申请日期2009.08.18
公开（公告）日期2010年1月20日
IPC分类号C02F9/04； C02F1/66； /20; C02F1/42； /12; C02F1/52
概括
本发明公开了一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法。 废水主要含有镍、钴、锰、铜等金属离子和少量不溶于水的有机物。 本发明的主要特点是对废水先进行逐级混凝沉淀处理，然后再进行砂滤-碳过滤-离子交换深度净化处理。 出水水质可达到国家污水综合排放标准中的一级标准，也满足工业生产用水要求，可返回生产循环利用。 本发明有利于镍钴锰废水的回用，具有成本低、金属回收率高、处理量大、工艺流程合理、操作简单、运行稳定、易于工业化实施的特点。 去除钴锰废水的有效方法。
索赔
1、一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）第一次混凝沉淀处理：向镍钴锰废水中加入碱溶液调节pH至8.5~9.8，然后向废水中加入混凝剂，使废水中的镍、钴以镍和钴的形式沉淀出来。钴不溶物沉淀，得到的1号上清液进入处理步骤2)；
2）第二次混凝沉淀处理：在1号上清液中加入碱溶液，充分反应后加入混凝剂，使废水中的锰、铜以锰、铜不溶物的形式沉淀，得到1号液。 2上清液；
3)砂滤-碳滤处理：用硫酸溶液调节2号上清液pH值至8.1~8.5； 然后依次通过砂滤单元和碳过滤单元进行砂滤-碳过滤处理，去除废水中的悬浮物、油性物质和残留金属离子等污染物。 所得滤液进入步骤4)；
4）深度净化处理：滤液经过离子交换深度净化处理，去除废水中残留的金属离子，使出水水质达到行业排放标准。
2.根据权利要求1所述的废电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于，所述废电池为锂离子电池和镍氢电池。
3.根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤1)所述的碱液为氢氧化钠饱和溶液，所述镍钴锰废水为氢氧化钠饱和溶液。不溶性物质是镍和钴的氢氧化物。
4.根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤2)所述的碱液为碳酸钠饱和溶液，所述碱液的摩尔质量为碳酸钠溶液。加入的碳酸钠为废水中锰和铜总摩尔质量的1.0～1.2倍； 锰和铜的不溶物是碳酸锰和碳酸铜。
5.根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤1)和2)所述的混凝剂采用聚合氯化铝作为絮凝剂。 剂，用量0.5~1g/L，聚丙烯酰胺为混凝剂，用量0.5g~1g/L，操作在室温下进行。
6.根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤3)中硫酸溶液的浓度为4～6mol/L。
7、根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤3)中，砂滤单元的石英砂填料高度为1400~，操作流量速度6~8m/h。
8.根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤3)所述的碳过滤单元内填充高度为200-300mm的颗粒，碳过滤塔的底部。 采用粒径1～10mm的石英砂作为支撑层，在石英砂层上负载高度的粒状活性炭作为过滤层，流量8～15m/h 。
9.根据权利要求1-8任一项所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：步骤4)中离子交换处理所用的离子交换单元采用弱酸性。 Na型离子树脂，树脂填充高度1500~，双柱串联，操作流量10~15m/h。
10、根据权利要求1所述的废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于：将步骤1)中产生的镍钴不溶物过滤形成干污泥进行回收，污泥通过压榨回收。 过滤后得到的滤液返回步骤1)中的镍钴锰废水中进行处理； 步骤2)中产生的锰、铜不溶物经压滤后作为干污泥回收，压滤后得到的滤液返回步骤2)。 在1号上清液中进行处理。
手动的
废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法
技术领域
本发明属于湿法冶金领域，涉及一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法。
背景技术
近年来，随着锂离子电池和镍氢电池的使用量快速增加，报废的锂离子电池和镍氢电池数量逐年大幅增加。 这些废旧电池中含有大量的有价金属，如镍、钴、铜、铝、铁、锂等。因此，回收废旧电池不仅可以产生巨大的经济效益，还可以减少有害物质对环境的影响。电池，例如六氟磷酸锂。 污染，缓解我国战略资源金属钴的短缺和长期依赖进口的紧张局面，促进我国电池产业可持续发展，实现电池产业的产业生态循环。
目前，废旧锂离子电池和镍氢电池的回收通常采用湿法冶金工艺。 废旧电池经过去皮、去壳、破碎、分选等预处理后，将分离出的电极材料经过碱溶解-酸浸-P204萃取除杂-P507萃取分离镍钴-结晶处理工艺回收，得到氯化钴和硫酸。 镍。 处理过程中，酸浸、萃取工段会产生大量含镍、钴、锰、铜废水。 如果不经处理直接排放，不仅会造成有价金属的损失，还会引入二次污染，破坏生态环境。 ，直接或间接危害人体健康。 因此，废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水必须进行资源化和无害化处理。
由于废电池回收行业是一个新兴行业，目前尚未设计出符合该行业废水特点的合理、简单、低成本、高效的水处理工艺。 中小型废电池回收企业负责回收过程中产生的镍、钴、锰废水。 大多数时候采用pH调节和沉淀预处理，然后用PP棉或大孔径过滤器简单初滤后直接排放。 经过初级过滤后，水中通常会残留少量的镍、钴、锰等金属离子，造成二次污染，也会造成有价金属的损失。 大型企业通常采用超滤-反渗透工艺对初级过滤水进行进一步处理，所得水的水质可达到生活用水标准。 超滤和反渗透虽然处理效果好，但处理速度慢（每张渗透膜每小时处理废水量不超过0.45m3），膜成本高，膜孔易堵塞而导致故障，生命短暂，无法再生。 ，只能更换。 一般只有大企业才有这样的经济实力。 中小企业无力承担。 它们只能在预处理后直接排放或仅在初级过滤后排放。 这将对环境造成二次污染并产生废水。 不符合工业生产用水标准的水质难以回用，造成水资源的极大浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法。 该方法成本低，金属回收率高。 出水水质达到国家污水综合排放标准一级标准。 还满足了工业生产用水要求，提高了废水回用率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）第一次混凝沉淀处理：向镍钴锰废水中加入碱溶液调节pH至8.5~9.8，然后向废水中加入混凝剂，使废水中的镍、钴以镍和钴的形式沉淀出来。钴不溶物沉淀，得到的1号上清液进入处理步骤2)；
2)第二次混凝沉淀处理：向1号上清液中加入碱溶液，充分反应后加入混凝剂，使废水中的锰、铜以锰、铜不溶物的形式沉淀，得到2号上清液；
3)砂滤-碳滤处理：用硫酸溶液调节2号上清液pH值至8.1~8.5； 然后依次通过砂滤单元和碳过滤单元进行砂滤-碳过滤处理，去除废水中的悬浮物、油性物质和残留金属离子等污染物。 所得滤液进入步骤4)；
4）深度净化处理：滤液采用离子交换进行深度净化处理，去除废水中残留的金属离子，使出水水质达到行业排放标准。
所用电池为锂离子电池和镍氢电池。
步骤1)所述的碱溶液为氢氧化钠饱和溶液，镍、钴的不溶物为镍、钴的氢氧化物。
步骤2)所述的碱溶液为碳酸钠的饱和溶液，加入的碳酸钠的摩尔质量为废水中锰和铜的总摩尔质量的1.0-1.2倍； 锰和铜的不溶物是碳酸锰和碳酸铜。 事物。
步骤1)和步骤2)所述的混凝剂中，絮凝剂采用聚合氯化铝，用量为0.5-1g/L；混凝剂采用聚丙烯酰胺，用量为0.5-1g/L。 操作 在室温下进行。
步骤3)中硫酸溶液的浓度为4～6mol/L。
步骤3）中砂滤单元石英砂填充高度为1400~，操作流量为6~8m/h。
步骤3)所述的碳过滤装置中，碳过滤塔底部填充200-300mm高、粒径为1-10mm的石英砂作为支撑层，石英砂层内填充1000-高颗粒活性炭作为过滤层。 ，流量为8~15m/h。
步骤4)中离子交换处理所用的离子交换装置采用弱酸性Na型离子树脂，树脂填充高度为1500~，两根柱串联，操作流速为10~15m/h。
步骤1)中产生的镍钴不溶物经过滤后形成干污泥，过滤后得到的滤液返回步骤1)中的镍钴锰废水中进行处理； 步骤2)中产生的锰和铜不溶物过滤后，回收干污泥，过滤后得到的滤液返回到步骤2)中的1号上清液中进行处理。
本发明中，镍钴锰废水收集后，首先进行逐级混凝沉淀预处理，即加入饱和氢氧化钠溶液调节pH值，鼓风搅拌，充分混合后的废水引入混凝反应池。 加入混凝剂，使镍、钴以氢氧化物的形式沉淀，然后进入斜管沉淀池进行固液分离； 上清液进入2号综合调节罐，加入饱和碳酸钠溶液，通过吹气搅拌充分混合。 引入2号混凝反应池，加入混凝剂，使锰、铜以碳酸盐形式沉淀，然后进入斜管沉淀池进行固液分离。 上清液进入pH回调罐； pH回调后，通过砂滤-碳滤过滤，最后通过离子交换深度纯化。 出水水质符合工业排放标准和工业生产用水标准，达到上述目的。
本发明处理后的镍钴锰废水中镍≤1g/L、钴≤1g/L、铜≤7g/L、锰≤5g/L、铁≤0.02g/L，并含有少量不溶于水的有机物。
本发明中，由于后续纯化工艺[离子交换深度纯化工艺]中使用的是弱酸性阳离子树脂，其交换基团的解离受pH值的影响较大。 因此，首先调节废水的pH值，并向镍钴锰废水中添加氢气。 饱和氧化钠溶液经过充分混合、反应和曝气后，氧化废水中的还原性物质，脱除挥发性物质，金属离子以氢氧化物的形式沉淀出来。 该操作可在室温下进行；
本发明中加入混凝剂加速沉淀，分离操作可在常温下进行； 聚氯化铝与聚丙烯酰胺组成的混凝剂中，作为絮凝剂的聚氯化铝的用量为0.5g～1g/L。 混凝剂聚丙烯酰胺用量为0.5g~1g/L。 在混凝反应池中，絮体与絮凝剂充分反应，反应时间15～30分钟，然后进入斜管沉淀池进行固液分离，得到1号上清液。 为了增加沉淀面积，缩短沉淀时间，在沉淀区内安装斜管填料，下方设有污泥斗。 池底污泥通过底部管道排入污泥收集池。
本发明中，在1号上清液中加入饱和碳酸钠溶液，通过吹气搅拌使反应充分混合，其中的金属离子以碳酸盐的形式沉淀出来。 该操作可在室温下进行； 然后将浊水引入2号混凝反应池中，加入混凝剂加速沉淀。 混凝剂的组成和用量与沉淀镍、钴时相同。 混凝反应时间为15～30分钟，然后进入斜管沉淀池进行固液分离，得到2号上清液，以上操作均在室温下进行。 2 号上清液进入 pH 回调池。 经过逐级混凝沉淀处理后，镍钴锰废水中各种金属离子浓度可降至3mg/L以下。
本发明采用4-6mol/L硫酸溶液调节2号上清液pH至8.1-8.5，然后进入砂滤-碳过滤-离子交换处理单元。
本发明采用石英砂过滤器作为初级过滤处理设备，去除废水中的悬浮物和有机残留物。 操作在常温下进行，操作流量为6~8m/h，出水浊度小于1。过滤器采用精制石英砂为填料，填料高度从上到下为如下：
石英砂0.4-0.6mm 700mm
石英砂 0.6-1.2mm 200mm
石英砂 1.2-2.0mm 200mm
支撑层3.0-5.0mm 300mm
本发明采用活性炭过滤器对初滤水进行进一步处理，降低水中的浊度、余氯等。 流量为8～15m/h，出水浊度为0。根据该废水的特点，滤料自上而下的设计如下：
活性炭20~40目
石英砂 1～2mm 50mm
石英砂 2～3mm 100mm
碎石～10mm 150mm
本发明采用弱酸性Na型离子树脂进行离子交换深度纯化过程。 树脂填料高度0.2，双柱串联，操作流量10～15m/h。
本发明中，污泥脱水系统包括：污泥加药池、螺杆泵、加药系统、压滤机。 污泥收集池中的污泥通过污泥提升泵提升至污泥加药池，然后添加一定量的聚丙烯酰胺。 搅拌后通过螺杆泵打入压滤机进行脱水处理。
本发明中，离子交换深度净化后的出水水质为：PH≈8.0，总镍
本发明的有益效果是：
本发明实现了废旧锂离子电池回收过程中产生的镍钴锰废水的处理，排放水质达到国家污水综合排放标准中一级标准。 该废水处理工艺采用成本较低的砂滤、碳滤、离子交换处理工艺来替代成本较高的超滤和反渗透工艺，克服了传统处理工艺中引入超滤和反渗透工艺带来的高处理成本。 而不采用超滤和反渗透工艺的困境导致排放水中含有大量悬浮物和重金属离子，难以去除。 该废水处理工艺流程短、工作环境好、成本低、金属回收率高、日处理量大、工艺流程合理、操作简单、运行稳定、易于实施。 提供废旧锂离子电池回收处理流程。 处理镍钴锰废水的有效方法。