一种冶金含盐废酸回收处理系统的制作方法

本实用新型属于水处理领域，尤其涉及一种冶金含盐废酸回收处理系统。

背景技术：

在煤矿、硫铁矿、洗煤、化工、印染、冶金等工业领域，使用和产生大量酸性废水，具有分布广泛、排污量大的特点，在工业废水中占有很大比例。

以钛白粉生产为例，我国95％的钛白粉均采用硫酸法生产，每生产1吨钛白粉要排放8～10吨废酸，同时产生大量的废气、废水、废渣。废酸中含有15～25％的硫酸和10～15％的硫酸亚铁，同时含有硫酸铝、硫酸镁等。按照目前我国钛白粉产能，该行业年产20％左右的废硫酸高达1000多万吨，如果不经处理直接排放，对生态环境将产生严重影响。

国内对于钛白稀废酸的处理或再利用的技术有：

1、中和处理，通过在废酸中加入硫酸亚铁，将液氨汽化通入混合液中，可制得硫酸亚铁铵；通过与石灰石中和，控制不同的工艺条件，可分别得到红石膏、白石膏等产品。

2、利用废酸制备硫酸铜、磷肥、人造金红石、聚合硫酸铁等。

3、浓缩处理，废酸通过“托普索-尼罗雾化法”浓缩、焙烧再生、拜耳真空多级浓缩，喷雾浓缩等，得到高浓度的硫酸。

4、萃取法，利用萃取剂将废酸中的盐分吸收，实现酸盐分离。

这些技术基本存在工艺流程长、相关产品纯度低等特点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种工业含盐废酸处理系统，通过冷冻结晶耦合耐酸膜分离系统，实现含盐废酸中高品质酸及结晶盐的分离与回收。可形成硫酸亚铁和高纯度硫酸产品，用于出售或回用到生产工艺中。

本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统，包括依次连接的沉淀池、结晶釜、固液分离器、保安过滤器、耐酸膜分离系统、酸水分离器、冷凝器，所述的结晶釜中采用超声或/和投加晶种引发促进结晶，结晶釜外连有冷源，所述酸水分离器酸工作压力在-0.09～-0.06 Mpa之间，温度在0～80℃之间，通过在真空状态下降低熔沸点进行酸、水分离，所述耐酸膜分离系统为二级纳滤膜分离系统，耐受压力 70bar，耐受温度80℃，截留分子量为180Da，耐酸膜分离系统产生的浓缩液回流至结晶釜，产水进一步进入酸水分离器进行浓缩，所得高浓酸溶液储存或回用，所得水蒸汽经冷凝器冷凝后形成冷凝液排放或回用。

进一步地，本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统，保安过滤器过滤精度为5～50μm。

进一步地，本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统，在沉淀池、结晶釜、耐酸膜分离系统的进水口和产水口、高浓酸溶液均设有在线监测控制器，实时监测硫酸及硫酸盐浓度。

本实用新型的流程原理为：结晶釜的低温由外界制冷系统提供，保证结晶釜的低温环境；为了提高结晶效率和效果，结晶釜中采用了超声或/和投加晶种的引发促结晶技术，加速晶体的产生和生长；固液分离过程中，可分离出的大量的结晶盐，以结晶的形式外排；结晶分离后，为了避免残存的晶体进入膜分离系统，在固液分离器和耐酸膜分离系统之间设置保安过滤器；耐酸膜分离系统产生的浓缩液回流至结晶釜，产水进一步进入酸水分离器进行浓缩，所得高浓酸溶液储存利用，所得水蒸汽经冷凝器冷凝后形成冷凝液14排放或回用。

为了便于实时监测各工艺段的物料浓度，在沉淀池、结晶釜、耐酸膜分离系统的进水口和产水口、高浓酸溶液均设有在线监测控制器，实时监测硫酸及硫酸盐浓度。

通过以上配置，本实用新型实现的技术效果有：

1)在结晶釜上辅以促结晶技术，通过超声或/和投加晶种的方式，引发促进结晶的形成；

2)通过固液分离，将含盐废酸中的盐分分离出来一部分，提高酸的纯度，该过程可实现盐分高达50～80％的去除率；

3)在二级耐酸膜分离系统，盐分被截留，截留率高达99％以上，未透过膜的盐分和酸形成浓缩液回流至结晶釜中；透过膜的酸形成高纯度的酸溶液，即膜分离产水，含盐量小于0.1％，酸浓度为15～25％，该酸溶液可直接回用，或进一步通过后续工艺提高浓度。

4)通过酸水分离设备，可根据需求，将酸浓缩到50～80％等不同浓度。

本实用新型采用冷冻结晶耦合耐酸膜分离系统，实现含盐废酸中高品质酸及结晶盐的分离与回收，工艺路线简便、能耗较低。形成的硫酸亚铁和浓缩酸可外售，创造经济效益，不仅实现了废酸资源的回用，而且避免了生态环境污染，达到了零排放的目的，适合推广应用。

附图说明

图1为本实用新型布局及流程示意图。

图中：1-沉淀池，2-结晶釜，3-固液分离器，4-保安过滤器，5- 耐酸膜分离系统，6-酸水分离器，7-冷凝器，8-促结晶，9-冷源，10- 浓缩液，12-产水，13-热源，14-冷凝水，15-高浓酸溶液，18-真空泵。

具体实施方式

如图1所示，一种冶金含盐废酸回收处理系统，包括依次连接的沉淀池1、结晶釜2、固液分离器3、保安过滤器4、耐酸膜分离系统 5、酸水分离器6、冷凝器7，保安过滤器4过滤精度为25μm，所述的结晶釜2中设置超声装置引发促结晶8，结晶釜2外连有冷源9，所述酸水分离器酸工作压力在-0.07Mpa，温度在60℃，通过在真空泵18及控制热源13使其在真空状态下降低熔沸点进行酸、水分离，所述耐酸膜分离系统5为二级纳滤膜分离系统，耐受压力70bar，耐受温度80℃，截留分子量为180Da，耐酸膜分离系统5产生的浓缩液10回流至结晶釜2，产水12进一步进入酸水分离器6进行浓缩，所得高浓酸溶液15储存或回用，所得水蒸汽经冷凝器7冷凝后形成冷凝液14排放或回用。

作为优化，本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统，在沉淀池1、结晶釜2、耐酸膜分离系统5的进水口和产水口、高浓酸溶液 15均设有在线监测控制器，实时监测硫酸及硫酸盐浓度。