泰州草酸鈷行業氨氮廢水處理技術鈷是一種重要的金屬材料，具有優良的物理、化學和機械性能，其應用領域非常廣泛，是制備磁記錄介質、光電器件和集成電路等元器件的原料，同位素Co-60還是重要的放射源。我國鈷消費量自1998年以來平均年增速為19.9%，現已是

    草酸鈷是制備高品質鈷氧化物和單質鈷粉的重要中間產品，其生產制備方法主要為固相合成法和液相沉淀法。由于液相沉淀法工藝與設備簡單，易于實現工業化生產，且產物的純度、形貌、粒度可控，因此，我國草酸鈷生產企業主要采用液相沉淀法[8]。

    在草酸銨沉鈷工序，國內外草酸鈷生產廠家普遍采用草酸銨為沉淀劑，在生產過程中使用液氨為原料，因而形成了大量含氨氮的廢水。

    據統計，每生產1t金屬鈷量的草酸鈷需要約3.5t氨水，產生的母液中含有約20g/L~30g/L的NH4+離子。根據我國污水綜合排放標準規定，氨氮一級標準小于15mg/L，而母液中NH4+濃度遠遠超過了國家規定的排放標準。因此，如何有效解決氨氮廢水的處理問題，實現資源高效利用，顯得尤為重要。

    1、草酸鈷制備方法

    1.1固相合成法

    固相合成法是在合適表面活性劑存在的條件下，鈷鹽與草酸發生固相化學反應，一步合成草酸鈷的方法。固相反應起始于鈷鹽和草酸兩個反應物分子的擴散接觸，接著發生化學作用，生成產物草酸鈷分子。

    當產物草酸鈷分子集聚到一定大小而形成晶核時，成核過程完成。隨著晶核的長大，達到一定的大小后形成獨立的草酸鈷晶相。

    草酸鈷的固相合成法過程中不使用溶劑，工藝具有高選擇性，又可避免液相沉淀中出現的硬團聚現象。但該法存在反應速度慢，生產效率低，工藝條件難控制等缺點，不便實現工業化。目前，固相合成法制備草酸鈷還只處于試驗研究階段。如：曹亞麗等人研究了以聚乙二醇為表面活性劑，利用鈷鹽與草酸進行低熱固相化學反應，合成了草酸鈷納米棒。

    1.2液相沉淀法

    液相沉淀法是制備草酸鈷的重要生產方法，在草酸鈷的工業化生產中得到了廣泛的應用。該技術是在溶液狀態下將可溶性鈷鹽與沉淀劑草酸或草酸鹽混合，得到沉淀物，再將沉淀物進行干燥，而得到草酸鈷粉末。

    液相沉淀法制備草酸鈷的工藝與設備簡單，易于實現工業化，且通過控制沉淀條件，可對草酸鈷的純度、形貌、粒度實現精確控制。

    但該法制備的草酸鈷粉末易形成嚴重的團聚而使粉體的特性受到破壞。如：黃明雯等人對液相沉淀法制備草酸鈷進行了研究；沈國柱等人以氯化鈷和草酸為原料，運用超聲沉淀法制備出超細草酸鈷。

    1.3工業生產技術

    我國草酸鈷的工業生產技術已處于水平。先進的液-液萃取技術、高壓浸出技術，以及先進的高壓浸出釜、高效混合澄清萃取器等都已廣泛應用于草酸鈷的工業生產中。

    由于我國鈷礦資源少，且鈷主要是作為伴生礦與鐵、鎳、銅等一起產出，因而草酸鈷的工業生產大多以含鈷二次資源為原料。

    由于生產草酸鈷的原料成分復雜，且品位低，針對不同的含鈷原料，科技工作者開發出多種草酸鈷生產工藝。這些工藝流程雖各有特點，但一般都包括浸出、化學除雜、萃取除雜、鎳鈷分離、沉鈷等工藝過程，目前我國應用*泛的草酸鈷工業化生產工藝所示。

    草酸銨沉鈷的主要反應為：

    在此階段將產生大量含NH4+離子的母液，NH4+離子的含量約為20g/L~30g/L。

    2、草酸鈷生產行業氨氮廢水處理現狀

    2.1含氨工業廢水的危害

    水體中氨氮的濃度是評價水體污染程度的一個重要指標。隨著工農業的迅速發展，氨氮污染的來源越來越廣泛，排放量也越來越大，其中工業生產過程排放的含氨廢水是污染水體并造成水體中氨氮濃度升高的主要污染源，對人類生存壞境產生了諸多危害。

    含有氨氮廢水一旦外排，即可對湖泊、海灣等流動性較慢的水體造成污染，使水中的藻類及其它微生物大量繁殖，形成富營養化污染，使水中溶解氧下降，導致魚類大量死亡;氨氮的存在也會造成自來水廠耗氯量增大，出現飲用水異味等現象;氨氮加劇金屬的腐蝕，特別是對銅具有較強腐蝕性;當污水回用時，再生水中的氨氮促使微生物的繁殖，形成生物垢堵塞管道和用水設備。為保護淡水生物的水質，我國在《污水綜合排放標準》也對氨氮廢水的最高允許排放濃度做了詳細規定，如表1所示。

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    2.2氨氮廢水主要處理技術

    常見的氨氮廢水處理方法有吹脫汽提法、離子交換法、催化氧化法、化學沉淀法、生物法等。如何選擇處理方法，取決于氨氮濃度和廢水水質。

    (1)吹脫汽提法

    吹脫、汽提法用于脫除水中溶解氣體和某些揮發性物質。即將氣體通入水中，使氣水相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發性溶質穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除污染物的目的。吹脫汽提法處理廢水后所逸出的氨氣可進行回收。

    (2)離子交換法

    離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。目前常用沸石作為去除氨氮的離子交換體。沸石是一類含水的架狀鋁硅酸鹽礦物，它的骨架結構由硅(鋁)氧四面體通過氧橋相互連接構成并形成孔穴和孔道。通常它們被具有移動性的陽離子和水填充，可進行陽離子交換，加熱可使水從沸石中脫出，而沸石結構不會破壞。離子交換法適用于中低濃度的氨氮廢水(小于500mg/L)。

    (3)化學沉淀法

    化學沉淀法的基本原理是向氨氮廢水中投加Mg2+和PO43-，使之與NH4+生成難溶復鹽MgNH4PO4·6H2O(簡稱MAP)結晶，再通過重力沉淀使MAP從廢水中分離。化學沉淀法可以處理各種濃度氨氮廢水，是一種技術可行、經濟合理的方法，很有開發前景。

    (4)催化氧化法

    催化氧化法是近二十年來興起的水處理技術新領域，它通過化學、物理的方法將廢水中的污染物直接氧化成無機物，或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用于脫除廢水中氨氮的氧化法主要有催化濕式氧化法和光催化氧化法。

    (5)生物法

    廢水中的氨氮在各種微生物作用下，通過硝化、反硝化等一系列反應最終形成氮氣，從而達到處理的目的。近30年來，含氨廢水生物脫氮技術取得了飛速的發展，并己在生產實踐中得到廣泛應用。生物脫氮可去除多種含氮化合物，其處理效果穩定，不產生二次污染，而且比較經濟。

    2.3草酸鈷工業氨氮廢水處理現狀

    草酸鈷工業生產過程產生的工業廢水中主要污染物有金屬離子和氨氮，目前廢水中有價金屬的回收已經做得不錯，為使這類廢水達到國家排放標準，須對其含有的氨氮進行處理。

    由于草酸鈷工業氨氮廢水組分復雜，回收處理的工藝技術煩瑣，投資運行成本高。國內多數草酸鈷生產廠家為了節約成本采用簡單的稀釋法，即將氨氮廢水與工廠其他廢水混合稀釋氨氮濃度，然后加生石灰進行簡單中和處理后直接外排。

    采用簡單稀釋混合法處理后的廢水，雖然氨氮濃度達到國家當前實行的排放標準，但仍需進入到城市污水處理系統進行再次處理。這此過程中不僅會導致水體富營養化、污染壞境，而且也增加了后續處理的成本，還造成了氨資源的嚴重流失。目前，氨氮廢水的污染問題日益嚴峻，而國家最嚴環保法的出臺后正在嚴格執行氨氮含量排放標準，同時要求從排放總量上控制廢水的排放，現行草酸鈷生產企業處理氨氮廢水的簡單稀釋混合法將被禁止。因此，如何有效處理草酸鈷工業氨氮廢水已經成為一個十分緊迫的環保問題。

    泰州草酸鈷行業氨氮廢水處理技術草酸鈷企業在處理氨氮廢水時，一方面要重點考慮如何降低廢水中氨氮濃度以達標排放，另一方面需考慮如何回收廢水中的氨以降低運行成本。實際處理中主要存在以下問題：

    一是氨氮廢水處理項目占地面積大、基建投資多，處理每噸氨氮需要上萬元投資。廢水中氨氮的流失已使企業承受損失，為了達標排放，還要付出數十倍的費用來處理這些流失的氨氮，企業都會覺得難以接受。

    二是企業處理氨氮廢水的環保配套設施明顯滯后。隨著生產發展，廢水排放量不斷增大，環保設施存在超負荷運行狀況，處理效果難以達到標準要求。而且處理費用高，每處理一噸氨約需上萬元，但回收得到的卻大都是低附加值的產品。

    三是生產企業更關注短期利潤。少數企業寧愿受罰也不愿配備廢水處理工程，也有一些企業雖建了廢水處理設施，但由于資金或管理等原因，運轉率不高，處理效果不佳，直排、偷排現象時有發生。

    3、結論

    (1)草酸鈷的工業生產一般采用沉淀法，沉鈷的使用草酸銨為沉淀劑，因此會產生大量含有氨氮的廢水，如何有效處理氨氮廢水顯得尤為重要;

    (2)工業氨氮廢水的處理方法主要有吹脫汽提法、離子交換法、催化氧化法、化學沉淀法、生物法，如何選擇處理方法與廢水本身的性質密切相關;

    (3)目前草酸鈷工業一般采用生石灰中和的方法處理含氨氮廢水，不僅費用高、占地大，而且處理不達標，同時還造成了氨氮資源的重大浪費，研究開發高效、環保的氨氮廢水處理方法是草酸鈷工業必須解決的環保問題。