本发明专利技术公开了一种从生产铜基催化剂的废水中分离提取原料金属盐的方法，包括以下步骤：1）废水的分质收集；2）废水的预处理；3）RO膜浓缩；4）NF膜分离。本发明专利技术所述工艺能够根据各铜基催化剂生产的工艺对废水中的高价金属盐进行回收利用，回收率达到90%以上，具有操作简单、无二次污染、高效、经济、对环境友好等优异性能。废水的及时处理贯穿整个催化剂的生产线，对于不同工段产生的废水分开收集，为后续废水分质处理提供了必要的保证，整个工艺达到了经济性与技术性的统一。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水净化循环利用
，特别涉及一种从生产催化剂的废水中分离提取原料物质的方法。
技术介绍
近几十年来，我国铜基催化剂的生产技术得到了很大的发展，研制成功了中压和低压使用的铜基催化剂，生产的管理也有所提高。铜基催化剂的制备过程中，无论是母液的配制过滤还是沉淀滤饼洗涤等多段工艺产生的废水中，由于沉淀物质都会在水中有微量的溶解。同时，生产线产生的废水中也会有含有很多未完全反应的铜、锌等高价金属盐。据统计，以一家年产5000吨催化剂的工厂为例，通常情况下，每年产生的废水中含有14000多公斤的高价金属盐，这其中还不包括非正常开车等原因造成的原材料损失。这些废水中的高价金属盐相对于污染物排放标准中的毫克级要求，无疑是天文数字，直接排放这种废水造成环境污染的行为是必须避免的。近年来，有关重金属污染事件的报道不断见诸报端，引起社会的强烈反响。《重金属污染综合防治“十二五”规划》已经由国务院正式批复，为当前和今后一段时期重金属污染防治指明了方向。同时，重金属污染防治也成为近几年九部门环保专项行动的重点。2011年3月，国务院批准了《湘江流域重金属污染治理实施方案》。这个方案共规划项目927个，总投资595亿元，规划期限2011年-2015年，展望至2020年，力求通过5年-10年的时间基本解决湘江流域重金属污染重大问题，成为全国重金属污染治理的典范。在铜基催化剂生产过程中，现阶段没有从废水中回收高价金属盐的相关工艺，往往是车间排出后直接进入废水处理系统。目前，铜基共沉淀催化剂生产过程产生的废水中回收高价金属盐的工艺是没有先例的，相关的专利和文献的报道也处于空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上对铜基共沉淀催化剂生产过程产生的废水进行处理回收的诉求，提供一种，该方法操作简单、无二次污染，具有高效、经济和对环境友好等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案 ，包括以下步骤 O废水的分质收集在铜基催化剂的生产阶段，根据各工段废水中金属盐的不同浓度，将废水进行分质收集； 2)废水的预处理采用射流的方式向步骤I)中收集到的废水中加入相对于废水质量O. 1%-10%的絮凝剂水溶液，静置24h-48h，待絮体沉降至沉淀池底部，将上清液经过石英砂过滤、活性炭过滤以及5 μ m-10 μ m的PP滤芯过滤，去除废水中的悬浮颗粒和絮体，得到滤液； 3)RO膜浓缩将步骤2)中得到的滤液，根据水中金属盐的浓度以及浓缩比采用一级或者多级浓缩，对于金属盐浓度低的滤液采用RO膜浓缩，将金属盐浓度提高，操作压力为lMPa_3Mpa ；4)NF膜分离将提高了金属盐浓度的滤液通过一级或者多级NF膜分离，得到透过液和截留液，截留液即为高价金属盐溶液，其中含有铜、锌、铝的二价及二价以上的高价金属盐。铜基催化剂是一种低压催化剂。铜基催化剂是选用高纯度的Cu(NO3)2,、Zn(NO3)2等高价金属硝酸盐，溶解在NaCO3溶液中，用共沉淀法得到碱式碳酸复合盐沉淀，然后进行高温热还原，形成多孔结构，再加入促进热稳定及其它助剂成型制成。在沉淀的过程中，水溶液中会留下反应生成的硝酸钠，形成低浓度的硝酸钠溶液，这个组分就是废水的主要污染物。同时，未反应完全的高价金属盐以及少量溶于溶液中的沉淀物也是废水中的组成部分。铜基催化剂的生产工艺生产线需要将铜、锌、铝等可溶性高价金属盐(即硝酸铜、硝 酸锌、硝酸铝等)按照比例投加至母液反应罐中与碳酸钠等碱式可溶盐混合反应，生成碱式碳酸复合盐沉淀以及硝酸钠水溶液，此沉淀为催化剂的原料，硝酸钠水溶液就是工段产生的废水，中间会混有未完全反应的硝酸铜，以及溶于水中的高价金属盐。以上反应物过滤后呈滤饼状，滤液称为母液。催化剂滤饼通过洗涤、打浆以及沉淀过滤，得到打浆液和粗产品。粗产品进入后续工段进行加工，此后的工段基本没有液体排出。一般的，打浆不止一次，常为二至三次打浆，对应的打浆液成为一次打浆液、二次打浆液、三次打浆液等依次类推。硝酸钠溶液的浓度，母液中通常为2. 0%-4. 0%，打浆液中的浓度通常为O. 4%-0. 8%。硝酸钠的浓度是制约反应压力的一个指标。配料段、母液和打浆段为本申请涉及到的生产工艺。由于母液和打浆液含有的金属离子浓度不同，车间需要对于母液和打浆液分别收集，即废水的分质收集。废水的预处理是充分且必要的手段，为核心处理单元一NF膜分离系统的高效、长时间运行提供保障。根据预处理后滤液中高价金属盐的含量及性质，采用一级或者多级RO膜浓缩和NF膜分离。其中，RO膜为Reverse Osmosis membrane反渗透膜。反渗透原理一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度；反渗透工艺是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程，以达到提高溶液浓度的目的。本申请是回收废水溶液中微量的高价金属盐，浓度过低会降低分离效率，也会增加分离工段的负荷。因此，参数设计会根据具体水质情况确定RO浓缩比，在NF分离段前设立浓缩工段，利于NF膜的分离。分离后，如果浓度没有达到工艺标准，也可以采用复合RO膜系统进行浓缩，达到后续工艺要求。NF膜为nanofiltration membrane纳滤膜,是对二价离子具有较高的脱除率而对一价离子脱除率较低的表面孔径为纳米级的分离膜。纳滤膜能截留纳米级(O. 001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物的分子量约为200-800MW左右，截留溶解盐类的能力为20%-98%之间。在本申请中，分离是核心的处理工段，NF膜将水溶液中的高价金属盐与一价金属盐分开，也就是把铜、锌等高价金属盐与硝酸钠分离，通过前段的絮凝、沉淀、过滤、浓缩等多道工艺，达到NF膜最佳的分离条件，达到工艺高效率分离的目的。所述的铜基催化剂是指合成甲醇、甲醇裂解制氢、气相脱氢、气相加氢以及一氧化碳低温变换工艺中使用的铜基催化剂。步骤2)中所述的絮凝剂水溶液为质量浓度为O. 1%-15%的阴离子聚合丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫酸亚铁以及硫酸铝铁水溶液中任意一种或者几种任意比例的组合。步骤2)中所述的PP滤芯的材料为聚丙烯。所述步骤2)废水的预处理，工艺要求为达到废水水质ss ( 20mg/L，硝酸钠水溶液浓度(以硝酸钠重量计)为O. 4%-0. 8%。所述步骤3)R0膜浓缩选择的RO膜对于铜、铝、锌等高价金属离子的截流率>90%，RO膜为一级或多级。高分子RO膜组件为卷式或管式膜组件，材料为醋酸纤维素、磺化聚砜或者磺化聚醚砜。所述RO膜组件适应的条件为过滤水溶液的pH值为5. 5-7. 5，温度为5°C -35°C。优选地，步骤3) RO膜浓缩操作压力为I. 5MPa-2. 5MPa。得到的高价金属盐溶液以可溶性盐为主，回用至催化剂生产的原料配制工段；得到的高价金属盐溶液以难溶性盐为主，回用至催化剂生产的打浆工段。经过以上工艺，90%以上的高价金属盐可回收至生产线。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是 废水中90%以上高价金属盐被回收利用；废水的及时处理贯穿整个催化剂的生产线；对于不同工段产生的废水分开收集，为后续废水分质处理提供了必要的保证；整个工艺达到了经济性与技术性的统一。具有操作简单、无二次污染、高效本文档来自技高网...
【技术保护点】
从生产铜基催化剂的废水中分离提取原料金属盐的方法，其特征在于包括以下步骤：1）废水的分质收集:在铜基催化剂的生产阶段，根据各工段废水中金属盐的不同浓度，将废水进行分质收集；2）废水的预处理：采用射流的方式向步骤1）中收集到的废水中加入相对于废水质量0.1%?10%的絮凝剂水溶液，静置24h?48h，待絮体沉降至沉淀池底部，将上清液经过石英砂过滤、活性炭过滤以及5μm?10μm的PP滤芯过滤，去除废水中的悬浮颗粒和絮体，得到滤液；3）RO膜浓缩：将步骤2）中得到的滤液，根据水中金属盐的浓度以及浓缩比采用一级或者多级浓缩，对于金属盐浓度低的滤液采用RO膜浓缩，将金属盐浓度提高，操作压力为1MPa?3Mpa；4）NF膜分离：将提高了金属盐浓度的滤液通过一级或者多级NF膜分离，得到透过液和截留液，截留液即为高价金属盐溶液，其中含有铜、锌、铝的二价及二价以上的高价金属盐。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邹鑫，张晓阳，黄益平，胡志彪，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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