[發(fā)明專利]一種含重金屬的酸洗廢液資源化系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810085776.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN108046507A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐斌;張毅敏;陳程;彭福全;孔明;朱月明;許雪婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10;C01G9/02;C01G49/02;C01G21/16;C01B7/07;C02F101/20
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

本發(fā)明公開了一種含重金屬的酸洗廢液資源化系統(tǒng)及方法，屬于危險(xiǎn)廢棄物資源化領(lǐng)域。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在含鐵、鋅和鉛三種重金屬的酸洗廢液回收難度較高的問題，本發(fā)明提供了一種含重金屬的酸洗廢液資源化系統(tǒng)及方法；所述系統(tǒng)包括萃取裝置、鼓泡裝置、攪拌裝置、固液分離裝置和蒸發(fā)裝置，萃取裝置、鼓泡裝置、攪拌裝置和固液分離裝置依次相連，萃取裝置和蒸發(fā)裝置相連。所述方法包括以下步驟：萃取鐵和鋅、反萃取回收鐵鹽、反萃取回收鋅鹽、萃取劑回用、蒸發(fā)回收鹽酸和回收鉛鹽。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)含重金屬的酸洗廢液的資源化，從而分別回收得到高純度的氫氧化鐵、氫氧化鋅、鹽酸和氯化鉛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于危險(xiǎn)廢棄物資源化領(lǐng)域，具體地說，涉及一種含重金屬的酸洗廢液資源化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

酸作為清洗劑在冶金、機(jī)械等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，如金屬制品加工業(yè)，需要大量的酸進(jìn)行表面清洗或腐蝕處理，目前大部分企業(yè)主要采用鹽酸作為清洗液，當(dāng)酸液中的金屬離子達(dá)到一定濃度后，其清洗、腐蝕效果顯著下降而成為酸洗廢液。酸洗廢液酸性強(qiáng)、濃度高、產(chǎn)生量大、易形成酸霧，如不對(duì)其進(jìn)行妥善處理，不僅會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，也會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)。

酸洗廢液主要元素含量為：Fe2+含量70±5g/L、Fe3+含量30±5g/L、Zn2+含量5±1g/L、Pb2+含量3±1g/L。傳統(tǒng)處理方法是采用NaOH或Ca(OH)2進(jìn)行中和處理，中和后雖然pH值可以達(dá)到要求，但其余各項(xiàng)指標(biāo)很難達(dá)標(biāo)，而且產(chǎn)生的大量泥渣含有金屬鹽類，脫水困難、不易干燥、處理難度大，大部分情況是堆積待處理，占用大量土地，同時(shí)浪費(fèi)了大量的金屬和酸。除此之外，還有其他的處理方法，如膜處理法、高溫焙燒法。膜處理法能夠高效回收酸和金屬鹽，酸回收率高、純度高，但是處理量小，預(yù)處理要求高，膜組件容易污染，處置成本高。高溫焙燒法投資大，設(shè)備占地面積大，對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)、管理、控制和耐腐蝕的要求高，運(yùn)行成本高，消耗大量冷卻水、電、燃料，因此僅適合于大型企業(yè)，不適合于中小型企業(yè)。

經(jīng)檢索，目前關(guān)于酸洗廢液萃取回收和蒸發(fā)回收的研究已有公開，如中國發(fā)明專利，公開號(hào)：CN105696010A，公開日：2016年6月22日，公開了一種含鐵含鋅廢鹽酸溶液的回收利用方法，其技術(shù)方案為向含鋅酸洗廢液中加入鐵屑或者鐵片，將廢液中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，再向其中加入由N235、異辛醇、磺化煤油組成的萃取劑萃取鋅，得到萃余液為氯化亞鐵溶液，含鋅的負(fù)載有機(jī)相經(jīng)反萃將鋅轉(zhuǎn)至反萃液，萃取有機(jī)相重復(fù)利用，反萃液分段加堿處理，獲得氫氧化鋅，反萃液重復(fù)利用。該專利主要針對(duì)含鐵含鋅的酸洗廢水，其投加的由N235、異辛醇、磺化煤油組成的萃取劑能夠?qū)\和鐵分離，但需要額外投入鐵屑或鐵片來還原廢液中三價(jià)鐵進(jìn)一步制得氯化亞鐵，這個(gè)三價(jià)鐵還原過程需要嚴(yán)格控制設(shè)備中的氧化性物質(zhì)含量，這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且萃取后的產(chǎn)物氯化亞鐵的穩(wěn)定性較差，其又極易氧化成氯化鐵；此外萃取劑無法對(duì)鉛離子進(jìn)行回收，且萃取劑中N235和磺化煤油的毒性較大；因此采用該專利方案無法實(shí)現(xiàn)對(duì)含鐵、含鋅和含鉛的酸洗廢水進(jìn)行處理及回收。

又如中國發(fā)明專利，公開號(hào)：CN106430100A，公開日：2017年2月22日，公開了一種含鐵廢酸液回收連續(xù)生產(chǎn)化減壓蒸餾設(shè)備及方法，其技術(shù)方案為將待處理的含鐵廢酸液輸送至熱交換器加熱，再將加熱后的含鐵廢酸液輸送至配料罐，向配料罐中加入氯化亞鐵晶體，得到氯化亞鐵溶液，再將氯化亞鐵溶液輸送至蒸發(fā)反應(yīng)釜，蒸發(fā)反應(yīng)釜加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的含酸蒸汽經(jīng)排氣管與熱交換器發(fā)生熱交換后進(jìn)入HCl收集罐，蒸發(fā)后的濃縮液被輸送至結(jié)晶釜，結(jié)晶釜冷卻結(jié)晶，固液分離罐對(duì)結(jié)晶后形成的氯化亞鐵溶液和氯化亞鐵晶體進(jìn)行分離，分別收集分離后的氯化亞鐵溶液和氯化亞鐵晶體。該專利將含鐵廢酸液直接蒸發(fā)，分別回收鹽酸和氯化亞鐵，這種方法只適合于含有單一金屬的廢酸液，如果含有鉛鋅等其他金屬，直接蒸發(fā)后剩余的的產(chǎn)物很難進(jìn)一步分離，得到產(chǎn)物的純度較低，經(jīng)濟(jì)性也較差。

發(fā)明內(nèi)容

1、要解決的問題