一种资源化利用钢丝绳酸洗废液的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢丝绳酸洗废液资源化处理技术领域，特别是涉及利用旋流电解技术处里含铅含铁废盐酸提取铅再生FeC13的方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外处理含铅废水的技术总体上可分为物理处理技术、化学处理技术和生物处理技术三大类。
[0003]物理处理技术是指废水中的铅在吸附、萃取和分离过程中不改变化学形态，主要包括物理吸附法、膜分离法和离子液体萃取法等。生物处理技术主要是利用一些生物体及其衍生物对铅离子的吸附、絮凝及富集作用而除去有毒的Pb2+，包括生物吸附法、微生物絮凝法等。这两类方法易于回收重金属，但技术要求较高，得到的浓缩产物大部分难回收，需要进一步无害化处理。
[0004]化学处理技术是指通过向含铅废水中加入化学试剂、化学吸附剂或通直流电使铅离子发生化学反应生成新的物质如Pb (0H) 2、铅的螯合物或金属Pb来除去废水中的Pb。主要的化学处理技术包括化学沉淀法、化学吸附法等。这类方法应用比较广泛，但是回收重金属的过程比较复杂，同时产生的重金属污泥会产生二次污染。
[0005]另外还有一种电解法的原理是重金属离子在阴极表面得到电子而被还原为金属。电解法处理废水一般无需加入很多化学药品，处理简单、占地面积小、管理方便、污泥量小，所以被称为清洁处理法。但是电解法处理重金属离子废水对设备腐蚀严重，电能消耗大，推广应用困难，因而逐渐被其他方法取代。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决上述废液在现有处理技术中存在的技术问题而提供一种利用旋流电解技术处理含铅含铁废盐酸提取铅再生？冗13的方法。
[0007]为此本发明采用的技术方案是:本发明按以下步骤进行:
1)将废液送入阴极电解槽，通电流电解，所述废液中含有Fe2+及Pb2+两种金属离子，废液中加入盐酸，并使氢离子浓度控制在2?4mol/L，电解得到海绵铅和除铅液；
2)将1)步骤得到的除铅液送入阳极电解槽，在氯气的作用下使除铅液中的Fe2+生成
p03+
丄ο
[0008]按以下步骤进行:所述废液以1?3m3/h的流量进入阴极电解槽，在500?900A/m2电流密度的作用下电解。
[0009]本发明的优点是:经本发明的处理方法净化处理后，废液中的铁离子可用于生产FeCl3，或者加入铁粉全部还原成？冗12后资源化利用。废液中的铅，可以提取海绵铅。废液中的各种成份都得到了再次回收利用，不仅没有任何排放物污染环境，彻底解决了环保问题，而且各种成分的再次利用也为企业增加了效益。本发明具备具备以下特点:溶液闭路循环，运行安全、可靠、无污染，环保效益显著；在国家所倡导的环保节能减排，大力发展循环经济领域可大有作为。
【附图说明】
[0010]图1为本发明电解装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011 ] 本发明先对溶液进行预处理，将预处理后的废液输入储存罐内，将储存罐内的废液送入阴极循环槽，溶液以1?3m3/h的流量进入阴极电解槽进行强制循环，在500?900A/m2电流密度的作用下电解，在阴极电解槽回收海绵铅，阴极循环槽中的液体达到除铅的目的，铅含量少于5mg/L。
[0012]阴极反应:
金属离子在阴极得到电子形成金属:
Me+ (aq) +e — Me (S)
溶液中含有Fe2+及Pb 2+两种金属离子，根据金属的电极电位可以看出铁先于铅先被电解出来，所以本发明需要在预处理中调节溶液的氢离子浓度控制在2?4mol/L，使得电解出来的铁与溶液中的酸反应，而减少阴极电解出来的铅中铁的含量。
[0013]使阴极反应为:Pb2+(aq)+e— Pb (S)
同时将除铅液以4?5m3/h流速进入阳极电解槽进行强制循环，阳极反应:
2C1 (aq) - 2e — Cl2 (g) ?
Cl2 (g) +2 Fe2+ (aq) — 2Fe3+ (aq) +2 Cl (aq)
在密闭环境中阳极产生的氯气与溶液中的Fe2+反应，生成Fe 3+。阴极循环槽中的溶液可以后续作为生产FeCl3的原材料或者加入铁粉全部还原成FeCl 2后资源化利用。
[0014]实施案例一:电解时间2.5小时，电流密度600A/ m2，阴极液循环流量1000L/H，阳极循环量3000 L/H电解完成后，取出阴极片，产出少量金属物质。洗净晾干称重，为2.2g。计算电解效率为低于5%。
[0015]比较电解前后Pb浓度的变化，电解前测得Pb含量为0.282g/L，电解完成后，阳极液Pb含量为0.00438g/L，计算铅的脱除率为98.5%。
[0016]采用隔膜旋流电解技术处理该料液，能有效脱除料液中铅含量，脱除率达98.5%，且能耗较低。
[0017]本发明电解装置是一种旋流隔膜电解装置，将电解区域分离成阴极区和阳极区，阴极区和阳极区的料液独立循环使用，本装置用钛材作为阴极筒体，阳极为钛钌阳极棒。旋流电解装置的核心部分为电解槽，电解原液从电解槽底部切向流入，并在槽内壁形成螺旋上升流。电解原液在螺旋上升过程中，金属阳离子向阴极运动，并在阴极处得电子沉积析出；螺旋流能削弱浓差极化的负面影响.与传统的隔膜电解装置相比本发明能调节阴极区和阳极区的压力差，能阻止含有三价铁离子的阳极液进入阴极室，进而阻止三价铁离子在阴极上放电，提高铅在阴极析出的效率。
[0018]调节阴极区和阳极区的压力差，能阻止Fe3+离子通过扩散和对流的传质方式进入阴极电解槽，但不能阻止通过电迀移方式进入阴极室。因此，需要控制阳极液的流速在4?5m3/h，以降低阳极液的电流密度，电流密度过高会导致较多的Fe3+进入阴极电解槽。
【主权项】
1.一种资源化利用钢丝绳酸洗废液的方法，通过电解装置进行处理，其特征在于，按以下步骤进行: 1)将废液送入阴极电解槽，通电流电解，所述废液中含有Fe2+及Pb2+两种金属离子，废液中加入盐酸，并使氢离子浓度控制在2?4mol/L，电解得到海绵铅和除铅液； 2)将1)步骤得到的除铅液送入阳极电解槽，在氯气的作用下使除铅液中的Fe2+生成p03+丄ο2.根据权利要求1所述的一种资源化利用钢丝绳酸洗废液的方法，其特征在于，按以下步骤进行:所述废液以1?3m3/h的流量进入阴极电解槽，在500?900A/m2电流密度的作用下电解。3.根据权利要求1所述的一种资源化利用钢丝绳酸洗废液的方法，其特征在于，所述电解装置为旋流隔膜电解装置，电解区域分离成阴极区和阳极区，阴极区和阳极区的料液独立循环使用； 所述废液从电解槽底部切向流入阴极电解槽，并在槽内壁形成螺旋上升流，废液在螺旋上升过程中，金属阳离子向阴极运动，并在阴极处得电子沉积析出； 所述阴极区和阳极区存在压力差可调，所述阳极液的流速4?5m3/h。4.根据权利要求3所述的一种资源化利用钢丝绳酸洗废液的方法，其特征在于，采用钛材作为阴极筒体，阳极为钛钌阳极棒。
【专利摘要】本发明涉及一种资源化利用钢丝绳酸洗废液的方法。按以下步骤进行：1）将废液送入阴极电解槽，通电流电解，所述废液中含有Fe2+及Pb2+两种金属离子，废液中加入盐酸，并使氢离子浓度控制在2～4mol/L，电解得到海绵铅和除铅液；2）将1）步骤得到的除铅液送入阳极电解槽，在氯气的作用下使除铅液中的Fe2+生成Fe3+。经本发明的处理方法净化处理后，废液中的铁离子可用于生产FeCl3，或者加入铁粉全部还原成FeCl2后资源化利用。废液中的铅，可以提取海绵铅。本发明具备以下特点：溶液闭路循环，运行安全、可靠、无污染，环保效益显著；在国家所倡导的环保节能减排，大力发展循环经济领域可大有作为。
【IPC分类】C25C1/18, C02F1/461, C02F103/16, C25C7/04, C25C7/02
【公开号】CN105399187
【申请号】CN201510804590
【发明人】姚来祥, 邱伟平
【申请人】扬州祥发资源综合利用有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月20日