本发明专利技术涉及一种去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法、净化装置及用途，所述方法包括如下步骤：对所述金属原料浸出液进行高级氧化处理，得到净化的金属原料浸出液，所述净化装置用于所述去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法，所述净化装置包括高级氧化反应器1、金属原料浸出液加入装置2、废气排出装置7、净化液排出装置3、至少一个臭氧加入装置5、至少一个曝气装置6，所述曝气装置与所述臭氧加入装置通过管线连接，所述方法用于冶金工业。本发明专利技术的方法能够有效除去表面活性剂，又能够降低金属原料损失、避免浸取剂浪费。
【技术实现步骤摘要】
一种去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法、净化装置及用途
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法、净化装置及用途。
技术介绍
白钨矿、黑白钨混合矿、钨细泥、人造白钨、低品位钨钼混合矿、氧化锌、含金属催化剂废料等金属原料已成为金属工业的主要原料。在这些原料处理过程中，经常会加入以表面活性剂为主的选矿药剂，而表面活性剂的存在会对后续的工艺产生各种各样的不良影响。例如，含有表面活性剂的钨矿物原料在浸取制备钨酸钠溶液的过程中，表面活性剂会进入到钨酸钠溶液中，含有表面活性剂的钨酸钠溶液在采用萃取工艺(包括酸性萃取工艺和碱性萃取工艺)生产仲钨酸铵过程中，钨酸钠溶液中的表面活性剂会污染萃取剂，造成萃取剂的损失，或造成萃取时分相困难、产生第三相，从而破坏生产线正常运行甚至导致生产线瘫痪。CN106011504B公开了一种分解白钨矿的方法，包括以下步骤：步骤一：将白钨矿进行研磨，使其粒度小于325目；步骤二：将研磨后的白钨矿与硅酸钠混合，得到混合物；步骤三：将上述混合物置于高温炉中进行焙烧，得到焙烧物；步骤四：对上述焙烧物进行研磨，并水浸出处理，然后进行过滤、烘干操作，即完成白钨矿的分解，可提取钨。CN107287445A公开了一种从铁闪锌矿中真空提取金属锌的方法。首先将铁闪锌矿在空气气氛下、温度为1050～1080℃条件下氧化焙烧生成焙砂；将焙砂与金属铁混合均匀，然后在压强为10～30Pa，温度为1050℃～1200℃下恒温蒸馏20～60min，得到金属锌蒸汽，冷凝得到金属锌以及铁渣残留物。该专利技术首先将铁闪锌矿进行氧化焙烧，矿物中的锌和铁从硫化物转化为氧化物；然后将焙烧产物与金属铁混合，放入真空炉内，在一定的温度和压力条件下，锌以金属蒸汽的形式在冷凝区冷凝，获得金属锌；铁残留于残渣中，作为铁精矿使用，产出的铁可作为还原剂循环使用。CN102730748B公开了一种利用中低品位氧化锌矿和氧化锌、氧化铅共生矿制备氯化铅和硫酸锌的方法，该方法包括以下步骤：(1)将锌矿破碎，磨细后与硫酸铵混合焙烧；(2)焙烧熟料溶出，所得滤液进行沉铁、铝，提锌渣进一步分离铅；(3)沉铁、铝后所得的硫酸锌溶液蒸浓后用于电解；(4)提锌渣用NaCl溶液浸出，浸出后所得滤液浓缩，冷却结晶析出PbCl2晶体，NaCl溶液返回浸出工序，实现循环利用。以上现有技术中，为了除去金属原料中的表面活性剂，均采用氧化焙烧的方法对金属原料进行处理，即在氧化性气氛下将金属原料在高温下氧化一定时间，从而保证浸出后的金属盐溶液中不含表面活性剂。现有技术的缺点在于焙烧过程温度高导致能耗高，劳动强度大和作业环境差，产生大量难以治理的焙烧烟气从而造成巨大的环境风险。特别是一部分金属原料产量小、价格高，而金属原料批次与批次之间金属含量差别较大，在焙烧过程中多批次金属原料随机混合，会造成浸取时金属原料入冶品位不清楚，从而严重影响后续的配料、浸取等作业过程。为保证金属原料的浸出率，生产上通常过量配入浸取剂，因此又造成浸取剂浪费。此外，焙烧过程还导致一定比例的金属损失，例如，现有技术中钨矿物原料焙烧过程造成的钨损失率约为2.5％，会造成极大的资源浪费，经济性差。因此，本领域亟待开发一种新的去除金属原料浸出液中的表面活性剂的方法，既能够有效去除表面活性剂，又能够降低金属原料的损失、避免浸取剂的浪费，并且具有能耗低、劳动强度低、作业环境良好、无污染气体释放等优点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法，所述方法包括如下步骤：对所述金属原料浸出液进行高级氧化处理，得到净化的金属原料浸出液。“高级氧化”指的是通过产生羟基自由基，对难以被普通氧化剂氧化的有机物进行氧化降解的过程。本专利技术对金属原料浸出液进行高级氧化处理，通过过程产生的羟基自由基将表面活性剂氧化，达到去除金属原料中表面活性剂的目的。相比于直接处理金属原料去除表面活性剂，本专利技术选择在金属浸出之后再去除表面活性剂，此时表面活性剂均匀分散于浸出溶液中，再进行高级氧化处理可达到更佳的去除效果。同时又能降低金属原料的损失、避免浸取剂浪费，并且具有能耗低、劳动强度低、作业环境良好、无污染气体释放等优点。优选地，针对含碳酸钠的金属原料浸出液，在所述高级氧化处理之前，对所述金属原料浸出液进行冷冻结晶。本专利技术的优选方案中，在高级氧化步骤之前，进行冷冻结晶步骤，由于大部分金属原料的浸出剂均选用碳酸钠，因此在浸出液中会剩余一部分碳酸根离子，而碳酸根离子对于高级氧化反应具有一定的抑制作用，对此，采用冷冻结晶的方法去除浸出液中的碳酸根离子，避免对高级氧化反应的抑制作用，进一步优化表面活性剂的去除效果。优选地，所述冷冻结晶的温度为-10～10℃，例如-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃或9℃等，优选-7～5℃。优选地，所述冷冻结晶具体包括如下步骤：将金属原料浸出液冷冻至-10～10℃，碳酸钠晶体析出后过滤，收集滤液。优选地，所述高级氧化处理的氧化剂包括臭氧、过氧化氢、过硫酸盐和单过硫酸盐中的任意一种或至少两种组合。优选地，所述氧化剂包括臭氧和/或过氧化氢，优选臭氧和过氧化氢。臭氧和过氧化氢两种氧化剂共同作用，能够产生更多的羟基自由基，即具有较高的自由基生成率，可以更彻底地去除表面活性剂。优选地，所述臭氧与所述金属原料浸出液中表面活性剂对应TOC的质量比为4～10:1，例如4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等。TOC为总有机碳(totalorganiccarbon,文中简称TOC)，在本专利技术中代表表面活性剂对应的总有有机碳。优选地，所述高级氧化处理的温度为0～100℃，例如2℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或98℃等，优选为25～75℃，进一步优选30～50℃。优选地，所述高级氧化处理的时间为0.25～12h，例如0.3h、0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h或11h等，优选0.5～3h。优选地，所述高级氧化处理在外加能量场作用下进行。在优选方案中，加入外加能量场，能够促进氧化剂形成羟基自由基，从而更大程度地氧化表面活性剂，去除效果更佳。优选地，所述外加能量场包括紫外光和/或超声。优选地，所述高级氧化处理在催化剂作用下进行。优选地，所述催化剂为非均相催化剂，优选活性炭、二氧化钛、过渡金属负载二氧化钛和过渡金属负载活性炭中的任意一种或至少两种组合。优选地，所述金属原料包括矿物原料。优选地，所述矿物原料包括钨矿物原料、锌矿物原料、铜矿物原料和铁矿物原料中的任意一种或至少两种组合，优选钨矿物原料。优选地，所述金属原料浸出液包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：对所述金属原料浸出液进行高级氧化处理，得到净化的金属原料浸出液。/n
【技术特征摘要】
1.一种去除金属原料浸出液中表面活性剂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：对所述金属原料浸出液进行高级氧化处理，得到净化的金属原料浸出液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述高级氧化处理之前，对所述金属原料浸出液进行冷冻结晶；
优选地，所述冷冻结晶的温度为-10～10℃，优选-7～5℃；
优选地，所述冷冻结晶具体包括如下步骤：将金属原料浸出液冷冻至-10～10℃，晶体析出后过滤，收集滤液。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高级氧化处理的氧化剂包括臭氧、过氧化氢、过硫酸盐和单过硫酸盐中的任意一种或至少两种组合；
优选地，所述氧化剂包括臭氧和/或过氧化氢，优选臭氧和过氧化氢；
优选地，所述臭氧与所述金属原料浸出液中表面活性剂对应TOC的质量比为4～10:1；
优选地，所述高级氧化处理的温度为0～100℃，优选为25～75℃，进一步优选30～50℃；
优选地，所述高级氧化处理的时间为0.25～12h，优选0.5～3h。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述高级氧化处理在外加能量场作用下进行；
优选地，所述外加能量场包括紫外光和/或超声。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述高级氧化处理在催化剂作用下进行；
优选地，所述催化剂为非均相催化剂，优选活性炭、二氧化钛、过渡金属负载二氧化钛和过渡金属负载活性炭中的任意一种或至少两种组合。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属原料包括矿物原料；
优选地，所述矿物原料包括钨矿物原料、锌矿物原料、铜矿物原料和铁矿物原料中的任意一种或至少两种组合，优选钨矿物原料...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇冰，曹宏斌，徐双，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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