[發明專利]一種廢酸中無機酸與無機酸鹽的分離方法

有效

• 申請號: 201010264079.0
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101966400A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 趙志安;徐克儉;楊徐烽;劉衛國
• 申請（專利權）人: 上海西恩化工設備有限公司
• 主分類號: B01D15/04
• 分類號: B01D15/04;C01B17/90;C01B21/46;C01B7/07
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明涉及一種無機酸與無機酸鹽的分離方法，具體地說是涉及一種硫酸與硫酸鹽、硝酸與硝酸鹽、鹽酸與氯化物的分離方法。

背景技術

在硫酸生產的煙氣凈化過程中會產生一定量的廢酸；在硫酸法鈦白粉生產過程中也會產生大量的濃廢酸；在濕法冶金電解(或電積)銅、鎳、鈷等金屬時會產生一定量的高鹽廢酸。目前，處理這些廢酸的常用方法是加石灰中和或蒸發濃縮。前者造成硫酸資源浪費，產生大量含重金屬石膏渣的二次污染。蒸發濃縮處理能耗高，得到的硫酸不純，會影響二次使用。在硫酸和硫酸鹽分離方面，國外發展了二種技術，一種是樹脂法，另一種是耐酸納濾膜法。樹脂法采用樹脂交換床，交換床內充滿能吸附強酸的樹脂。當含鹽硫酸通過樹脂層時，硫酸會被樹脂暫時吸附而硫酸鹽和其他鹽的水溶液不被樹脂吸附(或吸附很少)越過樹脂層。當樹脂吸附的硫酸達到飽和即將被釋放流出時，用清水反向進入樹脂層，洗下硫酸。這種分離方法，在保證硫酸濃度下降不大于15％和硫酸損失不高于15％的前提下，它的硫酸和硫酸鹽分離效率為50-70％。它的缺點是加水造成含鹽廢水和清酸的體積膨大。優點是分離效果不受硫酸鹽濃度影響。往往硫酸鹽濃度越高，樹脂分離效果越好。單獨采用樹脂法處理上述幾種廢酸，受分離效率低限制，無法滿足廢酸的回用要求。

耐酸的納濾膜，它的耐酸濃度能夠耐硫酸25％，硫酸和硫酸鹽的分離率在95-98％，納濾膜的正常工作條件是硫酸鹽在濃縮過程中不能飽和、結垢或結晶。同時處理的硫酸鹽的濃度不能太高，不能使納濾膜滲透壓高于4.5MPa這一膜的最大工作壓力。受納濾膜對進液要求的影響，許多廢酸不滿足納濾膜的使用條件而不能用納濾處理。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種處理成分復雜、含鹽濃度比較高的廢酸的處理方法，使硫酸凈化后能夠作為資源使用，減少三廢排放。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種廢酸中無機酸與無機酸鹽的分離方法，包括以下步驟：

1)使原酸與來自納濾膜過濾器的鹽濃縮酸于原酸槽中混合后，進入樹脂除鹽器中通過樹脂交換床吸附其中的無機酸；當樹脂吸附飽和后，除鹽器停止進液，用水沖洗樹脂交換床至排出的洗脫液中所含無機酸的濃度低于原酸中所含無機酸濃度的20-40％，收集洗脫液于中間槽中；之后除鹽器重新進液，重復進行該步驟；

2)使步驟1)所得洗脫液過濾后進入納濾膜過濾器，分離出清酸和鹽濃縮酸；其中，鹽濃縮酸返回原酸槽，重復步驟1)。

本發明所提供的上述方法，尤其適用于因原酸中含鹽濃度高而引起納濾膜的滲透壓高于納濾膜運行的最高工作壓力(4.5Mpa)，或者引起原酸中一些無機酸鹽和溶解性物質在納濾膜濃縮過程中飽和結晶(或結垢)的現象發生時的情況。

所述原酸可以是硫酸廠煙氣洗滌排放的廢酸、硫酸法鈦白粉生產過程中產生的廢酸或濕法冶金電解(或電積)銅、鎳、鈷等金屬時產生的廢酸。所述原酸中含有無機酸、無機酸鹽和其他溶解性物質。根據原酸的來源不同，其中所含的無機酸和無機酸鹽也不相同。

較佳的，所述無機酸為硫酸、硝酸或鹽酸等強酸，所述無機酸鹽為硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物。所述無機酸鹽中的陽離子包括并不限于鐵離子、鎂離子、鈣離子、鋁離子、銅離子、鎘離子、鎳離子、鈷離子等中的一種或多種。

較佳的，所述的原酸中含有的無機酸鹽的濃度為5.0-120g/L。

步驟1)中，所述樹脂交換床內填充的樹脂為可吸附無機酸、而幾乎不吸附無機酸鹽及其他溶解性物質的樹脂；并且其吸附的無機酸能被水洗出。當含鹽原酸通過樹脂層時，無機酸會被樹脂暫時吸附而無機酸鹽和其他鹽的水溶液不被樹脂吸附(或吸附很少)越過樹脂層；當樹脂吸附的無機酸達到飽時，用清水反向進入樹脂層，洗下無機酸。

較佳的，所述樹脂選自拜耳公司生產的型號為VP?OC1071的樹脂或上海西恩化工設備有限公司生產的型號為CN007的樹脂。

步驟2)中，所述過濾采用保安過濾器(精密過濾器)，以防止細小微粒(如破碎的樹脂)進入下游裝置。

較佳的，步驟2)中，使用高壓泵在0.8-4.5MPa的壓力下使所述洗脫液進入納濾膜過濾器。

較佳的，步驟2)中，所述納濾膜過濾器中排出鹽濃縮酸的量為高壓泵進液量的40-60％(體積比)。

較佳的，步驟2)中，所述納濾膜過濾器的工作壓力為0.8-4.5MPa。

較佳的，步驟2)中，所述納濾膜過濾器中裝填的納濾膜為能夠耐重量百分濃度為20％的硫酸的納濾膜，例如GE公司生產的型號為NF4040、NF8080等的納濾膜。