[发明专利]一种利用湿法冶金工业废水制碱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种利用湿法冶金工业废水制碱的方法。

背景技术

随着工业的高速发展，工业废水的排放成为了环境保护中的一个重要问题，由于废水不能得到有效处理，给水资源造成了极大的浪费，而且废水排放也无法达到国家标准，工业废水的处理不当给自然环境带来污染。在废水来源中，由于湿法冶金工业涉及的产品繁多，生产流程中会排放出大量废水，湿法冶金工业的废水是污染环境的主要废水之一。经实验室检验，湿法冶金工业废水成分复杂，经常使用的处理方法是：经中和沉淀或硫化物沉淀处理后直接外排，这种粗放式的废水处理方法排出的废水中，少量重金属元素含量往往超过国家排放标准，且废水含硫酸钠、氯化钠等盐份含量高，各种盐类含量达到5%～15%以上，这样的废水外排后，会使土地盐碱化严重。随着国家环保要求的提高，粗放式处理后湿法冶金工业的废水国家不允许直接外排，因此湿法冶金工业废水处理工艺得到了发展，但目前使用的废水处理工艺处理后得到的排放水虽然较大程度上达到国家相关规定的环保排放标准，但废水处理工艺的运行成本仍然较高，同时也存在不能将废水中的可溶性盐分有效去除的缺点，事实上仍然浪费资源，污染环境，达不到节能减排的目的。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供一种湿法冶金工艺废水的治理方法，不但能有效的处理湿法冶金工业的废水有害成分，而且将处理过程得到的产物进行废物利用。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用湿法冶金工业废水制碱的方法，包括以下步骤：

a、废水预处理，在湿法冶金工业废水中加入石灰中和，压滤,调节废水的PH值为7-9；

b、三效蒸发处理，将预处理后的废水利用三效蒸发器脱盐法得到高浓度无机盐母液，进入制碱工序；

c、溶解精制工序，加入氢氧化钠和碳酸钠混合物,去除无机盐溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺及重金属离子，得混合液；

d、热过滤工序，将步骤c所得到混合液通过压滤机快速过滤去除重金属离子、COD泥浆杂质；

e、离心制备碳酸氢钠，直接加入碳酸氢铵，生成碳酸氢钠沉淀、氯化铵和硫酸铵溶液，温度要精确控制35-40℃，pH8-9，反应完成后通过离心机离心分离，获得碳酸氢钠产品；

f、离心制备硫酸钾，将上述步骤后的溶液，加入氯化钾进行复分解反应，通过离心机离心分离即得到硫酸钾；

g、离心制备氯化铵，将步骤f分离后得到的母液冷冻到0-5℃，得到氯化铵结晶，通过离心机分离。

上述技术方案的优选方案，步骤e的溶液得到的母液进入离心机中，冷却到5-10℃，冷却时间2-3h，得到碳酸氢钠晶体后通过离心机分离出来；

上述技术方案的优选方案，步骤c中加入氢氧化钠和碳酸钠混合物中氢氧化钠和碳酸钠重量比是1:1。

本发明技术方案的实验数据为

1.反应物料配比的影响

Na₂SO₄与NH₄HCO₃的配比根据反应方程式进行理论计算，理论质量比为1:1.1。考虑到碳酸氢铵容易分解，分别按两者质量比为1:1.1、1:1.2、1:1.3做实验，得出Na₂SO₄与NH₄HCO₃质量比为1:1.2时，母液点比较理想。

2.反应温度的影响

反应物料配比确定以后，以碳酸氢铵的利用率来确定反应温度，实验结果见表1。由表1中可以看出，温度低时碳酸氢铵利用率高，超过40℃，碳酸氢铵利用率明显下降，分析原因是：40℃以上碳酸氢铵会分解放出CO₂和NH₃气体，降低了原料利用率；温度低时，碳酸氢铵分解率下降；当温度低于32℃时，硫酸钠可能析出Na₂SO₄·10H₂0,使制得的碱中硫酸钠、碳酸氢铵含量增加，增大了洗涤难度。故步骤e中的温度选择35℃-40℃。

表1 不同温度下碳酸氢铵的利用率

3.反应时间的影响

表2为反应时间对纯碱质量的影响，反应温度为30-40℃，由表2可以看出，反应时间太短，沉淀出的碳酸氢钠中吸附、包藏的硫酸钠量多，洗水洗涤时，可以洗去碳酸氢钠表面的残留母液，而晶体中包藏的硫酸钠不能洗去，影响纯碱质量，故反应时间一般定为60min。