其为以下步骤:

(1)预处理,将废水渣加入水在球磨机内进行球磨,然后加入水进行搅拌浆化,然后倒入高压釜内,在温度为165℃,通入氢气,维持高压釜内的压力为12个大气压下,搅拌反应4.2小时,然后降温并释放压力;

(2)将步骤(1)得到的反应后的物料采用重力分选机进行重力分选,分选出金属颗粒和浆料,将金属颗粒采用磁选分离,将其中的镍钴铁粉与铜粉进行分离,铜粉经过熔炼得到铜阳极板,再经过电解精炼得到阴极铜,将镍钴铁粉加入磷酸溶液溶解,维持终点的pH为1.6,得到镍钴铁混合溶液,再在搅拌条件下加入双氧水,维持过程的温度为43℃,然后经过过滤洗涤得到电池级磷酸铁,过滤后的滤液和洗涤水混合得到镍钴混合溶液;

(3)将步骤(2)得到的浆料加入加入硫酸溶解,维持过程和终点的pH为1.8,然后过滤,得到第一滤液和第一滤渣,将第一滤液加入硫化钠,维持终点的pH为3.3,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,第二滤液加入氢氧化钠调节溶液的pH为10.5,然后过滤,得到第三滤液和第三滤渣;

(4)将步骤(3)中的第一滤渣与第三滤渣晾干,然后与页岩、黏土按照质量比1:4.5:1.5混合均匀,压入磨具中,施加28公斤的压力,压制时间为45s,然后放入到炉窑内,在温度为760℃煅烧5小时,得到地砖;

(5)将步骤(2)中的第二滤渣加入硫酸溶液,维持过程的pH为1-2,然后通入二氧化硫,在温度为58℃反应5小时,然后过滤,得到的滤渣经过真空烘干得到硫粉,得到的滤液加入高锰酸钾,在温度为58℃反应0.9小时,经过过滤和洗涤,得到高纯二氧化锰,过滤后的滤液加入草酸铵制备得到棒状草酸锌颗粒。

(6)将步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体,将硫酸钠晶体加入碳粉,在隔绝空气的情况下煅烧,煅烧温度为790℃,煅烧时间为5h,得到硫化钠颗粒,硫化钠返回步骤(3)使用。

所述步骤(1)中球磨后的浆料过200目筛,筛上物返回继续球磨,球磨过程维持球磨料的水分含量为36%,加水浆化时维持浆化料的水分含量为75%。

所述步骤(2)中磷酸溶液的浓度为1.8mol/L,加入的双氧水与镍钴铁混合溶液中铁的摩尔数之比为1.08:2,双氧水的浓度为4.5mol/L,加入双氧水的时间为2.8小时,加完双氧水后继续搅拌反应0.8小时,得到的镍钴混合溶液加入Cyane272萃取剂进行萃取镍钴,采用氨水进行皂化,然后加入硫酸溶液分段反萃,得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液,萃余液经过浓缩结晶得到磷酸铵复合肥。

步骤(3)中第一滤液加入硫化钠过程,硫化钠与第一滤液中的锰锌摩尔数之比为1.16:1,加入硫化钠过程维持溶液的温度为47℃,硫化钠配制成溶液加入,硫化钠溶液的浓度为4.5mol/L。

所述步骤(5)中加入的高锰酸钾与滤液中锰的摩尔数之比为2:3,高锰酸钾配制成0.8mol/L的溶液,加入高锰酸钾的时间为2.3小时,得到的二氧化锰经过0.8mol/L的硫酸溶液洗涤后再采用纯水洗涤,得到高纯二氧化锰,棒状草酸锌颗粒制备过程,草酸铵溶液的浓度为2.5mol/L,温度为43℃,pH为2.3,加入的草酸铵与溶液中的锌的摩尔比为1.03:1,草酸铵分为两步加入,第一步加入23%的草酸铵,第二步加入剩余的草酸铵,第一步的加料速度为第二步的4.5倍,两步加入的中间间隔19min,第一步加入过程的反应温度为63℃,第二步加入过程的反应温度为43℃,然后继续反应50min。

所述步骤(4)中得到的地砖进行毒性浸出实验,合格后使用。

最终制备的阴极铜的纯度大于99.99%,铜的回收率为99.0%。

最终制备的硫酸钴和硫酸镍的纯度大于99.5%,镍钴的的回收率分别为99.1%和98.9%。

制备的草酸锌的纯度为99.56%,草酸锌的D50为49微米,长径比为2-5:1,BET为8.4m2/g,锌的回收率为98.1%。

制备的磷酸铁的指标如下:

指标FePCdNaCo数值28.85%16.51%5.6ppm31ppm13.1ppmMgZnNiPbAlCa22ppm13ppm16ppm2ppm3ppm5ppm硫酸根氯离子松装密度DminD10D5012ppm25ppm0.72g/mL0.11微米0.31微米0.67微米D90D100比表面积振实密度0.88微米0.94微米12.7m2/g1.2g/mL

二氧化锰的检测指标如下:

按照GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,采用HJ/T 299进行毒性浸出,最终得到的浸出液的检测数据如下:

实施例1实施例2实施例3Cu1.2mg/L1.7mg/L1.3mg/LZn2.3mg/L1.8mg/L2.5mg/LCd0.1mg/L0.1mg/L0.15mg/LPb0.2mg/L0.2mg/L0.1mg/L总Cr3.1mg/L1.1mg/L3.5mg/L6+]]>1.2mg/L1.1mg/L1.1mg/LNi0.2mg/L0.1mg/L0.2mg/LAs未检出未检出未检出

实施例1/2/3制备的地砖毒性浸出实验数据,显示此地砖均符合毒性浸出的要求。

地砖进行力学性能检测,结果如下:

实施例1实施例2实施例3密度(g/mL)1.911.982.05耐压强度(Mpa)12.511.812.3硬度55.55

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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