一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，属于水处理技术领域。本发明专利技术通过两级树脂吸附工艺来去除氯化钴废水中的有机物和金属杂质，达到深度净化氯化钴溶液的目的。本发明专利技术具体步骤为：（1）将废水通过过滤装置进行过滤，去除细微颗粒和胶体物质；（2）将步骤（1）中的出水通入一级树脂吸附塔中，去除废水中有机物；（3）将步骤（2）中的一级树脂出水通入二级树脂吸附塔中，去除废水中的金属离子；（4）步骤（2）和（3）中树脂吸附饱和后，进行再生处理。本发明专利技术实现了氯化钴溶液和脱附液的连续化和回用处理，降低了处理成本，并且利用水力强化了处理效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法
本专利技术涉及水处理
，更具体地说，涉及一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法。
技术介绍
钴作为一种重要的战略矿产资源，因其具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高磁性等特点，被广泛用于航空航天、机械制造、电器、磁性材料和陶瓷等工业，对国民经济和社会发展具有重要意义。氯化钴作为一种含钴化合物，也被广泛用于仪器制造、陶瓷、涂料、畜牧、酿造和国防等工业。钴因其固有的亲铁亲硫双重性，多以伴生金属产出。目前，工业用钴主要是加工铜、镍、铁等矿产时回收得到副产品或通过湿法冶炼中间品制得，所得的粗钴产物中含有多种离子形式的金属杂质，如铜（Cu）、铁（Fe）、锌（Zn）和镉（Cd）等，需进一步提纯处理。其中，镉（Cd）是一种对人体有害的金属元素，它会对人体呼吸道产生刺激，损害人体肾脏，还可导致骨质疏松和软化。镉存在于钴溶液中，会对后续钴基材料的延展性产生不利影响，因此，有必要对钴溶液中的镉进行深度去除，以保证钴基材料在实际使用中的可靠性。钴溶液中去除镉的方法多为碱化或硫化沉淀、还原置换、萃取和离子交换。其中，沉淀法所消耗的试剂量过大，当Cd浓度过低时，不能完全去除，同时对主金属Co损失也较大；还原置换需消耗大量的钴粉，运行成本过高；萃取法需采用多级萃取才能深度去除杂质，操作复杂，且易在溶液中夹杂有机相；离子交换法对于氯化物体系中，钴和镉的分离去除效果显著，这是因为钴和镉在酸性体系下含氯离子溶液中存在形态上的差异，选用阴离子交换树脂可吸附去除CdCl53-。钴溶液中若含有萃取剂或煤油等物质，会对后续钴溶液的深度净化处理产生不利影响，同时，也会导致钴基材料表面“长暗斑”。传统的除油方法是选用活性炭吸附，但活性炭在水溶液体系中吸附容量有限，吸附饱和后的活性炭属于危险固体废物，需特殊处理。而选用一种大孔型非极性特种吸附树脂深度去除钴溶液中有机物，不仅工艺简单，可实现无渣除杂，同时，选用适当的脱附剂可以实现树脂有效脱附，循环再生利用。因此，针对从含有机物质和金属杂质的氯化钴溶液中回收钴的技术问题，可利用树脂法来高效、绿色经济的进行处理。
技术实现思路
要解决的问题本专利技术针对现有含有机物的氯化钴体系中除金属杂质（镉）回收钴的技术问题，提供了一种可连续处理氯化钴溶液中有机物和金属杂质（镉）的方法。本专利技术通过两级树脂吸附的有效组合来分离废水中的有机物和金属杂质（镉），到达回收钴的目的，整个处理过程无二次污染，且可实现连续化处理，两级树脂的脱附液也可实现回用，降低处理成本。技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，包括以下步骤：（1）将废水通过过滤装置进行过滤，去除细微颗粒和胶体物质；（2）将步骤（1）中的出水通入一级树脂吸附塔中，去除废水中有机物；（3）将步骤（2）中的一级树脂出水通入二级树脂吸附塔中，去除废水中的金属离子；（4）步骤（2）和（3）中树脂吸附饱和后，进行再生处理。其中，步骤（2）的一级树脂选用温度为120~150℃，压力为0.15~0.6Mpa的水蒸汽进行吹脱，得到再生后的一级树脂和蒸汽冷凝后的一级脱附液。该一级脱附液依次流过换热器、油水分离器，回收上层油，下层水作为步骤（3）中二级树脂脱附剂。优选地，步骤（1）中，所述过滤装置精度小于10μm，耐腐蚀。优选地，步骤（2）和（3）均采用逆流方式进行吸附。步骤（2）中，一级树脂吸附废水流速V1为1~4BV/h；步骤（3）中，二级树脂吸附废水流速V2为3~6BV/h。优选地，步骤（2）中，去除有机物选用一种大孔型非极性特种吸附树脂，其比表面积和粒径分别介于1100~1400m2/g和0.4~1.25mm之间，化学骨架为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或两种；步骤（3）中，为去除金属离子杂质选用一种强碱阴离子交换树脂，其交换容量和比表面积分别介于1.0~8.0mmol/g和0.1~50m2/g之间，化学骨架为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或两种。优选地，废水中有机物含量过高时（TOC>300mg/L），将步骤（2）中出水以5%~100%的回流比回流至步骤（2）的进水端，重复进行步骤（2）。优选地，步骤（4）中，一级树脂脱附在水蒸汽顺流吹脱4~6批后，需用1.5~3BV6%~10%的碱液以1~2BV/h流速加强脱附一批，以保证树脂的吸附效果稳定；二级树脂在下层水脱附后，用1~2BV4%~6%HCl进行树脂转型。优选地，步骤（4）中，脱附剂使用量为2~8BV，脱附剂流速为1~3BV/h，脱附剂为水蒸汽、液碱和稀盐酸中的一种或多种。优选地，在步骤（3）后，将出水以20～100%比例回流至步骤（2）的进水端，重复进行步骤（2）。有益效果与已有的公知技术相比，本专利技术具有如下显著效果：（1）本专利技术的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，采用两级不同的树脂对废水中有机物和金属杂质进行处理，其中优先选用大孔型非极性特种吸附树脂去除废水中的有机物，并通过控制一级树脂出水回流至树脂进水端再次吸附，以保证有机物含量不会影响二级树脂除金属杂质的吸附量；（2）本专利技术的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，二级树脂除金属杂质（镉）选用强碱阴离子交换树脂，可以保证在除镉的同时不会降低溶液中的钴含量；（3）本专利技术的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，采用逆流吸附的方式进行废水吸附，从而延长废水在树脂柱里的水力停留时间，提高废水处理效率；脱附采用顺流方式脱附，减少上层树脂被污染的情况，延长树脂使用寿命；（4）本专利技术的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，在对两级树脂进行脱附再生时，先蒸汽吹脱一级树脂，而后将脱附液油水分离，下层水用作二级树脂脱附剂，此工艺既节省了脱附剂的使用量，同时对一级树脂脱附液进行了回用处理，降低了运行成本。附图说明图1为本专利技术的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作详细描述。实施例1本实施例的氯化钴废水是来自泰州某公司的氯化钴生产废水，废水TOC约202mg/L、Cd浓度为1.9mg/L、Co浓度为1.6×105mg/L、溶液pH4.5，针对该股废水的处理步骤为：（1）过滤：废水以4m3/h的流速流经袋式过滤器，去除废水中的悬浮物。（2）一级树脂吸附：将过滤后的废水送入装填了大孔型非极性特种吸附树脂的吸附装置下端，进行逆流吸附来去除废水中的有机物。大孔型非极性特种吸附树脂装填的高径比为3：1，以3.5BV/h的流速吸附50BV废水，树脂出水TOC降至26.79mg/L。（3）二级树脂吸附：将一级树脂出水送入二级吸附装置中，逆流吸附去除废水中的金属镉。二级吸附装置中装填D201阴离子交换树脂，高径比为3：1，吸附流速为3.5BV/h，吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，其特征在于，具体步骤如下：/n（1）将废水通过过滤装置进行过滤，去除细微颗粒和胶体物质；/n（2）将步骤（1）中的出水通入一级树脂吸附塔中，去除废水中有机物；/n（3）将步骤（2）中的一级树脂出水通入二级树脂吸附塔中，去除废水中的金属离子；/n（4）步骤（2）和（3）中树脂吸附饱和后，进行再生处理；/n其中，步骤（2）的一级树脂选用温度为120~150℃，压力为0.15~0.6 Mpa的水蒸汽进行吹脱，得到再生后的一级树脂和蒸汽冷凝后的一级脱附液；/n该一级脱附液依次流过换热器、油水分离器，回收上层油，下层水作为步骤（3）中二级树脂脱附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将废水通过过滤装置进行过滤，去除细微颗粒和胶体物质；
（2）将步骤（1）中的出水通入一级树脂吸附塔中，去除废水中有机物；
（3）将步骤（2）中的一级树脂出水通入二级树脂吸附塔中，去除废水中的金属离子；
（4）步骤（2）和（3）中树脂吸附饱和后，进行再生处理；
其中，步骤（2）的一级树脂选用温度为120~150℃，压力为0.15~0.6Mpa的水蒸汽进行吹脱，得到再生后的一级树脂和蒸汽冷凝后的一级脱附液；
该一级脱附液依次流过换热器、油水分离器，回收上层油，下层水作为步骤（3）中二级树脂脱附剂。


2.根据权利要求1所述的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，其特征在于：步骤（1）中，所述过滤装置精度小于10μm，耐腐蚀。


3.根据权利要求1所述的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，其特征在于：步骤（2）和（3）均采用逆流方式进行吸附；
步骤（2）中，一级树脂吸附废水流速V1为1~4BV/h；步骤（3）中，二级树脂吸附废水流速V2为3~6BV/h。


4.据权利要求1所述的一种基于两级树脂分离的氯化钴废水钴的回收方法，其特征在于：步骤（2）中，去除有机物选用一种大孔型非极性特种吸附树脂，其比表面积和粒径分别介于1100~1400m...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文，李正斌，颜秉迅，
申请(专利权)人：江苏国创新材料研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32