[发明专利]用于酸性磷酸酯类萃取体系的吸附材料及制备方法和应用

说明书

用于酸性磷酸酯类萃取体系的吸附材料及制备方法和应用，属于酸性磷酸酯类萃取体系废水或料液深度除油、除TOC技术领域。本发明提供一种用于酸性磷酸酯类萃取体系含油废水或料液深度除油的吸附材料及其制备和应用方法，该吸附材料具有除油性能优良、吸油容量大、易再生的优点；以及一种用于酸性磷酸酯类萃取体系含油废水或料液深度除TOC的吸附材料及其制备和应用方法。本发明具有深度除油、除TOC效果好，吸附材料可再生，运行成本低，处理金属料液时无有价金属离子损失的优点。

技术领域

本发明属于酸性磷酸酯类萃取体系废水或料液深度除油、除TOC技术领域，涉及一种用于酸性磷酸酯类萃取体系废水或料液深度除油、除TOC的吸附材料及其制备和应用方法。

背景技术

萃取技术是应用较成熟的化工单元操作之一，其中酸性磷酸酯萃取剂常用于有色金属、稀土冶金废水中金属离子的提取和富集，如P507萃钴一般是在萃取之前先将萃取剂(如P507，学名为2-乙基己基磷酸单-2-乙基己酯)用磺化煤油等溶剂稀释，然后用氨水或液碱等皂化，皂化有机相与水相混合萃取。萃取反应结束后，分相得萃余液(水相)和萃取相(富钴有机相)，萃余液主要成分为硫酸钠或硫酸铵，净化后蒸发结晶制元明粉或化肥；萃取相用酸反萃，得到空白有机相和富钴水相。空白有机相返回萃取工艺，富钴水相为硫酸钴或氯化钴溶液，净化后生产三元锂电池前驱体材料、金属钴或其他钴类产品。

在实际生产中，由于有机相自身亲水性(萃取率与有机相的亲水性相矛盾，为保证高萃取率，有机相必须具备一定的亲水性)和分相不充分等原因，萃余液或反萃料液中经常会携带一些油类物质，含量为30～500mg/L，这些油类物质会影响后续产品的纯度和性能，必须在净化工序中一并去除。废水或料液中携带的油类物质按存在形态分为悬浮油、分散油、乳化油和溶解油。悬浮油粒径大于100μm，短时间可上浮结成大油滴，静置分层可去除；分散油粒径介于10～100μm之间，分散于水中，需更长时间才能上浮结成较大油滴，加入絮凝药剂可缩短凝结时间，用纤维球、果壳等滤料过滤或改性纤维等材料聚结可去除；乳化油粒径小于10μm，通常介于0.1～2μm之间，性质稳定，需药剂混凝、树脂聚结、超声、微波等办法先行破乳，然后再油水分离；相较于悬浮、分散和乳化等非溶解油，溶解油以化学溶解的方式分散在水相中，常规方法很难去除，需要用吸附、膜分离和氧化降解等办法才能去除，是废水或料液深度除油的主要技术难点。

废水或料液中溶解油的主要成分为磺化煤油和金属萃合物，氧化降解方法需要向料液中加入药剂，会向体系中引入杂质或氧化改变有价金属价态，适合废水的深度除油，不适合有价金属料液中溶解油的去除。另外由于磷酸酯萃取剂和磺化煤油等组分本身难降解的特性，氧化降解工艺药剂耗量大，运行成本高。膜材料因润湿的特性，遇到油类物质时，极易造成膜堵塞和污染，实用性不佳。目前国内大多数企业采用活性炭吸附除油的方法去除废水或料液中的溶解油，即向料液中投加活性炭粉末搅拌吸附或料液进入活性炭吸附罐，压滤液或吸附出水去往后续工序。活性炭吸附除油的优点是设备投资少、工艺操作简单、可吸附去除大部分溶解油，但有6个显著缺点：(1)油仅能去除至7～8mg/L，无法去除至1mg/L以下，废水COD或料液纯度仍不达标；(2)活性炭消耗量大，运行成本高，吨水处理费用超过25元；(3)活性炭不可再生，使用后的活性炭为危险废物，需耗资由专业的机构处理；(4)板框压滤后的滤液中仍含有炭粉，不但易造成后续设备堵塞，而且会影响产品白度；(5)活性炭吸附选择性差，处理金属反萃液时，也会吸附一部分金属离子，造成有价金属损失；(6)活性炭更换频繁，工人操作强度大，操作环境差。