本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種從污酸同步回收硫酸與氟氯的方法及裝置，方法包括以下步驟：(1)過(guò)濾去除懸浮物；(2)污酸廢水通過(guò)電滲析裝置，提高濃液中酸的濃度；(3)濃液進(jìn)入改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置處理，底部收集質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-80％的濃硫酸，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過(guò)降膜吸收完全，得到氟氯混酸。通過(guò)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)污酸廢水中氟氯的開(kāi)路，并且同時(shí)回收濃硫酸。此外，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)還提供了上述方法配套的裝置。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供的方法及裝置具有快速同步處理并回收污酸中的硫酸、鹽酸、氫氟酸等優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于冶金環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種從污酸中同步回收硫酸與氟氯混酸的方法和裝置，結(jié)合電滲析濃縮與改進(jìn)式高效降膜蒸發(fā)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)部分水回用，而且可以同時(shí)得到高濃度的硫酸以及氫氟酸與鹽酸。
技術(shù)介紹
冶煉工業(yè)廢水主要包括煙氣制酸洗滌廢水、稀貴金屬提取產(chǎn)生的高酸廢水、降膜吸收廢水、設(shè)備及地面沖洗廢水等。特別是制酸洗滌廢水、稀貴金屬提取產(chǎn)生的高酸廢水，其最主要特點(diǎn)是高砷高酸，金屬組份多，水質(zhì)復(fù)雜，有毒有害元素含量高，硫酸根離子、氟離子、氯離子等并存，是一種典型難處理的礦冶工業(yè)廢水。高氟氯的污酸廢水直接外排會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，而回用會(huì)對(duì)鍋爐、管道造成腐蝕。目前，對(duì)污酸廢水應(yīng)用較為廣泛的是采用硫化沉淀-中和鐵鹽工藝。該工藝在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在諸多不足，如所含的有價(jià)元素及物質(zhì)沒(méi)有得到資源化回收，均以形成固廢的形式去除，造成資源的浪費(fèi)；產(chǎn)生大量難以利用及處理處置的水處理渣，處理成本高昂；處理后的水由于氟、氯濃度高或硬度高等原因，嚴(yán)重制約著水的回用。目前，脫除污酸中氯離子的方法主要包括沉淀法和離子交換法兩大類(lèi)，其中沉淀法包括氯化銀沉淀法、氯化亞銅沉淀法、氧化鉍沉淀法、絮凝劑法。脫除污酸中氟離子的方法包括化學(xué)沉淀法、吸附法、混凝沉淀法、離子交換法、萃取法等，但這些方法的脫除效果有限。也有專(zhuān)利提到可以用陰離子交換樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)對(duì)氟氯的脫除，但是該法不適用于大水量的處理，而且離子交換樹(shù)脂存在對(duì)氟氯吸附易飽和、難脫附及成本高等問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利201310501530.X，公開(kāi)了 “一種污酸中酸分離濃縮方法”，通過(guò)電滲析的方法回收污酸中的酸，該方法僅適用于含有較低氟、氯的溶液體系，并且不能有效的將氟、氯與硫酸分開(kāi)。但是，對(duì)于污酸中氟、氯濃度較高的情況下，僅通過(guò)電滲析的方法則回收不到較純凈的酸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，提出一種清潔高效，水資源循環(huán)利用率高、能耗低的污酸中同步回收硫酸與氟氯混酸的方法及裝置。—種從污酸中同步回收硫酸及氟氯的方法，包括以下步驟:步驟一:污酸廢水首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾除雜除去懸浮物與粒徑大于0.45μπι的物質(zhì)，步驟二:過(guò)濾后的污酸廢水進(jìn)入電滲析，利用電滲析選擇性膜將酸、氟氯與重金屬離子分離，得到含酸和氟氯的濃液，以及含大部分水和重金屬的淡液，并將濃液中的氫離子濃度提高至3mol/L以上，氟氯濃度濃縮3?5倍。所述的電滲析選擇性膜為雙極膜、單價(jià)選擇離子交換膜的至少一種。步驟三:電滲析濃縮后的濃液進(jìn)入改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置中，經(jīng)過(guò)處理后改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置底部得到濃硫酸;獲得的二次蒸汽再經(jīng)降膜吸收，冷卻同時(shí)得到氫氟酸和鹽酸；所述的改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置為通用的降膜蒸發(fā)裝置底部增加鼓風(fēng)接口，降膜蒸發(fā)時(shí)通過(guò)連接的鼓風(fēng)機(jī)不斷鼓風(fēng);改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置的底部設(shè)有將硫酸循環(huán)至頂部的管道，管道上設(shè)置有循環(huán)栗，使得降膜蒸發(fā)的過(guò)程不斷循環(huán)。所述的污酸廢水包括煙氣制酸洗滌廢水、稀貴金屬提取產(chǎn)生的高酸廢水、煙氣吸收廢水、設(shè)備及地面沖洗廢水;所述的污酸廢水中含有硫酸、氯離子和氟離子。所述的改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置減壓條件控制在-0.85-0.95Mpa;降膜蒸發(fā)溫度控制在55-65°C;降膜蒸發(fā)時(shí)間為l_2h;鼓風(fēng)速率為500?2000Nm3/h;所述的降膜吸收工作溫度控制在32-38°C。所述的二次蒸汽為氯化氫、氟化氫與水蒸汽的混合物。改進(jìn)式降膜蒸發(fā)后的結(jié)晶物為硫酸鋅、硫酸鈉、砷銅結(jié)晶鹽。步驟三中經(jīng)過(guò)改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置處理后最終得到的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-80%。與上述的污酸廢水脫除氟氯的方法配套的裝置，包括過(guò)濾罐(I)、電滲析裝置(2)、改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)和降膜吸收裝置(4)，所述的過(guò)濾罐(I)底部的出口連接電滲析裝置(2)頂部的入口，電滲析裝置(2)底部的出口連接改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)的入口，改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)頂部的出口連接降膜吸收裝置(4)的入口。所述的改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)為通用的降膜蒸發(fā)裝置底部增加鼓風(fēng)接口(11)，鼓風(fēng)接口(11)連接鼓風(fēng)機(jī)(9)，改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)的底部設(shè)有將硫酸循環(huán)至頂部的管道，管道上設(shè)置有循環(huán)栗(10)。所述的改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)的底部有濃硫酸出口連接濃硫酸儲(chǔ)罐(5);而降膜吸收裝置(4)的底部有氟氯混酸出口連接氟氯混酸儲(chǔ)罐(6)。所述的污酸廢水脫除氟氯的方法配套的裝置還包括過(guò)濾提升栗(7)和電滲析提升栗(8)，所述的過(guò)濾提升栗(7)設(shè)置于過(guò)濾罐(I)與電滲析裝置(2)之間的管道上，電滲析提升栗(8)設(shè)置于電滲析裝置(2)與改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置(3)的管道上。本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于:(I)渣量減量化本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)沒(méi)有化學(xué)藥劑的使用，相比傳統(tǒng)的石灰鐵鹽法，減少了很多渣量，污酸中硫資源得到合理回收利用，解決了傳統(tǒng)污水處理產(chǎn)生石膏渣的堆存問(wèn)題，解決了企業(yè)對(duì)于石膏渣混合物的處理問(wèn)題，減少了企業(yè)在處理危險(xiǎn)廢物的支出。(2)資源回用化本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)處理后的水經(jīng)適當(dāng)處理后即可實(shí)現(xiàn)在冶煉系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)使用，節(jié)約了煙氣洗滌中酸的使用量，改進(jìn)式降膜蒸發(fā)后產(chǎn)生的濃酸可以進(jìn)入儲(chǔ)酸罐回用。本專(zhuān)利技術(shù)采用的電滲析的技術(shù)轉(zhuǎn)變了現(xiàn)有的常規(guī)加堿中和方法的思路，特別針對(duì)污酸的特點(diǎn)改進(jìn)了降膜蒸發(fā)裝置。增加了高效鼓風(fēng)接口，通過(guò)引入風(fēng)量加快二次蒸汽的逸出，實(shí)現(xiàn)了硫酸與氫氟酸、鹽酸的分離。本專(zhuān)利技術(shù)清潔高效、成本低、操作簡(jiǎn)單、資源循環(huán)利用率高、能耗低。本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)的實(shí)施大幅度提高了冶煉煙氣制酸系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。【附圖說(shuō)明】圖1為本專(zhuān)利技術(shù)工藝流程圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)的裝置，其中I為過(guò)濾罐，2為電滲析裝置，3為改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置，4為降膜吸收裝置，5為濃硫酸儲(chǔ)罐，6為氟氯混酸儲(chǔ)罐，7為過(guò)濾提升栗，8為電滲析提升栗，9為鼓風(fēng)機(jī)，1為循環(huán)栗，11為鼓風(fēng)接口。【具體實(shí)施方式】為了使專(zhuān)利技術(shù)所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案更加清楚明白，結(jié)合【附圖說(shuō)明】與實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的【具體實(shí)施方式】用以解釋本專(zhuān)利技術(shù)，但是并不用于限定本專(zhuān)利技術(shù)。其中實(shí)施例1與實(shí)施例2均采用本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)及裝置，而實(shí)施例3為常規(guī)的組合裝置作為對(duì)比例。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種同步回收污酸中硫酸與氟氯混酸的裝置，工藝流程如圖1所示，污酸廢水先經(jīng)過(guò)過(guò)濾除雜除去懸浮物，再進(jìn)入電滲析對(duì)廢水進(jìn)一步濃縮，最后進(jìn)入降膜蒸發(fā)裝置對(duì)廢水進(jìn)行降膜蒸發(fā)，得到高氟氯廢水與可回用的硫酸，實(shí)現(xiàn)污酸中氟氯的分尚與脫除。本專(zhuān)利技術(shù)的裝置，包括用于過(guò)濾污酸廢水的過(guò)濾罐1、電滲析裝置2、改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置3和降膜吸收裝置4，過(guò)濾罐底部的出口利用過(guò)濾提升栗7將液體打入電滲析裝置2頂部的入口，電滲析裝置2底部的出口利用電滲析提升栗8將液體打入改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置3的頂部側(cè)邊進(jìn)口，鼓風(fēng)機(jī)9通過(guò)改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置3底部增加的鼓風(fēng)接口 11不斷鼓風(fēng);鼓風(fēng)接口 11要高于底部硫酸的液面;改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置3還設(shè)置了循環(huán)栗10在裝置底部和頂部當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從污酸中同步回收硫酸及氟氯的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：污酸廢水首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾除雜除去懸浮物與粒徑大于0.45μm的物質(zhì)，步驟二：過(guò)濾后的污酸廢水進(jìn)入電滲析，利用電滲析選擇性膜將酸、氟氯與重金屬離子分離，分別得到含酸和氟氯的濃液，以及含大部分水和重金屬的淡液，并將濃液中的氫離子濃度提高至3mol/L以上，氟氯濃度濃縮3～5倍；步驟三：電滲析濃縮后的濃液進(jìn)入改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置中，經(jīng)過(guò)處理后改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置底部得到濃硫酸；獲得的二次蒸汽再經(jīng)降膜吸收，冷卻同時(shí)得到氫氟酸和鹽酸；所述的改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置為通用的降膜蒸發(fā)裝置底部增加鼓風(fēng)接口，降膜蒸發(fā)時(shí)通過(guò)連接的鼓風(fēng)機(jī)不斷鼓風(fēng)；改進(jìn)式降膜蒸發(fā)裝置的底部設(shè)有將硫酸循環(huán)至頂部的管道，管道上設(shè)置有循環(huán)泵，使得降膜蒸發(fā)的過(guò)程不斷循環(huán)。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柴立元，王慶偉，蔣國(guó)民，周成赟，高偉榮，楊志輝，
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，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43
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