[发明专利]基于湿法冶金工艺中高浓度硫酸钠废水的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金的高盐废水的中水回用体系，具体涉及到一种硫酸钠高盐废水的盐分离和中水回用的综合资源化方法。

背景技术

湿法冶金作为现代冶金方法中的一种，在有价物料(金属元素居多)提取方面发挥着重要的作用，然而，湿法冶金在生产工艺中会消耗大量的酸和碱，以盐的形式从废水中排出，这部分废水的盐含量极高(质量分数在10％以上)，排入水体将会对水生态系统造成极大的冲击。

现有对这部分富含金属元素的废水的处理方式主要是通过热蒸发工艺(包括多效蒸馏、MVR、低温膜蒸馏等)使盐水分离，制备出来的盐产品进一步提纯，作为工业原材料销售，水蒸气经冷凝后作为原料使用，从而达到资源化的目的。然而大部分的此类盐以硫酸钠(形成氯化钠的盐酸由于其挥发性被限制使用)为主，此类化合物不具有较高的市场价格，以热蒸发的工艺进行资源化的单位成本(主要为能耗)过高(回收的单位成本及运输成本超过了市场价格)，生产厂家的积极性不高。随着政策面的收紧，“零排放”是此类企业的最终出路。

开发一种低成本、高效率的废水处理工艺是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于湿法冶金工艺中高浓度硫酸钠废水的综合利用方法，用于解决现有技术中湿法冶金工艺成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于湿法冶金工艺中高浓度硫酸钠废水的综合利用方法，所述方法至少包括以下步骤：

(1)向矿石原料中加入适量浸出剂，所述浸出剂中至少包括硫酸根离子和亚硫酸根离子，完毕后进行固液分离，分别获得浸出渣和浸出液；

(2)对浸出液进行预处理，即静置沉淀；再对浸出液进行有机溶剂萃取，获得萃取剂和萃余液，

(3)对萃取剂进行皂化，获得沉淀；对萃余液进行电化学处理去除钙离子和有机物后，冷却析晶，得到晶体和清液；

(4)对至少部分清液进行调配获得浸出剂，和步骤(1)中的浸出渣混合，再次反应，获得反应渣和二次浸出液；

(5)利用至少部分的步骤(4)所得的二次浸出液作为步骤(1)中的浸出剂。

在本发明中所述步骤(2)中获得的萃取剂通过步骤(3)处理获得沉淀，即有价值金属，萃余液通过步骤(4)和(5)处理再次利用，可见步骤(3)和步骤(4)、(5)的顺序并不是严格限制，所述步骤(3)也可以位于步骤(4)之后或者(5)之后。本发明重点在于提供上述工艺的处理方法，并不受到严格的限制。

进一步地，所述步骤(1)中的所述的浸出剂可以最初反应时添加的物质；当然，由于本发明中的方法是一个可以实现封闭式循环的方法，因此也可以是循环过程中对再次添料的反应。

进一步地，所述浸出剂的添加量可以事先通过浸出实验计算获得。具体原理如下：通过向一定量的矿石粉末中加入浸出剂，反应结束后进行固液分离，浸出渣进行洗涤、烘干后送化学分析，计算金属浸出率。此方法为现有技术。

进一步地，本方法的具体原理如下：矿石主要富含Ni、Co、Mn、Fe、Ca等金属元素，在还原剂的作用下，矿石中的4价锰迅速被还原成可溶性的2价锰，从而使得结壳中的锰矿物结构破坏，让束缚于原锰矿物中的其他元素裸露出来或者游离出来。常用的浸出剂是金属硫化物、亚硫酸及其盐(H₂SO₃，SO₂，Na₂SO₃，(NH₄)₂SO₃)、硫酸及其盐等。在优选的方案中浸出剂采用硫酸和亚硫酸；更优选地，所述浸出剂中氢离子浓度控制在0.1-2mol/L。

NiO+H₂SO₄→NiSO₄+H₂O

CaO+H₂SO₄→CaSO₄↓+H₂O

2FeOOH+H₂SO₄+SO₂→2FeSO₄+2H₂O

优选地，所述步骤(1)中的浸出反应温度都为40-50℃，待反应至浸出液中硫酸根和亚硫酸根总摩尔浓度为2.8-3.4mol/L时，反应完毕，进行固液分离。