一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法与流程

本发明属于工业废水处理，具体涉及一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法。

背景技术：

1、为了避免对高铜高砷高镍废水处理时有价元素(有价元素主要有镍、铜、砷等)的浪费，需对废水进行铜、镍、砷的回收操作，目前传统的镍回收工艺先是对硫酸铜母液进行一次扩散渗析脱酸、脱砷，再对一次扩散残液进行中和脱铜、脱砷，再深度中和提取高铜、高砷、高镍渣，作为提取镍的原材料，由于含镍物料含铜、砷等杂质，镍的主品位低，造成镍产品提取流程长，碱消耗量大，工序复杂，镍的直收率和回收率大打折扣，因此我们需要提出一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法来解决上述存在的问题，使其能够有效提高有价元素的回收率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，能够有效提高高铜高砷高镍废水中有价元素的资源化回收，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，包括如下步骤：

4、s1、将高铜高砷高镍废水使用过滤设备进行过滤，去除高铜高砷高镍废水中的悬浮物及颗粒物；

5、s2、向过滤后的高铜高砷高镍废水中加入硫代硫酸钠进行控温控电位的硫化反应，将硫化渣和硫化后液进行分离，获得含铜的一段硫化渣和一段硫化后液；

6、s3、向一段硫化后液中加入硫化剂进行控温控电位的硫化反应，再将硫化渣和硫化后液进行分离，获得含砷的二段硫化渣和二段硫化后液；

7、s4、向二段硫化后液中添加碱性物进行控温控电位的中和反应，再将中各渣和中和液分离，获得含镍的中和渣；

8、s5、将一段硫化渣和二段硫化渣分别使用氯盐进行浸出处理，获得一段浸出液和二段浸出液；

9、s6、将一段浸出液和二段浸出液进行分步水解，再将水解后的一段沉淀物和二段沉淀物分别进行低温吹炼，获取铜物质和砷物质。

10、优选的，步骤s1中，所述高铜高砷高镍废水在过滤时，将废水引入过滤设备中，通过过滤设备中的过滤介质将悬浮物和颗粒物截留，同时让液体通过过滤介质流出，过滤介质上累积的悬浮物和颗粒物进行反冲洗操作将截留的悬浮物和颗粒物从过滤介质上冲出，过滤完成后收集过滤过程中产生的废渣，并将废渣进行固废处理。

11、优选的，步骤s2中，所述硫代硫酸钠呈固体设置或液体设置，且加入硫代硫酸钠进行硫化反应的条件为：反应温度50-100℃，反应时间为0.5-5h，反应终点电位为200-300mv，需使用搅拌设备对反应液进行搅拌，搅拌转速为100-600r/min。

12、优选的，步骤s3中，所述硫化剂设置为硫化钠、硫氢化钠和硫化氢中的一种或多种，加入所述硫化剂后硫化反应的条件为：反应温度10-40℃，反应时间为0.5-4h，反应终点电位为50-180mv，反应时需增加搅拌操作，搅拌转速为100-600r/min。

13、优选的，步骤s4中，所述碱性物设置为氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中的一种或多种，在中和反应时需对中和液进行搅拌，中和反应的条件为：反应温度20-80℃，反应时间为0.5-3h，搅拌转速为100-600r/min，反应终点电位为-100-30mv。

14、优选的，步骤s5中，所述氯盐设置为氯化钠或氯化钙，所述一段硫化渣在浸出处理时，包括如下步骤：

15、a1、将一段硫化渣与氯盐混合，形成浆料；

16、a2、将浆料加入浸出槽中，温度保持在50-90℃并进行搅拌，通入空气或氯气进行氧化，使铜和砷以氯化物的形式溶解到溶液中；

17、a3、将溶液浸出10-20小时后，通过过滤或沉降分离固体残渣和浸出液，以获取一段浸出液；

18、所述二段硫化渣在浸出处理方式与一段硫化渣在浸出处理方式相同，以获取二段浸出液。

19、优选的，步骤s6中，所述一段浸出液在进行分步水解时，根据铜的化学特性调整一段浸出液的ph值至6-8，再加入氢氧化钠进行水解反应，形成含铜的氢氧化物沉淀即为一段沉淀物。

20、优选的，所述一段沉淀物进行低温吹炼时，将一段沉淀物送入吹炼炉中，吹炼炉温度控制在1200℃-1400℃，使用焦炭或木炭为还原剂，使吹炼炉处在还原气氛中，使铜化合物被还原并以粉尘的形式存在，最后对粉尘进行收集以及对收集的粉尘进行铜提纯处理。

21、优选的，所述二段浸出液在分步水解时，根据砷的化学特性将二段浸出液的ph值调整至2-4，使砷进行沉淀，再加入氢氧化钠进行水解反应形成含有砷的氢氧化物沉淀，含有砷的氢氧化物沉淀即为二段沉淀物。

22、优选的，所述二段沉淀物进行低温吹炼时，将二段沉淀物送入温度在400-550℃的吹炼炉中，使用焦炭或木炭为还原剂将砷化合物还原，使砷以蒸汽的形成在吹炼炉中存在，收集吹炼炉中的蒸汽进行冷凝和提纯，获取砷物质。

23、本发明提出的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，与现有技术相比，具有以下优点：

24、1、本发明通过对高铜高砷高镍废水过滤，再使用硫代硫酸钠进行一段硫化反应，得到含铜的一段硫化渣和一段硫化后液；再向一段硫化后液加入硫化剂进行二段硫化反应，得到含砷的二段硫化渣和二段硫化后液；再向二段硫化后液加入碱性物质得到中和渣和中和后液，最后再对一段硫化渣和二段硫化渣分别进行浸出处理、分步水解和低温炊炼，以获取铜物质和砷物质，具有操作简单、铜砷镍分离彻底、回收率高、流程短、选择性分离效果佳等优点，一段硫化渣可作为优质铜精矿返回铜冶炼工序，二段硫化渣可作为优质原料返回砷回收工序，中和渣可作为一种工业产品外销，实现了高铜高砷高镍废水中有价元素的资源化回收。

25、2、本发明能够将铜、砷、镍梯级沉淀，有利于废水的回用，且不产生新的废水，减少了环境污染，安全环保。

技术特征：

1.一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：步骤s1中，所述高铜高砷高镍废水在过滤时，将废水引入过滤设备中，通过过滤设备中的过滤介质将悬浮物和颗粒物截留，同时让液体通过过滤介质流出，过滤介质上累积的悬浮物和颗粒物进行反冲洗操作将截留的悬浮物和颗粒物从过滤介质上冲出，过滤完成后收集过滤过程中产生的废渣，并将废渣进行固废处理。

3.根据权利要求2所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：步骤s2中，所述硫代硫酸钠呈固体设置或液体设置，且加入硫代硫酸钠进行硫化反应的条件为：反应温度50-100℃，反应时间为0.5-5h，反应终点电位为200-300mv，需使用搅拌设备对反应液进行搅拌，搅拌转速为100-600r/min。

4.根据权利要求3所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：步骤s3中，所述硫化剂设置为硫化钠、硫氢化钠和硫化氢中的一种或多种，加入所述硫化剂后硫化反应的条件为：反应温度10-40℃，反应时间为0.5-4h，反应终点电位为50-180mv，反应时需增加搅拌操作，搅拌转速为100-600r/min。

5.根据权利要求4所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：步骤s4中，所述碱性物设置为氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中的一种或多种，在中和反应时需对中和液进行搅拌，中和反应的条件为：反应温度20-80℃，反应时间为0.5-3h，搅拌转速为100-600r/min，反应终点电位为-100-30mv。

6.根据权利要求5所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：步骤s5中，所述氯盐设置为氯化钠或氯化钙，所述一段硫化渣在浸出处理时，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：步骤s6中，所述一段浸出液在进行分步水解时，根据铜的化学特性调整一段浸出液的ph值至6-8，再加入氢氧化钠进行水解反应，形成含铜的氢氧化物沉淀即为一段沉淀物。

8.根据权利要求7所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：所述一段沉淀物进行低温吹炼时，将一段沉淀物送入吹炼炉中，吹炼炉温度控制在1200℃-1400℃，使用焦炭或木炭为还原剂，使吹炼炉处在还原气氛中，使铜化合物被还原并以粉尘的形式存在，最后对粉尘进行收集以及对收集的粉尘进行铜提纯处理。

9.根据权利要求8所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：所述二段浸出液在分步水解时，根据砷的化学特性将二段浸出液的ph值调整至2-4，使砷进行沉淀，再加入氢氧化钠进行水解反应形成含有砷的氢氧化物沉淀，含有砷的氢氧化物沉淀即为二段沉淀物。

10.根据权利要求9所述的一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，其特征在于：所述二段沉淀物进行低温吹炼时，将二段沉淀物送入温度在400-550℃的吹炼炉中，使用焦炭或木炭为还原剂将砷化合物还原，使砷以蒸汽的形成在吹炼炉中存在，收集吹炼炉中的蒸汽进行冷凝和提纯，获取砷物质。

技术总结本发明属于工业废水处理技术领域，具体公开了一种控电位梯级回收高铜高砷高镍废水中有价元素的方法，通过对高铜高砷高镍废水过滤，再使用硫代硫酸钠进行一段硫化反应，得到含铜的一段硫化渣和一段硫化后液；再向一段硫化后液加入硫化剂进行二段硫化反应，得到含砷的二段硫化渣和二段硫化后液；再向二段硫化后液加入碱性物质得到中和渣和中和后液，最后再对一段硫化渣和二段硫化渣分别进行浸出处理、分步水解和低温炊炼，以获取铜物质和砷物质，具有操作简单、铜砷镍分离彻底、回收率高、流程短、选择性分离效果佳等优点，中和渣可作为一种工业产品外销，实现了高铜高砷高镍废水中有价元素的资源化回收。技术研发人员：刘远东,吕喜聪,邓成虎,王京慧,何芝成,朱国荣,张飞,祝仕清,吴晓莉,黄冰,钟志燕受保护的技术使用者：江西铜业集团（贵溪）冶化新技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17