GB/T 33073-2016 含镍废料处理处置技术规范

　　ICS 13. 030. 10 Z 05

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33073—2016

　　含镍废料处理处置技术规范

　　Technicalspecification fornickelscrap treatmentanddisposal

　　2016-10-13发布 2017-05-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33073—2016

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国石油和化学工业联合会提出 。

　　本标准由全国废弃化学品处置标准化技术委员会(SAC/TC294)归 口 。

　　本标准起草单位 : 浙江华友钴业股份有限公司 、广东邦普循环科技有限公司 、厦门高普尔 自动化设备有限公司 、江门市长优实业有限公司 、石狮市蓝云环境技术有限公司 、格林美股份有限公司 、扬州祥发资源综合利用有限公司 、江西核工业兴中科技有限公司 、中海油天津化工研究设计院 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 邓 永 贵 、余 海 军 、吕 奋 勇 、王 强 、陈 嘉 宾 、许 开 华 、姚 来 祥 、曾 昭 崐 、张 学 梅 、谢英豪 、李智专 、王彦 。

　　含镍废料处理处置技术规范

　　1 范围

　　本标准规定了含镍废料的分类 、处理处置技术方法 、镍的浸出率和回收率及计算方法 、环境保护和安全要求 。

　　本标准适用于含镍废料的处理处置 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB 5085. 7 危险废物鉴别标准 通则

　　GB 8978 污水综合排放标准

　　GB 9078 工业炉窑大气污染物排放标准

　　GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准

　　GB 13271 锅炉大气污染物排放标准

　　GB 16297 大气污染物综合排放标准

　　GB 18597 危险废物贮存污染控制标准

　　GB 18599 一般工业固体废物贮存 、处置场污染控制标准

　　GB/T 21179—2007 镍及镍合金废料

　　GB 25467 铜 、镍 、钴工业污染物排放标准

　　HJ 2025 危险废物收集 、贮存 、运输技术规范

　　3 含镍废料的分类

　　按照 GB/T 21179—2007的规定进行分类 。

　　4 处理处置技术方法

　　4. 1 热处理

　　4. 1. 1 火法处理

　　4. 1. 1. 1 目的

　　利用高温将含镍废料(如触媒废料 、镍合金废料等)熔融 、提炼回收镍 。

　　4. 1. 1.2 设备

　　火法工艺可选用熔炼炉或电弧炉等设备 。

　　4. 1. 1.3 工艺过程

　　将金属含量固定的含镍废料(如触媒废料 、镍合金废料等)与一定比例的熔剂 、焦炭混合投入熔炉进

　　GB/T 33073—2016

　　行熔融 ,铸入模具 。

　　4. 1. 1.4 控制条件及要求

　　4. 1. 1.4. 1 熔剂为碱金属或碱土金属的硫酸盐或碳酸盐(硫酸钠 、碳酸镁等) 。

　　4. 1. 1.4.2 含镍废料 、熔剂和焦炭的质量比为 : (1~ 5) ∶ (0. 5~4) ∶ (0. 5~4) 。

　　4. 1. 1.4.3 熔融温度 :1 400 ℃ ~ 1 800 ℃ 。

　　4. 1.2 灼烧处理

　　4. 1.2. 1 目的

　　含镍废料中的有机物热解脱除和金属氧化 。

　　4. 1.2.2 设备

　　灼烧处理可选用焙烧炉 、回转窑等设备 。

　　4. 1.2.3 工艺过程

　　将含镍废料投入焙烧设备 ,有机物全部炭化 ,镍部分转变为氧化镍 。

　　4. 1.2.4 控制条件及要求

　　4. 1.2.4. 1 灼烧温度 :400 ℃ ~ 600 ℃ 。

　　4. 1.2.4.2 灼烧时间 :1 h~ 2 h。

　　4.2 破碎、研磨

　　4.2. 1 目的

　　通过对固体施加外力 ,使其破碎为尺寸更小的颗粒 。

　　4.2.2 设备

　　可选择气流破碎机 、球磨机 、分选机等设备 。

　　4.2.3 工艺过程

　　将含有大颗粒或块状的含镍废料投入破碎或研磨设备 ,然后废料经过分级 ,粗颗粒仍返回破碎或研磨设备 ,颗粒废料收集后待用 。

　　4.2.4 控制条件及要求

　　通过破碎或研磨 、分级后含镍废料的粒度宜小于 1 mm。

　　4.3 浸出

　　4.3. 1 目的

　　利用浸出溶剂(无机酸 、无机碱等)将废料中的金属选择性溶解或全部溶解进入溶液 。

　　4.3.2 设备

　　宜选用衬有防腐层的槽 、罐等反应设备 ,并配套搅拌器 、加热器 。

　　4.3.3 硫酸浸出

　　4.3.3. 1 工艺过程

　　经处理的含镍废料导入反应设备内 ,加入硫酸溶液 ,搅拌反应体系 ,反应完全后浆液送压滤分离 ,得到金属酸性浸出液和残渣 。

　　4.3.3.2 控制条件

　　4.3.3.2. 1 浸出温度 :50 ℃ ~ 80 ℃ 。

　　4.3.3.2.2 浸出时间 :1. 5 h~ 3 h。

　　4.3.3.2.3 硫酸质量浓度 :80g/L~ 100 g/L。

　　4.3.3.2.4 液固比 : 1 ∶ 3~ 1 ∶ 5。

　　4.3.4 混酸浸出

　　4.3.4. 1 工艺过程

　　同 4. 3. 3. 1,使用混酸浸出回收金属离子 。

　　4.3.4.2 控制条件

　　4.3.4.2. 1 无机酸浓度 :3 mol/L。

　　4.3.4.2.2 盐酸与硫酸的体积比 :3 ∶ 1。

　　4.3.4.2.3 浸出温度 :75 ℃ ~ 95 ℃ 。

　　4.3.4.2.4 浸出时间 :2 h~ 3 h。

　　4.3.5 氢氧化钠-硫酸浸出

　　4.3.5. 1 工艺过程

　　将经处理的含镍废料(如触媒废料) 投入反应设备 , 加入过量的氢氧化钠溶液 ,溶解 ,沉降 ,水洗残渣 。保留残渣进行硫酸浸出 , 同 4. 3. 3. 1。

　　4.3.5.2 控制条件

　　4.3.5.2. 1 氢氧化钠溶液浓度 :30 g/L~ 35 g/L。

　　4.3.5.2.2 控制温度 :60 ℃ ~ 80 ℃ 。

　　4.3.5.2.3 浸出时间 :0. 5 h~ 1 h。

　　4.3.5.2.4 洗涤残渣终点控制 :洗涤液至 pH 约为 7。

　　4.4 净化

　　4.4. 1 目的

　　控制料浆工艺条件 ,加入沉淀剂或者通过调整 pH使得杂质离子沉淀 ,达到分离目的 。

　　4.4.2 设备

　　宜选用衬有防腐层的槽 、罐等反应设备 ,并配套搅拌器 、加热器 。

　　4.4.3 除铁

　　4.4.3. 1 工艺过程

　　将经浸出处理过的料浆加热后缓慢加入氢氧化钠溶液 ,保持搅拌 ,保证料浆的 pH 为 3~ 3. 5,然后继续加入氢氧化钠溶液直至 pH 为 4. 0~4. 5。

　　4.4.3.2 控制条件

　　4.4.3.2. 1 氢氧化钠溶液浓度 :40 g/L~ 80g/L。

　　4.4.3.2.2 控制温度 :85 ℃ ~ 100 ℃ 。

　　4.4.3.2.3 反应 pH :3~ 3. 5。

　　4.4.3.2.4 反应时间 :1. 5 h~ 2 h。

　　4.4.3.2.5 沉淀终点控制 :pH4. 0~4. 5。

　　4.4.4 除钙镁

　　4.4.4. 1 工艺过程

　　将料浆加热后缓慢加入氢氧化钠溶液 ,保持搅拌 ,保证料浆的 pH 和温度 , 加 入 氟 化 铵 , 过 滤 除 去钙 、镁 。

　　4.4.4.2 控制条件

　　4.4.4.2. 1 氢氧化钠溶液浓度 :40 g/L~ 80g/L。

　　4.4.4.2.2 控制温度 :65 ℃ ~ 85 ℃ 。

　　4.4.4.2.3 反应 pH :5~ 6。

　　4.4.4.2.4 反应时间 :0. 5 h~ 1 h。

　　4.4.5 除重金属

　　4.4.5. 1 工艺过程

　　将料浆加入硫化钠溶液 ,应控制 pH 和反应温度 ,使得重金属沉淀 ,过滤洗涤 ,滤渣可堆积回收锌 、铜等 。

　　4.4.5.2 控制条件

　　4.4.5.2. 1 硫化钠用量 :理论值的 1. 1 倍 ~ 1. 2 倍 。

　　4.4.5.2.2 反应 pH :2. 0~ 2. 5。

　　4.4.5.2.3 反应时间 :0. 5 h~ 1 h。

　　4.4.5.2.4 控制温度 :20 ℃ ~40 ℃ 。

　　4.4.6 萃取

　　4.4.6. 1 目的

　　利用萃取剂将部分金属选择性萃出 ,实现金属分离 ,达到净化的 目的 。

　　4.4.6.2 设备

　　萃取箱 、萃取罐等设备 ,配套搅拌器 。 电器设备应选用防爆型 。

　　4.4.6.3 工艺过程

　　含镍料液与萃取剂混合 ,经澄清将负载有机相 、水相分离 。

　　4.4.6.4 控制条件

　　4.4.6.4. 1 pH 调节剂 :硫酸 、氢氧化钠 。

　　4.4.6.4.2 萃取剂 :二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸(Cyanex272) 、2-乙基己基膦酸单 2-乙基己基酯(P204) 、二(2-乙基己基)磷酸酯(P507) 。

　　4.4.6.4.3 稀释剂 :磺化煤油 。

　　4.4.6.4.4 萃取剂稀释比 :1 ∶ (2~ 5) 。

　　4.4.6.4.5 萃取体系 :V有 机 相 ∶V水 相 = (1~ 3) ∶ 1。

　　4.4.6.4.7 萃取级数 :4~ 8。

　　4.4.6.4. 8 控制温度 :40 ℃ ~ 50 ℃ 。

　　4.5 提纯

　　4.5. 1 目的

　　同 4. 4. 6. 1。

　　4.5.2 设备

　　同 4. 4. 6. 2。

　　4.5.3 工艺过程

　　含镍萃余液与萃取剂混合 ,经澄清将负载有机相 、水相分离 ,负载有机相经洗涤 ,再用酸反萃得到镍盐溶液 ,反萃后有机相经皂化回用 。硫酸镍萃余液利用活性炭除去油脂后经浓缩 、结晶 。

　　4.5.4 控制条件及要求

　　4.5.4. 1 提纯萃取条件同 4. 4. 6. 4。

　　4.5.4.2 反萃酸液 :硫酸溶液 ,c(H2SO4 )为 0. 5 mol/L~ 2. 5 mol/L。

　　...... 数:V:硫3酸~∶6V。有 机 相 = 1 ∶ (8~ 20) 。

　　5 镍的浸出率和回收率及计算方法

　　5. 1 镍的浸出率不宜低于 98% 。

　　5.2 镍的回收率不宜低于 96% 。

　　5.3 镍的浸出率计算方法见 A. 1。

　　5.4 镍的回收率计算方法见 A. 2。

　　5.5 镍含量的测定方法参见附录 B。

　　6 环境保护和安全要求

　　6. 1 企业在回收利用过程中产生的废水 ,经处理钴离子 、镍离子排放浓度应符合 GB 25467的要求 ,其

　　他离子排放浓度应符合 GB 8978的要求 。

　　6.2 回收利用过程中产生的固体废物应按 GB 5085. 7 的规定进行鉴别 ,并符合下列规定 :

　　a) 经鉴别属于危险废物 ,应按 GB 18597和 HJ 2025要求进行收集 、贮存 、运输 ,并交由有资质单位进行处理 。

　　b) 经鉴别属于一般固体废物 ,应按 GB 18599的要求执行 。

　　6.3 回收利用过程中产生的废气和粉尘经处理后应符合 GB 9078、GB 13271和 GB 16297的要求 。

　　6.4 回收处理企业厂界噪声应符合 GB 12348的要求 。

　　6.5 回收处理作业区应在配备通风管道 、排气 、吸尘和贮存装置的厂房内进行 。

　　6.6 处理设备和容器应具有安全防护措施 。

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　计算方法

　　A. 1 镍的浸出率的计算

　　镍的浸出率以 e计 ,按式(A. 1)计算 :

　　e ……………………( A. 1 )

　　式中 :

　　ρ— 1 t含镍废料经浸出处理后 ,浸出液中镍的浓度的数值 ,单位为克每升(g/L) ;

　　V— 1 t含镍废料经浸出处理后 ,浸出液的体积的数值 ,单位为升(L) ;

　　m— 浸出处理前 ,1 t含镍废料中镍(Ni)的质量的数值 ,单位为克(g) 。

　　A.2 镍的回收率的计算

　　镍的回收率以 R 计 ,按式(A. 2)计算 :

　　R ……………………( A. 2 )

　　式中 :

　　ρ — 1 t含镍废料经处理处置后产生的含镍(Ni)废液的质量浓度的数值 ,单位为克每升(g/L) ; V — 1 t含镍废料经处理处置后产生的含镍(Ni)废液的体积的数值 ,单位为升(L) ;

　　m1— 1 t含镍废料经处理处置后产生的废渣中含镍(Ni)的质量的数值 ,单位为克(g) ;

　　m — 1 t含镍废料中镍(Ni)的质量的数值 ,单位为克(g) 。

　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　镍含量的测定方法

　　含镍废料及处理过程中镍含量宜按下列标准规定的方法进行测定 :

　　GB/T 15555. 10 固体废物 镍的测定

　　丁二酮肟分光光度法

　　第 1 部分 : 丁二酮肟分光光度法

　　第 2 部分 :原子吸收分光光度法

　　第 3 部分 :石墨炉原子吸收分光光度法

　　第 4部分 : 电感耦合等离子体发射光谱法