[發(fā)明專(zhuān)利]重金屬污酸廢水資源化回收方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310501529.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103553248A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴立元;王慶偉;李青竹;蔣國(guó)民;楊志輝;柴承志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué);長(zhǎng)沙賽恩斯環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/06
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/06;C22B7/00;C02F1/469
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所 43114
• 代理人: 袁靖

1.重金屬污酸廢水資源化回收方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

第一步、冶煉過(guò)程產(chǎn)生的污酸首先自由沉降脫除懸浮物，再過(guò)濾污酸中大于5微米的細(xì)小顆粒后進(jìn)入電滲析裝置；

第二步、電滲析過(guò)程中，陰離子膜采用二價(jià)陰離子通過(guò)性膜，陽(yáng)離子膜采用一價(jià)陽(yáng)離子通過(guò)性膜，在電場(chǎng)力的作用下，污酸中的H+通過(guò)陽(yáng)離子膜進(jìn)入酸濃縮液，包括SO₄^2-、Cl^-、F^-在內(nèi)的一價(jià)和二價(jià)陰離子則通過(guò)陰離子膜也進(jìn)入酸濃縮液，而二價(jià)及以上價(jià)態(tài)的重金屬離子不能通過(guò)陽(yáng)離子膜仍停留在污酸溶液中，包括AsO₃^3-、AsO₄^3-在內(nèi)的高價(jià)陰離子不能通過(guò)陰離子膜也停留在污酸溶液中，從而實(shí)現(xiàn)酸和重金屬離子的分離，污酸中的酸度降低到H⁺濃度不超過(guò)0.001mol/L；

第三步、第二步得到的酸濃縮液用于回收制酸，得到的低酸重金屬液進(jìn)行硫化沉淀去除重金屬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污酸廢水資源化回收方法，其特征在于，

第三步所述的硫化沉淀的過(guò)程如下：密封的硫化反應(yīng)器上部設(shè)置射流器，硫化反應(yīng)器中的低酸重金屬液通過(guò)循環(huán)泵由進(jìn)液口輸入射流器，同時(shí)高速流動(dòng)的低酸重金屬液產(chǎn)生的負(fù)壓使硫化氫氣體由硫化氫氣體發(fā)生器進(jìn)入射流器的進(jìn)氣口，低酸重金屬液中的重金屬離子和硫化氫氣體在射流器內(nèi)混合反應(yīng)，生成的硫化物因不溶于酸而沉淀，不溶于酸的硫化氫氣體上升并通過(guò)設(shè)置于硫化反應(yīng)器上部的輸出管道返回硫化氫氣體發(fā)生器循環(huán)使用，低酸重金屬液通過(guò)循環(huán)泵再次進(jìn)入射流器繼續(xù)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污酸廢水資源化回收方法，其特征在于，

污酸是金屬冶煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣在制酸時(shí)使用濕法凈化工藝過(guò)程中產(chǎn)生的酸性廢水，污酸中硫酸質(zhì)量濃度在2％-11％之間，含有銅、鉛、汞、銻、鋅、砷、鎘、銦、鎳、錫、錳離子中的一種或幾種，以及氟、氯、硫酸根和氫離子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污酸廢水資源化回收方法，其特征在于，

所述的二價(jià)及以上價(jià)態(tài)的重金屬離子包括銅、鉛、汞、銻、鋅、砷、鎘、銦、鎳、錫、錳離子中的一種或幾種。

5.與權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的重金屬污酸廢水資源化回收方法相適用的裝置，其特征在于，包括初沉池、微過(guò)濾器、電滲析裝置、用于儲(chǔ)存酸濃縮液的濃縮池、硫化反應(yīng)器和重金屬處理裝置，所述的電滲析裝置包括分別設(shè)置于相對(duì)兩側(cè)的陰極和陽(yáng)極，以及處于陰極和陽(yáng)極之間且依次交錯(cuò)設(shè)置的至少兩塊陽(yáng)離子膜和至少一塊陰離子膜，最靠近陰極和陽(yáng)極的離子膜均為陽(yáng)離子膜并分別與陰極和陽(yáng)極形成通有極水的兩個(gè)極室，陽(yáng)離子膜和陰離子膜之間交錯(cuò)形成用于通過(guò)酸濃縮液和污酸廢水的交換室，所述的初沉池和微過(guò)濾器通過(guò)管道依次串聯(lián)并連接電滲析裝置中用于通過(guò)污酸廢水的交換室，然后再依次連接硫化反應(yīng)器和重金屬處理裝置，所述的濃縮池通過(guò)管道連接電滲析裝置中用于通過(guò)酸濃縮液的交換室，然后再連接回濃縮池以形成酸濃縮液交換循環(huán)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括設(shè)有兩個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口的原水池，所述的原水池的第一輸入口通過(guò)管道連接微過(guò)濾器，原水池的輸出口分別通過(guò)兩根設(shè)有閥門(mén)的管道連接電滲析裝置用于通過(guò)污酸廢水的交換室以及硫化反應(yīng)器，原水池的第二輸入口通過(guò)管道連接電滲析裝置用于通過(guò)污酸廢水的交換室以形成污酸溶液交換循環(huán)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述的硫化反應(yīng)器包括上部設(shè)有射流器的反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體上設(shè)有用于輸入經(jīng)過(guò)電滲析后得到的低酸重金屬液的入液口、射流器上設(shè)有進(jìn)液口、進(jìn)氣口和擴(kuò)散管，進(jìn)液口通過(guò)連接反應(yīng)器本體以輸入進(jìn)入反應(yīng)器本體的污酸溶液，進(jìn)氣口連接外部硫化氫氣體發(fā)生器以輸入硫化氫氣體，擴(kuò)散管將混合反應(yīng)后的產(chǎn)物輸出至反應(yīng)器本體內(nèi)，反應(yīng)器本體上設(shè)有用于排出硫化氫氣體至硫化氫氣體發(fā)生器以循環(huán)利用的排氣口以及輸出反應(yīng)產(chǎn)物的輸出口，輸出口連接至重金屬處理裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述的重金屬處理裝置包括依次串聯(lián)的壓濾機(jī)、清水池和噴淋系統(tǒng)。