本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含銅氨絡(luò)合的廢水中回收純氨水的方法。
背景技術(shù)：
單獨(dú)的含氨廢水和含銅廢水都有較成熟的處理方法。銅氨絡(luò)合物相對穩(wěn)定，是一種較難處理的化合物。最常用的處理方法是使用有機(jī)或無機(jī)沉淀劑、用還原劑還原等手段使銅氨絡(luò)合物破壞，銅以各種形式的沉淀下來，剩余的氨游離出來。例如CN102765829A采用硫化鈉沉淀去除銅后利用磷酸氨鎂沉淀法處理剩余的含氨溶液。除去銅以后含游離氨的廢水，可用工業(yè)上成熟的蒸氨法進(jìn)行濃縮回收，如果溶液中含鈉、硫等元素，在處理過程不可避免地進(jìn)入回收的氨水中，導(dǎo)致該氨水不能應(yīng)用于對雜離子敏感的領(lǐng)域，如催化劑的生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種含銅氨絡(luò)合的廢水中回收純氨水的方法，解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個(gè)或者多個(gè)。
本發(fā)明提供一種含銅氨絡(luò)合的廢水中回收純氨水的方法，包括以下步驟：
S1、在含銅氨絡(luò)合的廢水中加入水合肼，使其充分反應(yīng)形成沉淀；
S2、通過對步驟S1中的廢水進(jìn)行加熱，使得氨水蒸發(fā)，通過氣液分離裝置對高純氨水進(jìn)行回收；同時(shí)通過對步驟S1中的廢水進(jìn)行過濾，對所述生成的沉淀進(jìn)行分離。
用水合肼作為還原劑與銅氨絡(luò)合物發(fā)生反應(yīng)，水合肼分子式為N2H4·H2O，與銅離子反應(yīng)生成銅沉淀下來，溶液中銅離子減少，銅氨絡(luò)合物向放出氨水的方向移動(dòng)，化學(xué)方程式如下：
Cu2++N2H4·H2O→Cu↓+N2↑+5H2O
[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3
還原的銅沉淀下來被分離收集，以高品位的銅產(chǎn)品被回收。游離的氨進(jìn)行蒸發(fā)回收氨水，氨水中基本無蒸發(fā)殘?jiān)?，不含硫及鈉等有害元素，可以直接用于催化劑的生產(chǎn)。
其中，對廢水進(jìn)行加熱，使得氨水蒸發(fā)，可以采用負(fù)壓蒸氨工藝，以降低蒸氨的溫度，減少能耗。一般采用蒸氨的溫度為60-100℃，絕對壓力為20-100KPa，優(yōu)選的蒸氨的溫度為60℃，絕對壓力為20KPa。
過濾工藝可以采用循環(huán)工藝，在塔釜設(shè)有循環(huán)廢水入口、廢水出口，廢水出口與過濾器入水端相互連通，過濾器出水端與循環(huán)廢水入口通過管路連通，管路設(shè)于循環(huán)泵。檢測濾液的銅含量和氨氮含量，如果檢測合格，可直接進(jìn)行排放，如果檢測不合格，可通過管路進(jìn)入塔釜，進(jìn)一步進(jìn)行沉淀、過濾。
在一些實(shí)施方式中，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為(1-1.8):1。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著水合肼的加入，溶液中銅離子沉淀率逐漸上升，但是當(dāng)水合肼增加到一定的程度，即摩爾量是廢水中銅元素的1.8倍時(shí)，銅離子沉淀率反而下降，這是由于過量的水合肼和銅離子生成新的穩(wěn)定絡(luò)合物Cu(N2H4)n2+。
在一些實(shí)施方式中，對廢水的加熱方式為蒸汽加熱或?qū)嵊图訜帷?/p>
在一些實(shí)施方式中，水合肼經(jīng)過去離子水稀釋后，通過噴霧的方式加入廢水中。采用噴霧的方式添加沉淀劑，可以迅速擴(kuò)散起到攪拌作用，同時(shí)也可以起到吹脫的作用，較快地分離生成的氨氣。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式中一種含銅氨絡(luò)合的廢水中回收純氨水的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明提供一種含銅氨絡(luò)合的廢水中回收純氨水的方法，包括以下步驟：
S1、在含銅氨絡(luò)合的廢水中加入水合肼，使其充分反應(yīng)形成沉淀；
S2、通過對步驟S1中的廢水進(jìn)行加熱，采用蒸氨的溫度為60-100℃，絕對壓力為20-100KPa，使得氨水蒸發(fā)，通過氣液分離裝置對高純氨水進(jìn)行回收；同時(shí)通過對步驟S1中的廢水進(jìn)行過濾，對所述生成的沉淀進(jìn)行分離。
為了最優(yōu)化銅離子的沉淀率，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為(1-1.8):1。
對廢水的加熱方式為蒸汽加熱或?qū)嵊图訜帷?/p>
為了使得水合肼能充分和廢水混合，水合肼經(jīng)過去離子水稀釋后，通過噴霧的方式加入廢水中。
基于含銅絡(luò)合氨廢水中回收純氨水方法的裝置，如圖1所示，包括塔釜1、塔身2和加熱裝置，塔釜1和塔身2連通，加熱裝置對塔釜1進(jìn)行加熱，水蒸氣或者導(dǎo)熱油加熱，塔身2設(shè)有氣液分離裝置，塔身2頂部設(shè)有氣體出口，氣體出口與外部吸收裝置連通，塔釜1設(shè)有廢水入口、循環(huán)廢水入口、若干沉淀劑入口、廢水出口，沉淀劑入口設(shè)有噴霧裝置3，廢水出口與過濾器4入水端相互連通，過濾器4出水端與循環(huán)廢水入口通過管路連通，管路設(shè)于循環(huán)泵5。
將高壓氣體通入噴霧裝置的進(jìn)氣管，將沉淀劑水合肼的稀釋水溶液加入進(jìn)液管，使得高壓氣體驅(qū)動(dòng)沉淀劑通過噴嘴，以噴射的形式加入到塔釜1中。通過采用氣體噴射方式添加水合肼的水溶液，起到迅速擴(kuò)散起到攪拌作用，充分反應(yīng)后生成沉淀銅和氨水。生成的沉淀銅通過底部過濾器5過濾，檢測濾液的銅含量和氨氮含量，如果檢測合格，可直接進(jìn)行排放，如果檢測不合格，可通過管路進(jìn)入塔釜1，進(jìn)一步進(jìn)行沉淀、過濾。同時(shí)，對塔釜1進(jìn)行加熱蒸發(fā)，采用蒸氨的溫度為60℃，絕對壓力為20KPa，將生成的氨水蒸出氨氣，通過塔身2的氣液分離裝置對蒸發(fā)的氨水進(jìn)行氣液分離，通過氣體出口回收高純氨氣。
具體實(shí)施案例1
取500mL含銅156mg/L、氨氮濃度1350mg/L的廢水加入10％的水合肼溶液1g，蒸餾后收集50mL餾分，測定餾分中的硫、鈉含量，剩余溶液過濾測定濾液中的氨氮及銅含量。其中，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為1.64。
具體實(shí)施案例2
取500mL含銅156mg/L、氨氮濃度1350mg/L的廢水加入10％的水合肼溶液0.61g，蒸餾后收集50mL餾分，測定餾分中的硫、鈉含量，剩余溶液過濾測定濾液中的氨氮及銅含量。其中，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為1。
具體實(shí)施例3
取500mL含銅351mg/L、氨氮濃度4300mg/L的廢水加入10％的水合肼溶液2.47g，蒸餾后收集50mL餾分，測定餾分中的硫、鈉含量，剩余溶液過濾測定濾液中的氨氮及銅含量。其中，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為1.8。
對比實(shí)施例1
取500mL含銅351mg/L、氨氮濃度4300mg/L的廢水加入10％的水合肼溶液2.74g，蒸餾后收集50mL餾分，測定餾分中的硫、鈉含量，剩余溶液過濾測定濾液中的氨氮及銅含量。其中，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為2。
對比實(shí)施例2
取500mL含銅156mg/L、氨氮濃度1350mg/L的廢水加入10％的水合肼溶液0.49g，蒸餾后收集50mL餾分，測定餾分中的硫、鈉含量，剩余溶液過濾測定濾液中的氨氮及銅含量。其中，水合肼與含銅氨絡(luò)合的廢水中的銅元素的摩爾比為0.8。
對比實(shí)施例3
取500mL含銅156mg/L、氨氮濃度1350mg/L的廢水加入10％的硫化鈉溶液1.25g，蒸餾后收集50mL餾分，測定餾分中的硫、鈉含量，剩余溶液過濾測定濾液中的氨氮及銅含量。
溶液中硫、鈉元素含量測定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定、氨氮含量采用GB7478-1987所規(guī)定的方法進(jìn)行測定。
下表為檢測結(jié)果：
如上表所示，水合肼和廢水中銅元素的比例為1-1.8時(shí)，銅的沉淀率最高，當(dāng)超過這個(gè)比例時(shí)，剩余濾液中銅和氨氮的含量，均不符合廢水中氨氮小于35mg/L，銅小于2mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。而采用硫化鈉作為沉淀劑時(shí)，蒸出的氨水中含有鈉離子和硫離子，導(dǎo)致該氨水不能應(yīng)用于對雜離子敏感的領(lǐng)域，如催化劑的生產(chǎn)。
本發(fā)明提供的實(shí)施方案中的一種含銅氨絡(luò)合的廢水中回收純氨水的方法，能同時(shí)進(jìn)行沉淀和蒸氨，減少處理時(shí)間，提高了效率，由于氨水中不含硫等有害元素，在回收高品位的銅的同時(shí)，廢水排放合格。
以上表述僅為本發(fā)明的優(yōu)選方式，應(yīng)當(dāng)指出，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。