一种含钴废水的清洁处理工艺的制作方法

1.本发明属于钴生产技术领域，具体的，涉及一种含钴废水的清洁处理工艺。


背景技术：

2.钴化合物是一种重要的工业原料，常用于手机、电脑等生产中，在钴化合物的生产过程中，会产生大量的工业废水，废水中的主要成分为钴以及硫酸铵、氯化铵等，因此为了降低生产成本、实现对资源的充分利用，降低排放物对环境的污染，需要对废水中的氨氮以及钴进行回收，然而现有技术中在进行回收操作时，由于废水中氨氮浓度有限，在进行回收时耗能较高，经济效益较低，回收过程中需要消耗的能源较多，且废水中氨氮的浓缩回收会引入其它杂质，导致回收产品纯度较差，需要进一步纯化处理，为了降低回收过程中的能源消耗，提升经济效益，本发明提供了以下技术方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种含钴废水的清洁处理工艺，解决现有技术中对含钴废水进行回收时耗能高，经济效益低下的问题。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种含钴废水的清洁处理工艺，包括如下步骤：
6.s1、过滤除杂，通过第一过滤装置对生产装置排出的待处理废水进行过滤，除去废水中的固相沉淀，并将过滤得到的液相传输至预处理罐；
7.s2、预处理，调节预处理罐中的液相ph值至10-12，混合搅拌均匀后，静置反应预设时间后，过滤除去其中的反应沉淀，并将过滤后的液相转移至汽提装置中；
8.s3、氨氮回收，对步骤s2中液相的氨氮浓度进行检测，若能够达到预设的浓度值，则直接进入汽提，若未达到预设的浓度值，则通过增浓装置进行增浓，提升液相中的氨氮浓度，然后再进行汽提；
9.其中带有游离氨的蒸汽部分导入增浓装置中以提升增浓装置中液相的氨氮浓度，另一部分导入第一冷凝装置中进行冷凝，得到氨水；
10.s4、将废水收集罐中的液相转移传输至催化沉淀池中，调节ph值至10-12，然后向其中导入次氯酸钠，均匀混合后，在光照条件下进行反应，当检测到废水中的离子钴含量降低至达到排放标准的预设值时，完成对钴的回收，并将液相导入中和净化釜中；
11.s5、对催化沉淀池中的产物进行固液分离，其中固相回收，液相进入中和净化釜，向其中加入盐酸调节ph值至6.5-7.5，搅拌均匀反应后蒸发结晶得到晶体氯化钠。
12.作为本发明的进一步方案，步骤s3中所述的预设的浓度值为10000mg/l以上。
13.作为本发明的进一步方案，所述汽提的具体步骤为：
14.将增浓后的液相加热至温度为80-85℃，将氨氮废水加入汽提装置中进行汽提脱氨，汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽，在汽提装置中，液相自上而下进行喷淋，汽提蒸汽自下而上与液相逆流充分接触，液相中的游离氨随汽提蒸汽离开汽提装置，而液相则排出至废水
收集罐中。
15.作为本发明的进一步方案，汽提装置所用的低压饱和蒸气采用废水收集罐中的液相进行加热得到。
16.作为本发明的进一步方案，汽提装置中排出的带有游离氨的蒸汽导入增浓装置中时，100％排入增浓储罐直至其中的液相氨氮浓度达到预设值后再100％排入第一冷凝装置中进行游离氨的冷凝回收。
17.作为本发明的进一步方案，汽提装置中排出的带有游离氨的蒸汽导入增浓装置中时，预设比例的游离氨排入增浓储罐，预设比例的游离氨进入第一冷凝装置进行冷凝回收。
18.作为本发明的进一步方案，蒸发结晶产生的蒸汽通过第二热交换装置换热，回收的热量用于对增浓装置中的液相进行加热。
19.作为本发明的进一步方案，带有游离氨的蒸汽在进入第一冷凝装置中进行冷凝回收之前，通过第一热交换装置进行热量回收，第一热交换装置回收的热量用于对进入增浓装置的液相进行预热。
20.作为本发明的进一步方案，步骤s4中ph调节剂为氢氧化钠。
21.本发明的有益效果：
22.(1)本发明通过汽提的方式对废水中的氨氮进行回收，具体的，在汽提的过程中，通过将汽提过程中产生的带氨气的蒸汽导入增浓装置中，对增浓装置中的废水进行增浓，在装置运行稳定后，无需引入氨气或者加热浓缩的方式进行增浓，大大降低了增浓成本，有利于后续汽提工作的进行，还起到加热升温的效果，实现对热量的高效回收，降低能量消耗，节约能源，降低生产成本；
23.(2)本发明中汽提装置所用的低压饱和蒸气可以采用废水收集罐中的液相进行加热得到，避免引入其它水，一方面充分利用废水，降低成本；另一方面高温加热能够进一步对废水进行脱氨处理，降低废水收集罐中废水的氨氮含量，还能够提升废水中的钴浓度，便于对钴离子进行高效率的收集；
24.(3)本发明中汽提装置所用的蒸汽通过第二热交换装置换热后排放或作进一步处理，回收的热量用于对增浓装置中的液相进行加热，使其能够达到汽提的温度要求，大大降低了能耗，提升了能源利用效率。
附图说明
25.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
26.图1为本发明一种含钴废水的清洁处理工艺的流程示意图；
27.图2是本发明催化沉淀池的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
29.一种含钴废水的清洁处理工艺，如图1所述，包括如下步骤：
30.s1、过滤除杂，通过第一过滤装置对生产装置排出的待处理废水进行第一次过滤，除去废水中的固相沉淀，并将过滤得到的液相传输至预处理罐；
31.s2、预处理，预处理罐用于对完成第一次过滤的废水进行收集，然后调节预处理罐中的液相ph值至10-12，混合搅拌均匀后，静置反应一段时间后，过滤除去其中的反应沉淀，并将过滤后的液相转移至汽提装置中；
32.在该步骤中对预处理罐中的液相ph值进行调整是通过加入氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠等碱性药剂，优选为氢氧化钠，工业氢氧化钠成本低廉，反应产物可再次回收利用，使用较为方便；
33.s3、氨氮回收，对步骤s2中液相的氨氮浓度进行检测，若能够达到预设的浓度值，则直接进入汽提，若未达到预设的浓度值，则通过增浓装置进行增浓，提升液相中的氨氮浓度，然后再进行汽提；
34.其中，氨氮浓度是指游离氨nh3与铵离子nh
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的综合；
35.该步骤中所述的预设的浓度值为10000mg/l以上；
36.所述汽提的具体步骤为：
37.将增浓后的液相加热至温度为80-85℃，将氨氮废水加入汽提装置中进行汽提脱氨，汽提蒸汽采用低压饱和蒸汽，在汽提装置中，液相自上而下进行喷淋，汽提蒸汽自下而上与液相逆流充分接触，使液相中的游离氨随汽提蒸汽离开汽提装置，而液相则排出至废水收集罐中进行下一步的处理；
38.其中带有游离氨的蒸汽部分导入增浓装置中以提升增浓装置中液相的氨氮浓度，另一部分导入第一冷凝装置中进行冷凝，得到一定浓度的氨水；
39.通过将带有游离氨的蒸汽导入增浓装置还能够提升增浓装置中液相的温度，实现对热量的高效回收，降低能量消耗，节约能源，降低生产成本的效果；
40.在本发明的一个实施例中，汽提装置所用的低压饱和蒸气可以采用废水收集罐中的液相进行加热得到，避免引入其它水，一方面充分利用废水，降低成本；另一方面高温加热能够进一步对废水进行脱氨处理，降低废水收集罐中废水的氨氮含量，还能够提升废水中的钴浓度，便于对钴离子进行高效率的收集；
41.在本发明的一个实施例中，增浓装置包括两个并列设置的带有加热装置的增浓储罐，在实际应用时，步骤s2中完成过滤的液相依次对增浓储罐进行填充，即将一个增浓储罐填充至预设储量时再进行下一增浓储罐中液相的填充；
42.在将汽提装置中排出的带有游离氨的蒸汽导入增浓装置中时，可以采用100％排入增浓储罐直至其中的液相氨氮浓度达到预设值后再100％排入第一冷凝装置中进行游离氨的冷凝回收，或者采用一定比例的游离氨排入增浓储罐，一定比例的游离氨进入第一冷凝装置进行冷凝回收的处理手段，使装置处于持续运转的状态；
43.优选的，带有游离氨的蒸汽在进入第一冷凝装置中进行冷凝回收之前，能够通过第一热交换装置进行部分热量回收，第一热交换装置回收的热量能用于对进入增浓装置的液相进行预热；
44.具体的，在预处理罐与增浓装置之间设置有第三热交换装置，通过第三热交换装置进行换热，对预处理罐进入增浓装置的液相进行预加热处理；
45.在该步骤中，通过加入碱性药剂，使废水中的硫酸铵与氯化铵反应生成游离氨，再
在碱性环境下进行汽提，使其中的游离氨释出，并对其进行收集，得到一定浓度的氨水，从而实现对废水中氨氮的清除，实现氨氮的回收利用，能够有效降低废水处理成本；
46.本发明在对氨氮进行汽提回收时，通过将产生的带有游离氨的蒸汽导入增浓装置中，提升待汽提的废水中的氨氮浓度，从而使废水中的氨氮浓度能够达到气体条件，提升汽提效果，在装置运行稳定后，无需引入氨气或者加热浓缩的方式进行增浓，大大降低了增浓成本；
47.s4、将废水收集罐中的液相转移传输至催化沉淀池中，向催化沉淀池中加入ph调节剂，调节ph值至10-12，然后向其中导入次氯酸钠，均匀混合后，在光照条件下进行反应，当检测到废水中的离子钴含量降低至达到排放标准的预设值时，完成对钴的回收，并将液相导入中和净化釜中；
48.需要注意的是，次氯酸钠的添加量根据废水中钴的浓度来确定；
49.如图2所示，在本发明的一个实施例中，所述催化沉淀池包括池体1，池体1的底部设置有碱输送管11、次氯酸钠输送管12以及回流管13，碱输送管11、次氯酸钠输送管12以及回流管13的管壁上均设置有一排贯穿孔，其中碱输送管11用于向池体1内输入碱性药剂以调节池体1内液相的ph值，次氯酸钠输送管12用于向池体1内输入次氯酸钠溶液，回流管13的一端封闭，回流管13的另一端连接有泵，通过泵间歇性或持续性抽取池体1内的液相并通过回流管13返回池体1内，对池体1内的液相进行冲击，实现均匀混合的效果，提升反应效率；
50.在本发明的一个实施例中，池体1的内壁上涂覆有白色反光涂料，能够对阳光进行充分的反射利用，从而有效提升反应效率；
51.在该步骤中，通过次氯酸钠的强氧化效果在碱性条件下对液相中的钴离子进行氧化处理，其中阳光起到催化的效果，具体反应为：
52.co
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oh- clo-＝co3o4 cl- h2o；
53.同时，次氯酸钠还能够对液相中的络合态的钴起到破络的效果，然后破络合的离子钴继续反应生成氢氧化钴；
54.co
2
oh-＝co(oh)255.s5、对催化沉淀池中的产物进行固液分离，其中固相回收，液相进入中和净化釜，向其中加入盐酸调节ph值至6.5-7.5，搅拌均匀反应后通过蒸发结晶装置蒸发结晶得到晶体氯化钠；
56.在本发明的一个实施例中，蒸发的蒸汽通过第二热交换装置换热后排放或作进一步处理，回收的热量用于对增浓装置中的液相进行加热，使其能够达到汽提的温度要求，大大降低了能耗，提升了能源利用效率；对应的，增浓装置需要对应设置换热结构，具体的，可以在增浓储罐的外壁设置夹层或者增浓储罐的内部设置螺旋管道来实现换热；
57.步骤s4中对催化沉淀池中的ph值进行调整的ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠等碱性药剂，优选为氢氧化钠，碱性强，且引入杂质较少，便于进行后续的处理。
58.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。