一种废水中镍、钴重金属与镁分离、富集和回收工艺的制作方法
本发明涉及一种废水中镍、钴重金属及镁的分离富集回收工艺，属于废水处理及湿法冶金技术领域。
背景技术：
利用钴精矿、钴中间体为原料生产钴盐（硫酸钴、氯化钴）时，采用P507萃取将钴与镍、镁等杂质分离。萃余废水主要含镍（500-/l），还有少量钴等有价金属（1~50mg/l）；钠含量50000-/l、镁含量2000-/l为高盐废水；还含有少量油。传统工艺采用逐级沉淀，处理后的废水重金属离子仍然超标，已不能满足日益严峻的环保形势。另外沉淀产生镍钴镁渣，属于危险废物，处理成本高。
为了回收废水中的有价值元素，达到废水排放标准，减少固体废物的排放，美国采用CH-90螯合型大孔阳离子交换树脂，可广泛应用于氯碱工业中的溶液净化，PTA工业中钴、镁的回收，以及电镀、化学镀废水及漂洗水中重金属的去除或回收，重金属废水处理，甚至从EDTA螯合剂中去除钴、镍、铜等重金属，重金属精度可降至0.1mg/l以下，达到废水排放标准，但进口离子交换树脂价格昂贵，需要投资成本高。
上海西恩科技有限公司采用CN-27苯乙烯系正螯合树脂，苏青集团采用SQD-412树脂，二者均为阳离子交换树脂，能吸附镍、铜、钴等有价金属，使镍、钴、铜等重金属与钙、镁分离。树脂经盐酸和NaOH预处理后，树脂上的Na+能与废水中的金属离子进行交换，有价金属离子吸附在树脂上，再经盐酸反洗，反洗金属离子变成盐酸，达到废水达标排放，有价金属富集回收的目的。该树脂吸附容量低，采用进口树脂改进，运行成本高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种废水中镍、钴重金属及镁的分离富集回收工艺，具体方案如下：
一种从废水中分离富集回收镍、钴、镁重金属的工艺，其具体步骤如下：
（1）向P507萃余液中加入氧化剂（降低其COD），将处理后的液过滤、脱油，保存备用，直至液体COD小于200mg/l、SS小于200mg/l、含油量小于50mg/l；
（2）采用三根离子交换树脂柱作为备用柱，NaOH溶液通过弱酸性离子交换树脂，出水pH=8.5，用自来水洗涤，自来水由顶部排出，底部排出，废水排至碱洗槽，洗涤至pH=7.4备用；
(3)将步骤(1)所得料液利用步骤(2)改造后的弱酸性离子交换树脂进行离子交换，得到废水和料液；废水为高镁溶液，送至废水处理站，降低重金属含量，达到排放标准后排放；待离子交换树脂饱和后，溶液ni>0.1mg/l，co>0.1mg/l，将料液切换至其备用的离子交换树脂柱中继续交换，得到饱和树脂；
(4)将步骤(3)得到的饱和树脂分别用5-10％、12-16％的酸进行分解；分解后的镍盐排入浓镍盐槽，当排液pH小于4时，将排液排至稀镍盐储槽，停止分析。分析完毕后用4-8％的碱溶液冲洗离子交换树脂，直至pH为6-9后进入步骤(2)。
步骤（1）中氧化剂为次氯酸钠、氯酸钠或过氧化氢中的一种或多种的组合，氧化剂的加入量为P507萃余液COD质量的5～9倍。
步骤（1）中氧化剂为氯酸钠，氧化剂加入量为P507萃余液COD质量的7倍，处理后COD小于200mg/l，过滤后液体pH为4～6。
步骤（1）中用于过滤的设备为自清洁过滤器和树脂的组合。
步骤（2）中所述的弱酸性离子交换树脂为d851、d852或d860中的一种或多种的组合。
步骤（4）中采用7-8％盐酸溶液或13-14％硫酸进行分析，当放液的pH值小于3.5时停止分析；分析温度为25-30℃。
本发明以钴精矿及钴中间产品为原料，对生产钴盐萃余液废水进行氧化降低其COD，氧化后的料液经自清洗过滤和树脂吸附除油，脱油后的料液再经钠d851、d852或d860离子交换树脂，将镍、钴等重金属吸附在树脂上并与镁分离，饱和后的树脂经硫酸或盐酸分析可得到硫酸镍或氯化镍溶液，树脂分析后可再生利用，此工艺有效回收了废水中有价金属元素，使废水达标排放，且无废渣排放，是一种具有十分显著的经济效益和环保价值的清洁生产工艺。
附图简要说明
图1为本发明从镁废水中分离富集回收镍、钴重金属的工艺流程示意图。
详细描述
示例 1
（1）P507萃余液（Ni：624mg/l、Co：18mg/l、Mg：1.45mg/l、CoD：896mg/l、Ss：1.45mg/l、油：142mg/l），加入P507萃余液COD质量比7.5倍的氯酸钠，温度50℃，搅拌2小时，COD降至126mg/l，处理后的液体再经自洁过滤、树脂吸附后储存备用。
（2）采用3根D851弱酸性离子交换树脂柱作为备用柱，以1.6bv/h的流速，将2bv的4%NaOH溶液通过树脂层，出水pH=8.2，加入自来水进行顶洗，上进下出水均为自来水，排入碱洗槽，洗至pH=7.5备用。
(3)将步骤(1)所得液体以25m3/h的速度通过步骤(2)改造后的d851离子交换树脂，交换后的溶液为重金属含量达标的高镁溶液，送至废水处理站排放。经离子交换树脂饱和后，溶液Ni>0.1mg/l，Co>0.1mg/l，将进料溶液切换至备用离子交换树脂柱继续交换。
(4)将步骤(3)中饱和的树脂分别用8%、13%硫酸进行分解，分解后的镍盐排入浓镍盐槽，当排液pH小于4时，将排液排入稀镍盐储槽，并停止分析，分析后的离子交换树脂进入步骤(2)。
实验结果：
示例 2
（1）P507残液（Ni：985mg/l、Co：29mg/l、Mg：1.45mg/l、CoD：768mg/l、Ss：1.45mg/l、油：179mg/l），加入P507残液cod与氯酸钠质量比8倍，温度50℃，搅拌2小时，将cod降至108mg/l。处理后的液体再经自清洗过滤器、白球过滤器过滤后储存备用。
（2）采用3根D860弱酸性离子交换树脂柱作为备用柱，以1.8bv/h的流速，将2bv的3%NaOH溶液通过树脂层，出水pH=8.5，加入自来水进行顶洗，上进下出水均为自来水，排入碱洗槽，洗至pH=7.4备用。
(3)将步骤(1)所得液体以18m3/h的速度通过步骤(2)改造后的d860离子交换树脂，交换后的溶液为重金属含量达标的高镁溶液，送至废水处理站排放。离子交换树脂饱和后，溶液Ni>0.1mg/l，Co>0.1mg/l，将进料溶液切换至备用离子交换树脂柱继续交换。
(4)将步骤(3)中饱和的树脂分别用8%、14%硫酸进行分解，分解后的镍盐排入浓镍盐槽，当排液pH小于4时，将排液排入稀镍盐储槽，并停止分析，分析后的离子交换树脂进入步骤(2)。
实验结果：
示例 3
（1）P507残液（Ni：124mg/l、Co：12mg/l、Mg：/l、CoD：568mg/l、Ss：954mg/l、油：123mg/l），加入P507残液，在50℃温度下，氯酸钠的COD为氯酸钠的7倍，搅拌2h，COD降至126mg/l，处理后的液体再经自清洗过滤，经树脂吸附后储存备用。
（2）采用3根D851弱酸性离子交换树脂柱作为备用柱，以1.7bv/h的流速，将2bv的4%NaOH溶液通过树脂层，出水pH=8.4，加入自来水进行顶洗，上进下出水均为自来水，排入碱洗槽，洗至pH=7.5备用。
(3)将步骤(1)所得液体以45m3/h的速度通过步骤(2)改造后的d851离子交换树脂，交换后的溶液为重金属含量达标的高镁溶液，送至废水处理站排放。经离子交换树脂饱和后，溶液Ni>0.1mg/l，Co>0.1mg/l，将进料溶液切换至备用离子交换树脂柱继续交换。
(4)将步骤(3)中饱和的树脂分别用8%、13%盐酸进行分解，分解后的镍盐排入浓镍盐槽，当排液pH小于4时，将排液排入稀镍盐储槽，并停止分析，分析后的离子交换树脂进入步骤(2)。
申请人声明：以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域技术人员应当理解，任何本领域技术人员在技术范围内容易想到的任何变化或替换，均应落入本发明的保护范围和公开范围内。
实验结果：
以上内容是结合本发明的优选实施方式对本发明的技术方案所作的进一步详细描述，并不能确定本发明的具体实施只局限于上述描述，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创作构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，这些都应当视为属于本发明的保护范围。