[發明專利]一種鹽酸體系高濃度重金屬廢液的資源化處理方法

有效

• 申請號: 201711389472.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109942129B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 紀仲光;徐政;楊麗梅;王巍;孫啟
• 申請（專利權）人: 有研資源環境技術研究院（北京）有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C01B7/07
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青

本發明公開了一種鹽酸體系高濃度重金屬廢液的資源化處理方法，包括以下步驟：(1)廢液經砂濾濾除非溶解性物質；(2)廢液進入廢液進料罐I，加入氯化鈣，啟動一級膜蒸餾系統，回收高純度鹽酸溶液，監測膜通量及過膜溶液中Cl^?含量，廢液回流進行循環膜蒸餾，過膜溶液中Cl^?含量不再增加時轉入下一工序；(3)廢液進入廢液進料罐II，啟動二級膜蒸餾系統，過膜水回收，并監測膜通量和產水電導率，廢液回流進行循環膜蒸餾，將廢液濃縮至所需的過飽和度時進入下一工序；(4)對濃縮至過飽和狀態的廢液進行冷卻，重金屬鹽結晶析出回收，剩余液返回至步驟(3)循環。本發明能夠實現廢液中鹽酸、水、金屬資源的回收以及廢液的無害化處理。

技術領域

本發明涉及一種鹽酸體系高濃度重金屬廢液的資源化處理方法，屬于高濃度重金屬廢液處理技術領域。

背景技術

在電鍍行業及冶煉電解等行業的酸洗車間中除了產生低濃度(單金屬含量＜1g/L)的重金屬廢水外，還經常會產生高濃度的重金屬廢液，此類廢液中重金屬濃度可達幾十克升甚至上百克每升，金屬陽離子多為Zn²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺等，而在陰離子方面，Cl^-極為常見，含量可達上百克每升；此類廢液的酸度一般較高，pH一般在0以下。

若采用蒸發或電解的方法處理此類廢液，高濃度Cl-的存在會對蒸發鍋爐或電解等金屬設備產生腐蝕，因此此類酸性重金屬廢液的處置非常困難。很多企業不得不采用大量投加石灰的辦法中和廢液的酸度，這也造成了大量廢渣的產生，無論是藥劑的消耗成本還是大量廢渣的處置成本都給企業帶來沉重的負擔。

隨著膜技術在環保領域的深入推廣應用，以反滲透為代表的膜濃縮技術在部分工業廢水處理中開始得到應用，如化工行業的有機含鹽廢水、印染廢水等。但反滲透膜一般為聚酰胺類的親水膜，其耐腐蝕氧化性和耐酸性較差，而酸性重金屬廢水中經常含有Cr(VI)、Fe(III)等具有氧化性的金屬，而且廢水pH很低，而且廢水中離子濃度高，超出反滲透的濃縮能力。因此，反滲透膜因其自身性質的局限性在應用于酸性重金屬廢水處理時將受到限制。

鹽酸體系高濃度重金屬廢液中的HCl是一種揮發性氣體，若采取合適手段將部分HCl提取出來，可大幅降低溶液的酸度，為后續處理技術減輕壓力。膜蒸餾則是一種精度膜分離技術，其以疏水微孔膜為分離膜，通過某種手段在膜兩側制造待分離組分的蒸汽壓差，并以其為傳質推動力驅動待分離組分穿過微孔達到膜的另一側，從而實現其與主體溶液的分離。膜蒸餾用膜具備優良的耐酸性，已有文獻表明膜蒸餾可以用于硫酸的濃縮。

發明內容

本發明的目的在于，針對鹽酸體系高濃度重金屬廢液含有腐蝕氧化性金屬及酸度較高導致處理困難的特點，提出一種鹽酸體系高濃度重金屬廢液的資源化處理方法，實現鹽酸、水、金屬資源的回收以及廢液的無害化處理。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鹽酸體系高濃度重金屬廢液的資源化處理方法，包括以下步驟：

(1)預處理：廢液經砂濾濾除大部分非溶解性物質；

(2)鹽酸分離回收：廢液經砂濾后進入廢液進料罐I，加入氯化鈣并充分溶解，廢液經加熱至一定溫度后進入一級膜蒸餾系統進行膜蒸餾，HC1氣體和部分水蒸汽透過膜孔經冷凝作為高純度鹽酸溶液回收，監測膜通量及過膜溶液中Cl^-含量，廢液回流至廢液進料罐I進行循環膜蒸餾，過膜溶液中Cl^-含量不再增加時轉入下一工序；

(3)水分離回收：廢液經鹽酸分離回收后進入廢液進料罐II，經加熱至一定溫度后進入二級膜蒸餾系統進行膜蒸餾，過膜水蒸汽經冷凝作為產水回收，并監測膜通量和產水電導率，廢液回流至廢液進料罐II進行循環膜蒸餾，將廢液濃縮至一定的過飽和度后轉入下一工序；