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人造金刚石提纯工艺酸洗废液处理及综合利用研究

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三 门 峡 职 业 技 术 学 院 学 报
第 ) 卷第 ) 期

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人造金刚石提纯工艺酸洗废液处理 及综合利用研究
李 勤
!三门峡职业技术学院 " 河南 三门峡 !"#$$$#
摘 要! 本 文 对 人 造 金 刚 石 提 纯 工 艺 酸 洗 废 液 进 行 了 研 究 "在 试 验 和 分 析 的 基 础 上 "设 计 了 科 学 的 处 理 工 艺 " 对酸性废液中的有价金属进行了回收 " 并对最终废水予以中和处理 $ 关键词 ! 人造金刚石 % 酸洗废液 % 处理 % 综合利用 % 工艺流程 中图分类号 !%!&&’" 文献标识码 !! 文章编号 !"#$%&’"()*(++,-+)&++$)&+(

前言 人造金刚石是用石墨和金属触 媒 在 高 温 高 压 下作用而成 ! 触媒的主要成分为镍 "约 $+0#$锰 "约 (10#和钴 "约 10#! 产出物多采用酸洗法除去触媒 金属 % 因而酸洗废液中含有大量触媒金属2%&)3! 这里 专门对此酸洗废液进行了研究 % 设计了科学的工艺 流 程 %对 其 中 的 镍$锰 $钴 等 有 价 金 属 进 行 回 收 利 用 % 并对最终废水予以中和处理 % 能产生较好的经 济效益 ! " 酸洗废液有价金属成分分析 人造金刚石酸洗废液中主要有价金属为镍$ 锰 $ 钴 % 其他杂质金属如铜 $ 铁 $ 铅 $ 锌含量甚少 % 一 般在 +4( 克 5 6 左右 % 我们对酸洗废液进行有价金属 成分分析 %结果如下表 & 人造金刚石酸洗废液有价金属化学成分表 金属离子 "=;>C4+# 含量 %A 5 B 金属离子 "=;>C4+# 含量 %A 5 B

由于是强酸性废液 % 根据分析得知溶液中的锰 离子可用高锰酸钾氧化剂将其氧化为二氧化锰沉 淀除去 % 其反应式为 &

)78(9978:,&9(;(:!178:("9,;9
反应在带夹套的搪瓷反应釜内进行 % 通蒸汽加 热到 .1#’+< % 溶液 =;>( #,% 按化学计量稍过量 的高锰酸钾饱和溶液缓慢加入反应釜内 % 在搅拌 下 % 充 分 反 应 /+?@8% 冷 却 静 置 % 过 滤 % 溶 液 中 锰 含 量小于 +41A 5 B % 滤渣经漂洗数次 % 离心脱水 % 可进一 步加工生产锰盐 % 漂洗液 " 滤液 # 进行下一步除钴处 理! 除钴 滤液用碳酸钠溶液调 =;>)4+#)41% 在搅拌下 缓慢滴加次氯酸钠溶液 % 维持反应温度 )+#1+< % 存在下列反应 &

C4C

G@ J+#/+ DL %+4+1

78 %K#C1 MN %+4+1

DE J#. O8 %+4+1

HI %+4%
其他

CDEC99DB: &9CD:FC&9F;C: !CDE*:;-F" 9DB &9CD:C$ DEC99G@*:;-F!DE*:;-F"9G@C9 78C99DB:&9D:FC&!78:C"9DB&9D:C$ 控制在钴离子水解沉淀范围 % 即 =;>C4+#F4+ ! 反应终点钴含量小于 +4CA 5 B % 锰含量小于 +4+%A 5 B %
离心分离 % 钴渣可进一步处理作其它钴盐的原料 % 滤液进行下一步提镍处理 ! C4F 提镍 经 离 心 分 离 的 滤 液 用 碳 酸 钠 溶 液 调 至 =;>. 左右 % 有碱式碳酸镍沉淀析出 % 液固分离后 % 用水漂 洗沉淀物数次除杂 % 沉淀用硫酸溶解 % 控制 =;>C# F % 再将溶液蒸发浓缩 % 冷却结晶 % 离心得硫酸镍 % 母 液可返回循环蒸发浓缩结晶 ! $ 最终废水中和处理 在对酸洗废液进行提取有价金属处理后 % 剩余

% +4+%

酸洗废液处理工艺及条件 根据镍 $ 锰 $ 钴的性质差异 % 对此酸洗废液处理 可以用三步进行 & (4" 除锰

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!! !! !! !! !! !! !! !! !! !! !! ! 收稿日期 "(++,&+(&(. 作者简介 " 李勤 #%’/%& $% 女 % 上海市人 % 三门峡职业技术学院高级讲师 &

人造金刚石提纯工艺酸洗废液处理及综合利用研究 的废水依然有着很强的酸性 ! 还残留一些重金属 ! 对周边环境腐蚀极为严重 ! 其中部分重金属甚至还 会致癌 ! 所以必须经过必要的处理 !"#" $%& 最终废水处理装置 经过对最终废水的性质进行认真的分析 ! 决定 进行中和处理后循环利用 !可采用如下处理装置 #

$ & %滤器 ’% 泥浆泵 $% 沉淀箱 " % 阀 (%中和箱 )%碱泵 *%碱液箱 & 图! 此装置由两个玻璃钢制成的中和箱和一个钢 板焊接的沉淀箱以及压滤器 % 水浆泵 % 耐酸泵 % 碱溶 液储存箱等部件组成 ’ $%’ 最终废水处理程序 *时 ! 把废酸液收集在中和箱内 ! 集到一定数 量处理一次 (处理时 !先将 &+,!&(,-./0 溶液打 入中和箱内 !同时进行搅拌 ) 用 10 值测定仪检查 中和情况 ! 当 10 值达到 2%)!3%& 时 ! 控制系统停止 碱泵输送碱液 !被认为中和好了 " 将此溶液排入沉 淀箱 ! 沉淀 &’!’" 小时 !将上层清液回水利用 ! 沉 淀下来的重金属氢氧化物用泥浆泵打入过滤器 !压 去清水 ! 渣子堆存!(4" ! 酸洗废液处理工艺流程 酸洗废液的处理过程为提取有价金属处理过 程加上最终废水处理过程 !具体流程如下图 " " 结束语 这里对酸洗废液进行了有价金属成分分析 ! 设 计了科学的酸洗废液处理工艺 ! 给出了其反应条 件 ! 并设计了最终废水中和处理装置 ! 能较好地指 导生产实践 !产生较好的经济效益 " 图’
参考文献 !

"!# 王秦生主编 $ 超硬材料制造 %&#$ 北京 ! 中国标准出版社 " ’((’$ %’# 王光祖等 $ 超硬材料 %&#$ 郑州 ! 河南科学技术出版社 "!))*$ "+, 王光祖 # 王秦生 # 康季常 $ 超硬材料制造 "&,$ 郑州 ! 郑州机 械专科学校 "!))($ "-, 废水处理编写委员会编 $ 废水处理手册 ".,$ 北京 ! 中国技术 标准出版社 "’((!$ %/, 污染源统一监测分析方法编写组 $ 污染源统一监测分析方 法废水部分 %.,$ 北京 ! 技术标准出版社 "!)0+$

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"责任编辑 刘安民 #

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