專利名稱:金屬酸洗廢液的資源化處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水資源化利用領(lǐng)域,尤其是一種金屬酸洗廢液的資源化處理方法及裝置。
背景技術(shù):
金屬制品加工業(yè)(尤其是鋼材),需要用大量的酸進(jìn)行清洗或除銹處理,當(dāng)酸液中的金屬離子達(dá)到一定濃度后,其清洗、除銹效果顯著下降而成為廢酸。酸洗廢液酸性強(qiáng)、濃度高、廢液量大、易形成酸霧,目前已被列為危險廢物進(jìn)行管理。傳統(tǒng)處理方法一般是采用 石灰、電石渣或石灰消化反應(yīng)產(chǎn)物Ca(OH)2進(jìn)行中和,產(chǎn)生的泥渣中含有大量金屬鹽類,脫水困難、不易干燥、后處理難度大,易造成二次污染。某些大型企業(yè)引進(jìn)國外技術(shù)采用高溫焙燒法處理鹽酸廢液,但該方法要求酸洗工序與之密切配合,設(shè)計、管理、控制水平和設(shè)備耐腐蝕性要求高,能耗大,不適合中小型企業(yè)。單純的蒸發(fā)法能部分回收鹽酸,但蒸發(fā)母液中鹽酸的殘留量大,回收率低,且熱能消耗較大。Eco-Tec公司先后在30多個國家建立了上百套APU (acid purification unit)離子交換裝置處理不銹鋼酸洗廢液,但是該方法產(chǎn)生的再生酸被大量稀釋,不能直接回用,且處理成本較高。通過膜處理法雖可同時回收酸和鐵鹽,具有較高的環(huán)保價值,但是膜組件容易受污染,更換膜組件費用較高,使該方法運行成本增加,工業(yè)化應(yīng)用受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種金屬酸洗廢液的資源化處理方法及裝置。本發(fā)明金屬酸洗廢液的資源化處理方法包括以下步驟
步驟一向鹽酸酸洗廢液中加入濃硫酸,并抽提,得到再生鹽酸
將含游離鹽酸3%-8%的酸洗廢液進(jìn)入反應(yīng)器,加入濃硫酸,濃硫酸的加入量與酸洗廢液的體積比為2:100-8:100。然后用氣泵在反應(yīng)器上部抽提氣體,使產(chǎn)生的氯化氫氣體進(jìn)入吸收塔被充分吸收。步驟二 對反應(yīng)后的酸洗廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā),收集餾出液,得到再生鹽酸 將反應(yīng)抽提后的酸洗廢液移入負(fù)壓蒸發(fā)器,通入溫度為110-130°C蒸汽,在真空度為
O.04-0. 07條件下進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽酸蒸氣進(jìn)入餾出液收集器經(jīng)冷卻后收集回用。步驟三將蒸發(fā)母液低溫冷卻,得到七水合硫酸亞鐵結(jié)晶
將經(jīng)蒸發(fā)濃縮的酸洗廢液移入冷卻結(jié)晶罐,在常溫下以冷水冷卻,析出七水合硫酸亞鐵晶體,之后液體與結(jié)晶一并進(jìn)入固液分離設(shè)備進(jìn)行固液分離,得到結(jié)晶顆粒,剩余結(jié)晶母液再回流至廢酸液槽進(jìn)行循環(huán)處理。本發(fā)明金屬酸洗廢液的資源化處理裝置包括廢酸液槽、反應(yīng)器、吸收塔、負(fù)壓蒸發(fā)器、餾出液收集器、冷卻結(jié)晶罐及固液分離設(shè)備。其中廢酸液槽的出料口與反應(yīng)器的進(jìn)料口連接;反應(yīng)器設(shè)有加料口,反應(yīng)器排氣口通過氣泵與吸收塔的進(jìn)氣口連接,反應(yīng)器的出料口通過管道與蒸發(fā)器的進(jìn)料口連接,蒸發(fā)器的排氣口與餾出液收集器進(jìn)氣口連接,餾出液收集器與真空泵連接并設(shè)有冷卻水進(jìn)出口,蒸發(fā)器的出料口與冷凝結(jié)晶罐的進(jìn)料口連接;蒸發(fā)器另設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口,冷凝結(jié)晶罐的出料口與固液分離設(shè)備連接;固液分離設(shè)備的液體出料口與廢酸液槽的進(jìn)料口連接,吸收塔和餾出液收集器設(shè)有出液口并與再生酸回收槽連接。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供了一種典型金屬酸洗廢液資源化處理的組合工藝技術(shù)及相應(yīng)裝置,彌補(bǔ)了現(xiàn)存各種處理方式的不足之處,使酸洗廢液得到綜合利用,減少對環(huán)境的污染,緩解當(dāng)前日益突出的環(huán)境問題和資源短缺矛盾,并且創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價值。本發(fā)明加入濃硫酸然后抽提,有利于鹽酸揮發(fā),加之蒸發(fā)過程使鹽酸的回收更完全,回收的再生鹽酸可直接用于酸洗液的配制;蒸發(fā)結(jié)晶過程采用負(fù)壓條件操作,降低了組分沸點,減少了能耗,降低處理成本;將結(jié)晶與母液分離后,蒸發(fā)母液繼續(xù)回流入加酸抽吸階段,實現(xiàn)循環(huán)處理利用,避免危害性殘液外排。
圖I為本發(fā)明的裝置示意圖。
具體實施例方式如圖I所示,一種金屬酸洗廢液資源化處理裝置包括廢酸液槽、反應(yīng)器、吸收塔、負(fù)壓蒸發(fā)器、餾出液收集器、冷卻結(jié)晶罐及固液分離設(shè)備。其中廢酸液槽的出料口與反應(yīng)器的進(jìn)料口連接;反應(yīng)器設(shè)有加料口,反應(yīng)器排氣口通過氣泵與吸收塔的進(jìn)氣口連接,反應(yīng)器的出料口通過管道與蒸發(fā)器的進(jìn)料口連接,蒸發(fā)器的排氣口與餾出液收集器進(jìn)氣口連接,餾出液收集器與真空泵連接并設(shè)有冷卻水進(jìn)出口,蒸發(fā)器的出料口與冷凝結(jié)晶罐的進(jìn)料口連接;蒸發(fā)器另設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口,冷凝結(jié)晶罐的出料口與固液分離設(shè)備連接;固液分離設(shè)備的液體出料口與廢酸液槽的進(jìn)料口連接,吸收塔和餾出液收集器設(shè)有出液口并與再生酸回收槽連接。實施例I :步驟一向鹽酸酸洗廢液中加入濃硫酸,并抽提,得到再生鹽酸 將含游離鹽酸3%的酸洗廢液It進(jìn)入反應(yīng)器,加入濃硫酸,濃硫酸的加入量與酸洗廢液
的體積比為2:100。然后用氣泵在反應(yīng)器上部抽提氣體,使產(chǎn)生的氯化氫氣體進(jìn)入吸收塔被充分吸收。步驟二 對反應(yīng)后的酸洗廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā),收集餾出液,得到再生鹽酸 將反應(yīng)抽提后的酸洗廢液移入負(fù)壓蒸發(fā)器,通入溫度為110°C蒸汽,在真空度為O. 04
條件下進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽酸蒸氣進(jìn)入餾出液收集器經(jīng)冷卻后收集。步驟一和步驟二得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)約3%的再生鹽酸600kg。
步驟三將蒸發(fā)母液低溫冷卻,得到七水合硫酸亞鐵結(jié)晶
將經(jīng)蒸發(fā)濃縮的酸洗廢液移入冷卻結(jié)晶罐,在常溫下以冷水冷卻,析出七水合硫酸亞鐵晶體,之后液體與結(jié)晶一并進(jìn)入固液分離設(shè)備進(jìn)行固液分離,得到結(jié)晶顆粒70kg,剩余結(jié)晶母液再回流至廢酸液槽進(jìn)行循環(huán)處理。實施例2 :步驟一向鹽酸酸洗廢液中加入濃硫酸,并抽提,得到再生鹽酸 將含游離鹽酸6%的酸洗廢液It進(jìn)入反應(yīng)器,加入濃硫酸,濃硫酸的加入量與酸洗廢液的體積比為5:100。然后用氣泵在反應(yīng)器上部抽提氣體,使產(chǎn)生的氯化氫氣體進(jìn)入吸收塔被充分吸收。步驟二 對反應(yīng)后的酸洗廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā),收集餾出液,得到再生鹽酸 將反應(yīng)抽提后的酸洗廢液移入負(fù)壓蒸發(fā)器,通入溫度為120°C蒸汽,在真空度為O. 06
條件下進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽酸蒸氣進(jìn)入餾出液收集器經(jīng)冷卻后收集。步驟一和步驟二得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)約4%的再生鹽酸600kg。步驟三將蒸發(fā)母液低溫冷卻,得到七水合硫酸亞鐵結(jié)晶
將經(jīng)蒸發(fā)濃縮的酸洗廢液移入冷卻結(jié)晶罐,在常溫下以冷水冷卻,析出七水合硫酸亞鐵晶體,之后液體與結(jié)晶一并進(jìn)入固液分離設(shè)備進(jìn)行固液分離,得到結(jié)晶顆粒130kg,剩余結(jié)晶母液再回流至廢酸液槽進(jìn)行循環(huán)處理。實施例3 :步驟一向鹽酸酸洗廢液中加入濃硫酸,并抽提,得到再生鹽酸 將含游離鹽酸8%的酸洗廢液It進(jìn)入反應(yīng)器,加入濃硫酸,濃硫酸的加入量與酸洗廢液
的體積比為8:100。然后用氣泵在反應(yīng)器上部抽提氣體,使產(chǎn)生的氯化氫氣體進(jìn)入吸收塔被充分吸收。步驟二 對反應(yīng)后的酸洗廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā),收集餾出液,得到再生鹽酸 將反應(yīng)抽提后的酸洗廢液移入負(fù)壓蒸發(fā)器,通入溫度為130°C蒸汽,在真空度為O. 07
條件下進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽酸蒸氣進(jìn)入餾出液收集器經(jīng)冷卻后收集。步驟一和步驟二得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)約5%的再生鹽酸600kg。步驟三將蒸發(fā)母液低溫冷卻,得到七水合硫酸亞鐵結(jié)晶
將經(jīng)蒸發(fā)濃縮的酸洗廢液移入冷卻結(jié)晶罐,在常溫下以冷水冷卻,析出七水合硫酸亞 鐵晶體,之后液體與結(jié)晶一并進(jìn)入固液分離設(shè)備進(jìn)行固液分離,得到結(jié)晶顆粒200kg,剩余結(jié)晶母液再回流至廢酸液槽進(jìn)行循環(huán)處理。
權(quán)利要求
1.金屬酸洗廢液的資源化處理方法,其特征在于該方法包括以下步驟 步驟一向鹽酸酸洗廢液中加入濃硫酸,并抽提,得到再生鹽酸 將含游離鹽酸3%-8%的酸洗廢液進(jìn)入反應(yīng)器,加入濃硫酸,濃硫酸的加入量與酸洗廢液的體積比為2:100-8:100 ;然后用氣泵在反應(yīng)器上部抽提氣體,使產(chǎn)生的氯化氫氣體進(jìn)入吸收塔被充分吸收; 步驟二 對反應(yīng)后的酸洗廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā),收集餾出液,得到再生鹽酸 將反應(yīng)抽提后的酸洗廢液移入負(fù)壓蒸發(fā)器,通入溫度為110-130°C蒸汽,在真空度為O.04-0. 07條件下進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽酸蒸氣進(jìn)入餾出液收集器經(jīng)冷卻后收集回用; 步驟三將蒸發(fā)母液低溫冷卻,得到七水合硫酸亞鐵結(jié)晶 將經(jīng)蒸發(fā)濃縮的酸洗廢液移入冷卻結(jié)晶罐,在常溫下以冷水冷卻,析出七水合硫酸亞鐵晶體,之后液體與結(jié)晶一并進(jìn)入固液分離設(shè)備進(jìn)行固液分離,得到結(jié)晶顆粒,剩余結(jié)晶母液再回流至廢酸液槽進(jìn)行循環(huán)處理。
2.金屬酸洗廢液的資源化處理裝置,其特征在于包括廢酸液槽、反應(yīng)器、吸收塔、負(fù)壓蒸發(fā)器、餾出液收集器、冷卻結(jié)晶罐及固液分離設(shè)備;其中廢酸液槽的出料口與反應(yīng)器的進(jìn)料口連接;反應(yīng)器設(shè)有加料口,反應(yīng)器排氣口通過氣泵與吸收塔的進(jìn)氣口連接,反應(yīng)器的出料口通過管道與蒸發(fā)器的進(jìn)料口連接,蒸發(fā)器的排氣口與餾出液收集器進(jìn)氣口連接,餾出液收集器與真空泵連接并設(shè)有冷卻水進(jìn)出口,蒸發(fā)器的出料口與冷凝結(jié)晶罐的進(jìn)料口連接;蒸發(fā)器另設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口,冷凝結(jié)晶罐的出料口與固液分離設(shè)備連接;固液分離設(shè)備的液體出料口與廢酸液槽的進(jìn)料口連接,吸收塔和餾出液收集器設(shè)有出液口并與再生酸回收槽連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬酸洗廢液的資源化處理方法及裝置。現(xiàn)有的方法只能部分回用酸洗廢液中的殘酸或金屬離子,沒有達(dá)到綜合利用的目的,且部分工藝運行成本高,工業(yè)化應(yīng)用受到限制,本發(fā)明向鹽酸酸洗廢液中加入濃硫酸,并抽提,得到再生鹽酸,對反應(yīng)后的酸洗廢液進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā),收集餾出液,得到再生鹽酸,將蒸發(fā)母液低溫冷卻,得到七水合硫酸亞鐵結(jié)晶。該方法不僅減少了酸洗廢液排放造成的環(huán)境污染及資源浪費,并獲得可以利用的工業(yè)原料,實現(xiàn)廢棄物資源化處理利用的目的,是一種循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方法,具有良好的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C23G1/36GK102660751SQ20121012892
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉苗, 張榮臻, 張顧明, 胡勤海, 裴毓雯 申請人:浙江大學(xué)