一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111977875 A(43)申请公布日 2020.11.24

(21)申请号 202010608210.4(22)申请日 2020.06.29

(71)申请人 杭州逐真科技有限公司

地址 310018 浙江省杭州市钱塘新区下沙

街道七格路459号15楼1507-1508室(72)发明人 李晓清　

(74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限

公司 11429

代理人 王会祥(51)Int.Cl.

C02F 9/10(2006.01)C01B 17/50(2006.01)C02F 101/10(2006.01)C02F 101/16(2006.01)C02F 101/20(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺

(57)摘要

本发明一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，包括以下步骤：(1)在含重金属的、浓度为5～200g/L的硫酸铵废水中加入过量的氧化镁浆液，反应得到初步处理后的废水，初步处理后的废水中含有硫酸镁及溶解的游离氨；(2)初步处理后的废水加入到汽提塔中，在汽提塔内通入低压蒸汽加热蒸氨(3)硫酸镁母液在碱性8‑12.5情况下，过滤得到重金属氢氧化物、氢氧化镁及其他固体混合物去其他地方处理；(4)调节硫酸镁母液pH到5‑7，对硫酸镁进行蒸发浓缩，然后冷却结晶，得到七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体；本发明实现含重金属硫酸铵废水处理近零排放，使得废水中的氨、重金属、水、硫都得以循环使用，具有显著的经济效果和巨大的社会效益。

CN 111977875 ACN 111977875 A

权　利　要　求　书

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1.一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)在含重金属的、浓度为5～200g/L的硫酸铵废水中加入过量的氧化镁浆液，反应得到初步处理后的废水，初步处理后的废水中含有硫酸镁及溶解的游离氨；

(2)初步处理后的废水加入到汽提塔中，在汽提塔内通入低压蒸汽加热蒸氨，塔顶温度为92-98℃，塔底温度为102-110℃，塔压为常压或微负压，塔底为硫酸镁母液，硫酸镁母液中包含过量的氢氧化镁固体、重金属氢氧化物、其他固体杂质，溶液中氨小于15mg/L；塔顶为氨蒸汽，冷凝后得到质量含量20％的氨水；

(3)过滤硫酸镁母液，得到滤渣为重金属氢氧化物、氢氧化镁及其他固体混合物；(4)过滤后的硫酸镁母液调节pH到5-7，对硫酸镁进行蒸发浓缩，然后结晶，得到七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体；

(5)七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体先被还原热解反应的废气预热后去结晶水得到无水硫酸镁，然后再在热解反应器热解，热解温度为800-1000℃，时间为1-8小时，内与通入或拌入的还原剂发生还原热解反应后分解为氧化镁固体和二氧化硫废气，二氧化硫废气预热七水硫酸镁后用水吸收制备稀硫酸，而氧化镁固体制成浆液到步骤(1)中使用。

2.根据权利要求1所述的一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，其特征在于：重金属为镍、钴、锰和/或稀土。

3.根据权利要求2所述的一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，其特征在于：还原剂为天然气、煤气、焦炭、煤和/或碳精。

4.根据权利要求3所述的一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，其特征在于：热解还原温度为800-900℃。

5.根据权利要求4所述的一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，其特征在于：废气为温度为500-1000℃，无水硫酸镁被升温到200-500℃。

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一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺

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技术领域

[0001]本发明涉及硫酸铵废水中的重金属处理方法，具体涉及一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺。

背景技术

[0002]一种针对高浓度硫酸铵工业废水的处理方法。其涉及一种含重金属硫酸铵工业废水的处理方法，目前高浓硫酸铵废水主要有以下两种方案。方法：一、蒸发结晶得到硫酸氨；二、加入氢氧化钙，反应得到硫酸钙和氨水，过滤后脱氨，得到20％的氨水回用，废水调pH后外排。

[0003]以上两种方案都存在着重金属处理的问题，如方案一含重金属的硫酸铵废水蒸发结晶，由于氨与大部分的重金属有络合性，硫酸铵中镍、钴、稀土等重金属比在氨的环境下很难预脱完整，蒸发结晶后得到的硫酸铵中存在着重金属，导致硫酸铵副产重金属超标，无法外售。而方案二加入氢氧化钙溶液与硫酸铵废水反应生成硫酸钙与氨，由于预脱重金属不完全，反应后硫酸钙含重金属，导致副产硫酸钙处理困难。[0004]因此，需要对现有技术进行改进。发明内容

[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺。

[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下术方案：[0007]一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，包括以下步骤：[0008](1)在含重金属的、浓度为5～200g/L的硫酸铵废水中加入过量的氧化镁浆液，反应得到初步处理后的废水，初步处理后的废水中含有硫酸镁及溶解的游离氨；[0009](2)初步处理后的废水加入到汽提塔中，在汽提塔内通入低压蒸汽加热蒸氨，塔顶温度为92-98℃，塔底温度为102-110℃，塔压为常压或微负压，塔底为硫酸镁母液，硫酸镁母液中包含过量的氢氧化镁固体、重金属氢氧化物及其他固体杂质，溶液中氨小于15mg/L。塔顶为氨蒸汽，冷凝后得到质量含量20％的氨水；[0010](3)硫酸镁母液在碱性8-12.5情况下，过滤得到重金属氢氧化物、氢氧化镁及其他固体混合物去其他地方处理；

[0011]饱和氢氧化镁溶液ph约9.2,氧化镁也可能有氢氧化钙杂质带入，饱和氢氧化钙溶液的pH约12.3。[0012](4)过滤后的硫酸镁母液调节pH到5-7，对硫酸镁进行蒸发浓缩，然后结晶，得到七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体；[0013](5)七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体先与热解的废气预热后去结晶水得到无水硫酸镁，废气为温度为500-1000℃，无水硫酸镁被升温到200-500℃，然后再在热解反应器热解，热解温度为800-1000℃，时间为1-8小时，内与通入或拌入的还原剂发生还原热解反

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应后分解为氧化镁固体和二氧化硫废气，二氧化硫废气预热七水硫酸镁后用水吸收制备稀硫酸，而氧化镁固体制成浆液到步骤(1)中使用。[0014]进一步，重金属为镍、钴、锰和/或稀土。[0015]进一步，还原剂为天然气、煤气、焦炭、煤和/或碳精

[0016]本发明的一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，其设备包括废水储水槽、热交换器、氨汽提塔、过滤机、加热器、蒸发分离器、结晶器、pH调节系统、回转窑热解还原系统，其是将废水储水槽中的硫酸铵废水通过氨氮汽提塔、蒸发分离器、结晶器、回转窑热解还原系统相结合，将硫酸铵转换为硫酸镁及游离氨，汽提回收20％氨水，回收氨后过滤重金属氢氧化物，蒸发浓缩再结晶得到七水硫酸镁，最后在回转窑热解还原系统中硫酸镁与还原剂热解反应生产氧化镁和二氧化硫，氧化镁继续去与硫酸铵反应，二氧化硫通过热交换器预热，吸收后制备硫酸，实现了硫酸铵废水处理近零排放，使得废水中的氨、重金属、硫、水都得以循环重复使用。

[0017]本发明具有的有益效果是：

[0018]本发明实现含重金属硫酸铵废水处理近零排放，使得废水中的氨、重金属、水、硫都得以循环使用，具有显著的经济效果和巨大的社会效益。附图说明

[0019]图1是本发明的工艺流程原理图。

具体实施方式

[0020]以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。[0021]实施例1、如图1所示，一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，包括以下步骤：(1)在含重金属的、浓度为5～200g/L的硫酸铵废水中加入过量的氧化镁浆液，反应得到硫酸镁及溶解的游离氨；(2)在汽提塔内通入低压蒸汽加热蒸氨，塔顶温度为92-98℃，塔底温度为102-110℃，塔压为常压，塔底为硫酸镁和过量的氧化镁固体，溶液中氨小于15mg/L。塔顶为氨蒸汽，冷凝后得到质量含量20％的氨水；(3)硫酸镁母液在碱性8-12.5情况下，过滤得到重金属氢氧化物；(4)调节pH到5-7，对硫酸镁进行蒸发浓缩，然后结晶，得到七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体；(5)七水硫酸镁先与热解的废气预热后去结晶水，废气为温度为800-900℃，无水硫酸镁被升温到200-500℃，然后再在热解反应器800-1000℃，时间为1-8小时，内与通入或拌入的还原剂发生还原热解反应后分解为氧化镁、二氧化硫，二氧化硫废气预热七水硫酸镁后用水吸收制备稀硫酸，而氧化镁固体制成浆液到(1)。[0022]实施例2、一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，包括以下步骤：(1)在150升浓度为100g/L含重金属的硫酸铵废水中加入过量的氧化镁浆液，反应得到硫酸镁及溶解的游离氨；(2)在汽提塔内加热蒸氨，得到硫酸镁溶液和氨蒸汽，冷凝氨蒸汽后得到质量含量20％的氨水，回到前工序循环使用；(3)硫酸镁母液在碱性情况下，过滤得到重金属；(4)对硫酸镁进行蒸发浓缩，然后结晶，得到七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体；(5)七水硫酸镁先与热解的废气预热后去结晶水，然后再在热解反应器内与通入的天然气发生还原热解反应后分解为氧化镁、二氧化硫，二氧化硫废气预热七水硫酸镁后用水吸收制备稀硫酸回用，而氧化镁固体制成浆液到(1)。

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一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用工艺，包括以下步骤：(1)在200升浓度为

150g/L含重金属的硫酸铵废水中加入过量的氧化镁浆液，反应得到硫酸镁及溶解的游离氨；(2)在汽提塔内加热蒸氨，得到硫酸镁溶液和氨蒸汽，冷凝氨蒸汽后得到质量含量20％的氨水，回到前工序循环使用；(3)硫酸镁母液在碱性情况下，过滤得到重金属；(4)对硫酸镁进行蒸发浓缩，然后结晶，得到七水硫酸镁或其他水合硫酸镁固体；(5)七水硫酸镁先与热解的废气预热后去结晶水，然后再在热解反应器内与通入的煤气发生还原热解反应后分解为氧化镁、二氧化硫，二氧化硫废气预热七水硫酸镁后用水吸收制备稀硫酸回用，而氧化镁固体制成浆液到(1)。

[0024]在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0025]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0026]在不改变本发明的创造内容下进行简单的置换均视为相同的创造。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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说　明　书　附　图

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图1

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