硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用制造技术

本发明专利技术公开了硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，作为固体吸附剂，添加至萃余液中，用于降低萃余液中的TOC含量。本发明专利技术的固体吸附剂对含磷有机物有独特的选择性吸附，最终体系中残余的TOC浓度低于10mg/L，有效地解决萃余废液TOC值未达到国家标准无法外排或者回用以及萃余富液TOC浓度超标影响后续电沉积工艺的问题。

Application of Calcium Sulfate and/or Calcium Phosphate in Removal of TOC from Hydrometallurgical Extracts

【技术实现步骤摘要】
硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用
本专利技术涉及硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，属于湿法冶金与环境交叉的净化除杂领域。
技术介绍
萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。即，是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。广泛应用于化学、冶金、食品等工业。萃取与其他分离溶液组分的方法相比，优点在于常温操作，节省能源，不涉及固体、气体，操作方便。萃取在如下几种情况下应用，通常是有利的：①料液各组分的沸点相近，甚至形成共沸物，为精馏所不易奏效的场合，如石油馏分中烷烃与芳烃的分离，煤焦油的脱酚；②低浓度高沸组分的分离，用精馏能耗很大，如稀醋酸的脱水；③多种离子的分离，如矿物浸取液的分离和净制，若加入化学品作分部沉淀，不但分离质量差，又有过滤操作，损耗也大；④不稳定物质(如热敏性物质)的分离，如从发酵液制取青霉素。由于溶剂萃取具有平衡速度快，分离效果好，处理能力大，金属回收率高以及操作容易实现自动控制等优点，金属溶剂萃取非常广泛的应用在工业生产中，它不仅成为分离、纯化金属的一种手段，而且逐步深入到废杂金属回收和含金属废水处理等领域。元素周期表中绝大多数的元素，都可用萃取法提取和分离。含磷的有机萃取剂分布在中性和酸性萃取剂中，在萃取的应用非常广泛，TBP(磷酸三丁酯)广泛使用在萃取铀上，烷基磷酸则广泛应用于萃取稀土，镍、钴、铟。P507(2－乙基己基膦酸单2－乙基己基酯)能有效地用来萃取Re3+、Co、Ni2+、Ga、In等。P204(二(2-乙基己基)磷酸酯)能有效地用来萃取铁、锌、钴、镍、金、铜、铟、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd等铈组元素。在湿法冶炼中，金属萃取后的萃余废液以及除杂后富含有价金属离子的萃余富液中或多或少会残余含磷的有机萃取剂，这些有机物均为脂肪烃类，性质非常稳定，极难降解。导致萃余液的TOC浓度超标，萃余液中TOC浓度一般在5000～50mg/L。对于萃取有价金属所得萃余废液，必须将溶液中绝大部分的有机物去除，降低溶液中的TOC浓度，已达到废水排放或回用的国家标准。对于萃取除杂所得富含有价金属离子的萃余液，在湿法冶金电沉积之前，必须将溶液中绝大部分的有机物去除，降低溶液中的TOC浓度，以保证后续的工艺经济有效运行。否则会影响电解效率，甚至烧板，严重影响成品金属的品质。目前工业应用的降TOC工艺主要是高级氧化工艺，高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses，简称AOPS)是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基(·OH)，该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。方法有Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。Fenton氧化法不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水处理技术。Fenton的氧化机理是在酸性条件以及Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。该方法优点是过氧化氢分解速度快，因而氧化速率也较高。但此方法也存在许多问题，该反应pH低，会生成大量含铁污泥，出水中含有大量Fe2+会造成二次污染，增加了后续处理的难度和成本。臭氧氧化法降解有机物速度快，条件温和，不产生二次污染，在水处理中应用广泛。臭氧处理污水作用：一是臭氧直接氧化，二是通过形成的羟基自由基而进行自由基氧化。但臭氧氧化法由于臭氧发生器易损坏，能耗较大，处理成本昂贵，且其臭氧氧化反应具有选择性，对某些卤代烃等氧化效果比较差，降解不彻底，因此应用受到限制。超声氧化法是利用频率范围为16kHz-1MHz的超声波辐射溶液，使溶液产生超声空化，在溶液中形成局部高温高压和生成局部高浓度氧化物·OH并和H2O2可形成超临界水，快速降解有机污染物。超声氧化法集合了自由基氧化、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点，降解条件温和、效率高、适用范围广、无二次污染。超声氧化技术能够去除水中的某些有机污染物，但其单独处理成本高，且对亲水性、难挥发的有机物处理效果较差，对TOC的去除不彻底，因此，尚未得到广泛应用。光催化氧化法是通过氧化剂在光的激发和催化剂的催化作用下产生的·OH氧化分解有机物。光催化氧化降解水中有机污染物具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出优点，因而日益受人们重视。光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。但光催化氧化的氧化不彻底、对光源利用率低、能耗大、投资费用较高、催化剂易失活，只适用于有机物浓度较低、浊度较小的难降解废水的处理。湿式氧化法是在高温高压下，利用氧化剂将废水中有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。湿式氧化法一般在高温(150～350℃)高压(0.5～20MPa)操作条件下，在液相中，用氧气或空气作为氧化剂，氧化水呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物。湿式氧化一般要求在高温高压的条件下进行，其中间产物往往为有机酸，故对设备材料的要求比较高，须耐高温、高压，并耐腐蚀，因此设备费用大。而且，即使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难以做到完全氧化，过程中可能会产生毒性更强的中间产物。只适用于高浓度、小流量工业的废水处理。固体吸附法去除TOC的机理是有机溶质从水中移向固体颗粒表面而发生吸附，是水、有机溶质和固体颗粒三者相互作用的结果。引起吸附的主要原因在于有机溶质对水的疏水特性和对固体颗粒的高度亲和力。有机溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。溶质的溶解度越大，则向表面运动的可能性越小，相反，有机溶质疏水性越大，向吸附界面移动的可能性越大。吸附作用的第二种原因主要是有机溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华力或化学键力。吸附法可以在比较温和的条件下应用，其设备投资和除TOC操作费用低，不溶出影响后续电沉积工序的有害离子，生成的吸附渣颗粒粒径大，易于过滤；产生的渣可通过一定的方法将有机物进行解吸，可以作为二次资源回收利用。吸附法去除有机物TOC的表现良好，得到广泛的应用。同时，还有研究人员采用活性碳作为吸附剂，如《活性碳吸附法脱除铟萃余液中有机物的探索与实践》，铟的生产即是采用P204和煤油作为萃取剂，导致P204在锌系统长期累积，给锌系统电解生产带来一定的危害，对银浮选工艺操作亦带来泡沫过多影响浮选效果。因此该文使用活性碳行脱除，在搅拌时间30min,活性碳加入量为0.5kg/m3，反应温度为50度时，P204的脱除率最大为85％。但仍存在着过滤布清洗、活性碳再生以及TOC不达标等问题。在《铟萃余液树酯凝聚法除油试验》中采用CN-01树酯对萃余液除油，在萃余液流量20L/min和萃余液温度40℃条件下，除油率仅在85％，且树脂造价成本和解析活化成本较高。
技术实现思路
针对现有的湿法冶金工业萃余液除TOC工序中存在的新的杂质金属Fe2+离子引入、氧化不彻底、使用设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，其特征在于：作为固体吸附剂，添加至萃余液中，用于降低萃余液中的TOC含量。

【技术特征摘要】
1.硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，其特征在于：作为固体吸附剂，添加至萃余液中，用于降低萃余液中的TOC含量。2.根据权利要求1所述的硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，其特征在于：所述湿法冶金萃余液为来自湿法炼锌工艺、湿法炼镍工艺、湿法炼铜工艺或稀土提取工艺所产生的富含磷有机物的萃余液。3.根据权利要求2所述的硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，其特征在于：所述含磷有机物包括磷酸二异辛酯和/或2-乙基已基磷酸2-乙基已基酯和/或磷酸三丁酯。4.根据权利要求1所述的硫酸钙和/或磷酸钙在去除湿法冶金萃余液中的TOC的应用，其特征在于：当所述固体吸附剂为硫酸钙和磷酸钙时，硫酸钙与磷酸钙的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，卢承龙，岳彤，韩海生，胡岳华，杨越，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43