申请日 20200921
公开（公告）日 20201124
IPC分类号 C02F9/10; C01D17/00; C01D5/00; C02F101/10
摘要
一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，涉及废水处理回收技术领域，该方法是先对高盐废水进行冷冻处理，使其中的钠离子以高品级硫酸钠的形式析出，并降低冷冻后液中的钠离子、硫酸根离子含量。随后通过第一次的萃取、反萃，并对反萃后液进行第一次蒸发，使钾离子结晶析出。最后对蒸发后液进行二次萃取、反萃、蒸发，得到高品级的硫酸铯产品。其不仅操作简单方便，并且对设备要求不高，具有较佳的实用价值。一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，该设备用以配合上述方法使用，包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐。其不仅结构简单，使用方便，还具有较高的处理效率。
权利要求书
1.一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其特征在于，包括：
将所述高盐废水冷冻，得到钠盐固体和冷冻后液；
对所述冷冻后液依次进行萃取和反萃，得到第一反萃后液；
对所述第一反萃后液进行蒸发浓缩，得到浓缩液和钾盐固体；
对所述浓缩液一次进行萃取和反萃，得到第二反萃后液；
对所述第二反萃后液进行蒸发浓缩，得到硫酸铯固体。
2.根据权利要求1所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其特征在于，对所述高盐废水进行冷冻的温度为-5~3℃。
3.根据权利要求2所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其特征在于，对所述冷冻后液/所述浓缩液进行萃取、反萃，是将所述冷冻后液/所述浓缩液先与pH调节剂混合，将pH值调节为碱性，再与萃取剂混合，静置分层后收集有机相与反萃剂混合；其中，所述pH调节剂为氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，所述萃取剂为TBP，所述反萃剂为硫酸的水溶液。
4.根据权利要求3所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其特征在于，所述冷冻后液/所述浓缩液与所述pH调节剂混合后，pH值为12~13。
5.根据权利要求4所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其特征在于，在与所述萃取剂混合的过程中控制相比（O:A）为2~5:1；在与所述反萃剂混合的过程中控制相比（O:A）为4~8:1。
6.一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐；所述制冷罐的进料端与进料管道连通，所述制冷罐的出料端与所述第一萃取罐的进料端连通，所述第一萃取罐的出料端与所述第一蒸发罐的进料端连通，所述第一蒸发罐的出料端与所述第二萃取罐的进料端连通，所述第二萃取罐的出料端与所述第二蒸发罐的进料端连通。
7.根据权利要求6所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述制冷罐的出料端包括第一液相出口和第一固相出口，所述第一液相出口与所述第一萃取罐的进料端连通，所述第一固相出口与第一出料管连通。
8.根据权利要求7所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第一蒸发罐/所述第二蒸发罐的顶部设置有气相出口，所述气相出口与冷凝器的进气端连通。
9.根据权利要求8所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第一蒸发罐的出料端包括第二液相出口和第二固相出口，所述第二液相出口与所述第一萃取罐的进料端连通，所述第二固相出口与第二出料管连通；所述第二蒸发罐的出料端包括第三液相出口和第三固相出口，所述第三液相出口与所述第二萃取罐的进料端连通，所述第三固相出口与第三出料管连通。
10.根据权利要求6所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述设备还包括换热器，所述换热器的冷侧入口与所述制冷罐的出料端连通，冷侧出口与所述第一萃取罐的进料端连通；所述换热器的热侧入口与所述第一蒸发罐的出料端连通，热侧出口与所述第二萃取罐的进料端连通。
说明书
一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法和设备
技术领域
本发明涉及废水处理回收技术领域，具体而言，涉及一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备。
背景技术
铯作为重要的稀缺碱金属资源，在工业催化、医药和特种玻璃等领域都有广泛的使用，现有分离铯的方法多采用分布沉淀、分级结晶、离子交换和溶剂萃取，而为了得到高质量的铯往往采用溶剂萃取。在固危废综合回收领域，高含氯物料洗涤的过程中，产出的含盐废水中含有0.5-1.5g/l的铯，40-70g/l的钾，90-100g/l的钠，50-60g/l的硫酸根，130-160g/l的氯离子，该废水用TBP萃取剂进行萃取、反萃、反萃后液进行蒸发结晶，回收得到含铯的产品，该过程由于含盐废水中的离子浓度高，造成萃取过程分项困难，同时钾的含量，难于得到高纯度的铯产品。并且，现有的用于回收铯的设备较为简单，不能满足对高纯度的铯产品的回收。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其操作简单方便，对设备要求不高，可以高效地排除高盐废水中钠钾离子的干扰，更好地对铯离子进行萃取回收，得到高纯度的铯产品。
本发明的第二目的在于提供一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其结构简单，使用方便，可以更好地配合上述从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，实现对铯离子的高效回收。
本发明的实施例是这样实现的：
一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，其包括：
将高盐废水冷冻，得到钠盐固体和冷冻后液；
对冷冻后液依次进行萃取和反萃，得到第一反萃后液；
对第一反萃后液进行蒸发浓缩，得到浓缩液和钾盐固体；
对浓缩液一次进行萃取和反萃，得到第二反萃后液；
对第二反萃后液进行蒸发浓缩，得到硫酸铯固体。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，对高盐废水进行冷冻的温度为-5~3℃。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，对冷冻后液/浓缩液进行萃取、反萃，是将冷冻后液/浓缩液先与pH调节剂混合，将pH值调节为碱性，再与萃取剂混合，静置分层后收集有机相与反萃剂混合；其中，pH调节剂为氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，萃取剂为TBP，反萃剂为硫酸的水溶液。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，冷冻后液/浓缩液与pH调节剂混合后，pH值为12~13。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，在与萃取剂混合的过程中控制相比（O:A）为2~5:1；在与反萃剂混合的过程中控制相比（O:A）为4~8:1。
一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐；制冷罐的进料端与进料管道连通，制冷罐的出料端与第一萃取罐的进料端连通，第一萃取罐的出料端与第一蒸发罐的进料端连通，第一蒸发罐的出料端与第二萃取罐的进料端连通，第二萃取罐的出料端与第二蒸发罐的进料端连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，制冷罐的外侧设置有制冷套，制冷套与制冷罐的外壁之间形成有供制冷液通过的制冷腔，制冷腔设置有制冷介质进口和制冷介质出口，制冷介质进口与制冷介质供给装置连通，制冷介质出口与制冷介质回收装置连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，制冷罐的出料端包括第一液相出口和第一固相出口，第一液相出口与第一萃取罐的进料端连通，第一固相出口与第一出料管连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一萃取罐/第二萃取罐的出料端通过三通阀分别与废液管和输液管连通，输液管与第一蒸发罐/第二蒸发罐的进料端连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一蒸发罐/第二蒸发罐的外侧均设置有加热套，加热套与第一蒸发罐/第二蒸发罐的外壁之间形成有供加热介质通过的加热腔，加热腔设置有加热介质进口和加热介质出口，加热介质进口与加热介质供给装置连通，加热介质出口与加热介质回收装置连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一蒸发罐/第二蒸发罐的顶部设置有气相出口，气相出口与冷凝器的进气端连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一蒸发罐的出料端包括第二液相出口和第二固相出口，第二液相出口与第一萃取罐的进料端连通，第二固相出口与第二出料管连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第二蒸发罐的出料端包括第三液相出口和第三固相出口，第三液相出口与第二萃取罐的进料端连通，第三固相出口与第三出料管连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，设备还包括pH调节剂储罐、萃取剂储罐、以及反萃剂储罐；pH调节剂储罐、萃取剂储罐、反萃剂储罐与第一蒸发罐/第二蒸发罐的连通。
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，设备还包括换热器，换热器的冷侧入口与制冷罐的出料端连通，冷侧出口与第一萃取罐的进料端连通；换热器的热侧入口与第一蒸发罐的出料端连通，热侧出口与第二萃取罐的进料端连通。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法，该方法是先对高盐废水进行冷冻处理，使其中的钠离子以高品级硫酸钠的形式析出，并降低冷冻后液中的钠离子、硫酸根离子含量。随后通过第一次的萃取、反萃，并对反萃后液进行第一次蒸发，使钾离子结晶析出。最后对蒸发后液进行二次萃取、反萃、蒸发，得到高品级的硫酸铯产品。其不仅操作简单方便，并且对设备要求不高，具有较佳的实用价值。一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，该设备用以配合上述方法使用，包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐。其不仅结构简单，使用方便，还具有较高的处理效率。 （发明人 李春林；魏希勇）
