[發(fā)明專利]一種電滲析回收草酸沉淀廢水中鹽酸的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110557055.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113087273A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雅;李志強;陶莉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京賽科康侖環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 北京博智杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11929
• 代理人: 尹春雷

一種電滲析回收草酸沉淀廢水中鹽酸的系統(tǒng)及方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，系統(tǒng)包括依次連接的冷卻沉降裝置、過濾裝置和電滲析裝置，所述電滲析裝置包括電源、陰極、陽極和陰陽離子交換膜，所述陰陽離子交換膜為耐酸膜，且陰離子交換膜具有選擇性透過一價離子和二價離子的性能，能夠優(yōu)先遷移一價離子。本發(fā)明可將草酸沉淀廢水中的鹽酸和草酸一步分離，回收其中的鹽酸并回用；同時具有流程短，能耗低，設(shè)備占地面積小的優(yōu)點。本發(fā)明不產(chǎn)生二次污染，并使廢水資源化回用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電滲析回收草酸沉淀廢水中鹽酸的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

稀土冶煉過程中，為了使氯化稀土轉(zhuǎn)變成氧化稀土，而加入大量草酸，使產(chǎn)品以草酸稀土形式沉淀析出，但此過程會產(chǎn)生大量草酸和鹽酸混合的草酸沉淀廢水，通常這類廢水中鹽酸濃度高達2~5 mol/L，草酸濃度約0.1~0.5 mol/L。此類廢水若直接回用，鹽酸中的草酸會影響稀土產(chǎn)品收率，若直接外排，酸性過高，腐蝕性強，COD超標。

目前此類廢水的傳統(tǒng)處理方法主要有石灰中和沉淀法和蒸發(fā)濃縮法。其中石灰中和沉淀法通過投加石灰乳中和鹽酸的同時將草酸根以草酸鈣的形式沉淀去除，但是此過程需要藥劑投加量大，廢水體積膨脹多，且處理后廢水COD不易達標，污泥量巨大，造成二次污染，增加企業(yè)固廢處理成本。蒸發(fā)濃縮法是通過加熱使鹽酸和水以共沸物的形式揮發(fā)并回收的方法，該方法能耗高，設(shè)備耐腐蝕要求高，投資成本大。

公開號為CN109912093A的中國發(fā)明申請，公開了一種基于鐠、釹反萃取液的零排放生產(chǎn)工藝，沉淀濾液（相當于草酸沉淀廢水）通過離子交換分離有價金屬，出水通過擴散滲析膜堆或酸阻滯樹脂矮床回收稀鹽酸溶液，稀鹽酸溶液經(jīng)電滲析進一步濃縮得到鹽酸溶液，鹽酸回收出水經(jīng)膜蒸餾回收草酸，淡水回用。該方法相對于傳統(tǒng)處理方法具有全流程不存在二次污染等優(yōu)勢，但是具有流程長、工藝較為復(fù)雜的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電滲析回收草酸沉淀廢水中鹽酸的系統(tǒng)及方法，可將草酸沉淀廢水中的鹽酸和草酸一步分離，回收其中的鹽酸并回用。本發(fā)明流程短，能耗低，設(shè)備占地面積小，不產(chǎn)生二次污染，并使廢水資源化回用，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種電滲析回收草酸沉淀廢水中鹽酸的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的冷卻沉降裝置、過濾裝置和電滲析裝置，電滲析裝置包括電源、陰極、陽極和陰陽離子交換膜，所述陰陽離子交換膜為耐酸膜，且陰離子交換膜具有選擇性透過一價離子和二價離子的性能，能夠優(yōu)先遷移一價離子。陽離子交換膜簡稱陽膜，陰離子交換膜簡稱陰膜。

草酸沉淀廢水一般為草酸沉淀稀土元素時產(chǎn)生，草酸沉淀廢水初始溫度在80~90℃，因溫度高其中溶解了大量草酸稀土，待冷卻降溫后，會有草酸稀土沉淀析出，故草酸沉淀廢水經(jīng)冷卻沉降后將析出的草酸沉淀稀土回收（稀土價值高），上清液中可能會有少量漂浮的沉淀物，經(jīng)過濾器過濾后，才可進入電滲析系統(tǒng)，目的是保護電滲析所用離子交換膜，過濾后的沉淀物可同沉降沉淀物一同回收。由于陰離子交換膜優(yōu)先遷移一價離子，以此實現(xiàn)一價離子和二價離子的分離，達到鹽酸和草酸分離效果。電滲析處理后得到的濃縮液為鹽酸，濃度可達到1.4~4 mol/L，含有的草酸濃度降到0.02 mol/L以下，可返回到萃取工段作為反萃用酸。電滲析處理后得到的淡液主要成分為草酸，酸度（H⁺）為0.6~1.6 mol/L，草酸濃度為0.2~0.5 mol/L，可作為配制草酸的溶劑。整個工藝中草酸和鹽酸均得到資源化利用，無廢水外排。

進一步地，所述冷卻沉降裝置中冷卻可分為自然靜置冷卻、換熱器冷卻等，沉降可使用沉降器或沉降池進行重力沉降；所述過濾裝置可選袋式過濾器、板框壓濾、超濾等；所述陰極和陽極均為鈦涂釕或石墨電極。

進一步地，所述陰陽離子交換膜的排列方式為：陽極-陽膜-陰膜-陽膜-陰膜……-陽膜-陰極。