ICS13.030.10 Z05 中华人民共和国国家标准 GB/T33073—2016 含镍废料处理处置技术规范 Technicalspecificationfornickelscraptreatmentanddisposal 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前 言 本标准按照GB/T1.1—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。 ⅠGB/T33073—2016 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。 GB5085.7 危险废物鉴别标准 通则 GB8978 污水综合排放标准 GB9078 工业炉窑大气污染物排放标准 GB12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB13271 锅炉大气污染物排放标准 GB16297 大气污染物综合排放标准 GB18597 危险废物贮存污染控制标准 GB18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB/T21179—2007 镍及镍合金废料 GB25467 铜、镍、钴工业污染物排放标准 HJ2025 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/T21179—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 1GB/T33073—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:1400℃~1800℃。 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:1h~2h。 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1mm。 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。 2GB/T33073—2016 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:1.5h~3h。 4.3.3.2.3 硫酸质量浓度:80g/L~100g/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:3mol/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:2h~3h。 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:30g/L~35g/L。 4.3.5.2.2 控制温度:60℃~80℃。 4.3.5.2.3 浸出时间:0.5h~1h。 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。 3GB/T33073—2016 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:40g/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:1.5h~2h。 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:40g/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:0.5h~1h。 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:0.5h~1h。 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。 4GB/T33073—2016 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。 4.4.6.4.6 皂化剂:氢氧化钠。 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0.5mol/L~2.5mol/L。 4.5.4.3 反萃体系:V硫酸∶V有机相=1∶(8~20)。 4.5.4.4 反萃取级数:3~6。 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GB25467的要求,其 5GB/T33073—2016 他离子排放浓度应符合GB8978的要求。 6.2 回收利用过程中产生的固体废物应按GB5085.7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GB18597和HJ2025要求进行收集、贮存、运输,并交由有资质单 位