[发明专利]一种四钴废水的资源化处理系统及其方法

摘要

本发明提供了一种四钴废水的资源化处理系统及其方法。该四钴废水的资源化处理系统主要包括：四钴洗水处理单元和四钴母液处理单元；四钴洗水处理单元包含依次连接的冷却装置，第一pH调节装置，精密过滤器，超滤装置，反渗透浓缩装置，树脂脱氨装置；四钴母液处理单元包含依次连接的预沉淀装置，微滤装置，碳酸根与碳酸氢根去除装置，钴离子回收装置，第二pH调节装置，MVR蒸发结晶系统。四钴废水的资源化处理方法成功将废水中的钴离子、氨氮和氯离子分离，在产水达标排放的情况下，还以较高的效率回收了钴金属和氯化铵，从而完成了污染物的资源化过程，有利于资源节约型、环境友好型社会的建设，推动了我国环保事业的发展。

主权项

1.一种四钴废水的资源化处理系统，其特征在于，包括：

四钴洗水处理单元和四钴母液处理单元；

四钴洗水处理单元包含依次连接的冷却装置，第一pH调节装置，精密过滤器，超滤装置，反渗透浓缩装置，树脂脱氨装置；

四钴母液处理单元包含依次连接的预沉淀装置，微滤装置，碳酸根与碳酸氢根去除装置，钴离子回收装置，第二pH调节装置，MVR蒸发结晶系统；

其中，所述冷却装置具有四钴洗水入口和MVR蒸馏水入口，所述反渗透浓缩装置具有浓水出口，所述树脂脱氨装置具有再生液出口和产水出口；

其中，所述预沉淀装置具有四钴母液入口，浓水入口和钴离子富集液入口，所述浓水入口通过管道与所述浓水出口连通；所述碳酸根与碳酸氢根去除装置具有再生液入口，所述再生液入口通过管道与所述再生液出口连通；所述钴离子回收装置具有钴离子富集液出口，所述钴离子富集液出口通过管道与所述钴离子富集液入口连通；所述MVR蒸发结晶系统具有MVR蒸馏水出口和氯化铵晶体出口，所述MVR蒸馏水出口通过管道与所述MVR蒸馏水入口连通。

2.根据权利要求1所述的四钴废水的资源化处理系统，其特征在于，所述微滤装置连接有清液输出管和浑浊液输出管；其中，所述清液输出管连通至所述碳酸根与碳酸氢根去除装置，所述浑浊液输出管连通至板框压滤机；所述板框压滤机通过滤液输出管与所述预沉淀装置连通。

3.根据权利要求1所述的四钴废水的资源化处理系统，其特征在于，所述碳酸根与碳酸氢根去除装置为：

串联设置的两台脱碳反应罐，或者并联设置的两台脱碳反应罐。

4.根据权利要求1所述的四钴废水的资源化处理系统，其特征在于，所述钴离子回收装置包含依次连接的钴离子回收进液池，一级重金属回收床，中间槽，二级重金属回收床；其中，所述一级重金属回收床和所述二级重金属回收床均与金属回收树脂再生系统连接，并且，所述一级重金属回收床和所述二级重金属回收床各通过一条氯化钴溶液输出管连通至钴离子富集液储池，所述钴离子富集液储池设置有所述钴离子富集液出口。

5.根据权利要求1所述的四钴废水的资源化处理系统，其特征在于，所述MVR蒸发结晶系统包括：

依次连接的氯化铵废水进液池，一级预热器，二级预热器，三级预热器，升膜蒸发系统，强制循环蒸发系统；

蒸汽压缩机；

凝水罐；

其中，所述升膜蒸发系统包含升膜蒸发器和升膜分离器，所述强制循环蒸发系统包含强制循环泵、强制循环蒸发器和强制循环分离器；

其中，升膜蒸发器的壳程和强制循环蒸发器的壳程各通过一条蒸汽输出管连通至蒸汽压缩机的出口，升膜分离器和强制循环分离器各通过一条蒸汽输入管连通至蒸汽压缩机的入口；

其中，升膜蒸发器的壳程和强制循环蒸发器的壳程还各通过一条凝水管连通至凝水罐，所述凝水罐通过管道与所述一级预热器连通；

其中，所述强制循环分离器依次连接至冷却结晶装置、稠厚器、离心机；所述离心机通过管道与所述一级预热器连通；

其中，所述一级预热器具有所述MVR蒸馏水出口，所述离心机具有所述氯化铵晶体出口。

6.根据权利要求5所述的四钴废水的资源化处理系统，其特征在于，所述蒸汽压缩机的入口侧连接洗气塔。

7.一种四钴废水的资源化处理方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的四钴废水的资源化处理系统，并且包括以下步骤：

四钴洗水处理步骤：将四钴洗水和MVR蒸馏水混合，冷却后，加稀盐酸进行第一pH调节；接着，依次进行精密过滤、超滤和反渗透浓缩，反渗透浓缩产生的浓水流入预沉淀装置，反渗透浓缩产生的淡水流入树脂脱氨装置；最后，进行脱氨处理，制得产水；

其中，加稀盐酸使树脂脱氨装置中的树脂再生，生成再生液；

四钴母液处理步骤：将四钴母液、反渗透浓缩产生的浓水以及钴离子富集液混合，预沉淀分离出碳酸钴沉淀后，进行微滤，滤出的清液流入碳酸根与碳酸氢根去除装置；向所述碳酸根与碳酸氢根去除装置中通入稀盐酸与再生液，以去除碳酸根与碳酸氢根；接着，回收钴离子；然后，加氨水进行第二pH调节；最后，实施MVR蒸发结晶，产生MVR蒸馏水，并制得氯化铵晶体；

其中，加稀盐酸使钴离子回收装置中的树脂再生，生成钴离子富集液。

8.根据权利要求7所述的四钴废水的资源化处理方法，其特征在于，所述四钴母液处理步骤还包括：

进行微滤以产生所述清液与浑浊液；所述浑浊液流入板框压滤机，压滤制得碳酸钴滤饼与滤液，其中，所述滤液流入所述预沉淀装置。

9.根据权利要求7所述的四钴废水的资源化处理方法，其特征在于，所述四钴母液处理步骤还包括：

加氨水进行第二pH调节后生成氯化铵废水，所述氯化铵废水依次流经一级预热器、二级预热器、三级预热器预热后，流入升膜蒸发器的下腔体内；

蒸发的汽液从升膜蒸发器进入升膜分离器，并在升膜分离器中分离成第一股蒸汽和回流液；其中，所述第一股蒸汽流入蒸汽压缩机，所述回流液回流入升膜蒸发器以继续蒸发；

当升膜蒸发器中的物料达到设计浓缩比时，将物料泵送至强制循环蒸发系统中，进行强制循环蒸发；其中，强制循环分离器中产生的第二股蒸汽流入蒸汽压缩机，强制循环分离器中产生的晶浆流入冷却结晶装置，冷却结晶出一部分氯化铵晶体；然后，将冷却结晶后的母液放料至稠厚器进行增凋，再经离心机离心分离为另一部分氯化铵晶体和离心母液，所述离心母液依次流经一级预热器、二级预热器、三级预热器预热后，流入升膜蒸发器的下腔体内；

蒸汽压缩机产生的高温压缩蒸汽分别流入升膜蒸发器的壳程和强制循环蒸发器的壳程，换热后，冷凝为凝水；所述凝水先流入凝水罐，再被泵送至一级预热器，换热后，生成MVR蒸馏水。

10.根据权利要求9所述的四钴废水的资源化处理方法，其特征在于，所述第一股蒸汽和所述第二股蒸汽流入洗气塔完成洗气处理后，再流入所述蒸汽压缩机。