一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置及其使用方法与流程

本发明涉及湿法冶金环保，尤其涉及一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置及其使用方法。

背景技术：

1、目前废弃的锂电池中含有大量不可再生且经济价值高的金属资源，具有较高的回收价值。当前回收三元锂电池中的贵重金属常采用湿法冶金，其主要通过对破碎后的锂电池采取浸出、萃取操作以得到镍、钴和锰的硫酸盐。在萃取工序中为了p204和p507萃取剂的再生，会使用到大量的盐酸，同时产生含铁且浓度较高的废盐酸。

2、若直接对废盐酸中和，会产生大量的高盐废水，若对高盐废水进行脱盐处理则能耗较高，因此常采用树脂吸附除铁工艺，将盐酸回用。然而，制约树脂吸附大范围使用的一个关键因素是树脂再生过程成本较高且产生较多的废水。需考虑降低树脂解吸成本和降低解吸液的产生量。

3、因此，亟需一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置及其使用方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置及其使用方法，用于改善现有技术的回收处理装置处理含铁盐酸废水的解吸成本过高的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置，包括吸附单元以及解吸单元，吸附单元包括树脂柱，解吸单元包括第一储液罐、第二储液罐以及储水罐，第一储液罐以及储水罐均通过单向管路与吸附单元连通，第二储液罐以及吸附单元通过管路连接成一闭合回路；

3、其中，吸附单元用于对含铁盐酸废水进行树脂吸附处理；储水罐用于输入纯水至树脂柱内进行解吸处理，并得到相同床体积的第一解吸液和第二解吸液，第一解吸液的含铁量以及含盐酸量均大于第二解吸液的含铁量以及含盐酸量；第二储液罐用于储存第二解吸液，并在下一个废水生产周期内输入第二解吸液至树脂柱进行解吸处理，以得到第三解吸液；第一储液罐用于储存第一解吸液以及第三解吸液。

4、优选的，吸附单元包括吸附罐主体，吸附罐主体内设置有树脂柱以及布水器，吸附罐主体的顶部与第一三通阀的第一端口连通，吸附罐主体的底部与第二三通阀的第一端口连通。

5、优选的，第一三通阀的第二端口通过第一管路与储水罐的出水口连通，第一三通阀的第三端口通过第二管路与第二储液罐的出液口连通；第二三通阀的第二端口通过第三管路与第一储液罐的进液口连通，第二三通阀的第三端口通过第四管路与第二储液罐的进液口连通。

6、优选的，第一管路上安装有第一电磁阀以及第一进水泵，第二管路上安装有第二电磁阀以及第二进水泵；第三管路上安装有第三电磁阀以及第一出液泵，第四管路上安装有第四电磁阀以及第二出液泵。

7、优选的，盐酸除铁树脂解吸液套用装置还包括与解吸单元连接的处理单元，处理单元包括液位检测模块、微处理模块以及控制输出模块；

8、其中，液位检测模块用于分别检测第一储液罐、第二储液罐以及储水罐内的液体在当前时刻的液位值；微处理模块与液位检测模块电连接，用于将液位值转换为床体积数值，并生成相应的控制指令；控制输出模块与微处理器模块相连，用于根据微处理器模块的控制指令产生驱动信号以分别控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀以及第四电磁阀的开启或者闭合。

9、优选的，液位检测模块包括第一液位计、第二液位计以及第三液位计，第一液位计安装于储水罐上，第二液位计安装于第一储液罐上，第三液位计安装于第二储液罐上。

10、优选的，吸附单元还包括观察窗，观察窗设置于吸附罐主体的底部，观察窗为有机玻璃材质。

11、相应地，本发明还提供一种如上述任一项的盐酸除铁树脂解吸液套用装置的使用方法，方法包括：

12、s10，通过吸附单元内的树脂柱吸附第一废水生产周期的含铁盐酸废水，使树脂柱吸附饱和；

13、s20，通过储水罐输入2x床体积的纯水对树脂柱进行分批解吸处理，得到x床体积的第一解吸液以及x床体积的第二解吸液，并将第一解吸液储存于第一储液罐中，以及将第二解吸液储存于第二储液罐中，其中，x＞0；

14、s30，通过吸附单元内的树脂柱吸附第二废水生产周期的含铁盐酸废水，使树脂柱吸附饱和；

15、s40，通过第二储液罐输入x床体积的第二解吸液对树脂柱进行第一批次解吸处理，得到第三解吸液，并将第三解吸液储存于第一储液罐中；

16、s50，通过储水罐输入x床体积的纯水对树脂柱进行第二批次解吸处理，得到第四解吸液，并将第四解吸液储存于第二储液罐中；

17、s60，重复s30步骤至s50步骤，以使第n废水生产周期的含铁盐酸废水经盐酸除铁树脂解吸液套用装置解吸处理后的解吸率大于或者等于98％，其中，n为大于2的正整数。

18、优选的，s10步骤或者s30步骤中，树脂柱用于吸附含铁盐酸废水中的三价铁离子；s20步骤、s40步骤以及s50步骤中，仅纯水对树脂柱起到解吸作用。

19、优选的，在每一生产周期内，含铁盐酸废水中的盐酸浓度为4-4.5mol/l，三价铁离子浓度为0.1-0.5g/l；在每一生产周期内，第一储液罐中的解吸液的三价铁离子浓度为1-3g/l，盐酸浓度为2-3mol/l；在每一生产周期内，第二储液罐中的解吸液的三价铁离子浓度小于或者等于200mg/l，盐酸浓度小于或者等于0.05mol/l。

20、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置及其使用方法，上述盐酸除铁树脂解吸液套用装置包括吸附单元以及解吸单元，吸附单元包括树脂柱，解吸单元包括第一储液罐、第二储液罐以及储水罐，第一储液罐以及储水罐均通过单向管路与吸附单元连通，第二储液罐以及吸附单元通过管路连接成一闭合回路，其中，吸附单元用于对含铁盐酸废水进行树脂吸附处理，储水罐用于在首个废水生产周期内输入纯水至树脂柱内进行解吸处理，并得到相同床体积的第一解吸液和第二解吸液，第一解吸液的含铁量以及含盐酸量均大于第二解吸液的含铁量以及含盐酸量，第二储液罐用于储存第二解吸液，并在下一个废水生产周期内输入第二解吸液至树脂柱进行解吸处理，以得到第三解吸液，第一储液罐用于储存第一解吸液以及第三解吸液；本发明提供的盐酸除铁树脂解吸液套用装置在首个废水生产周期内通过储水罐将纯水输入至树脂柱内进行解吸处理，以得到含铁量以及含盐酸量均较低的第二解吸液，之后在下一个废水生产周期内通过第二储液罐将第二解吸液输入至树脂柱内进行解吸处理，从而在下一个废水生产周期内采用第二解吸液替代部分纯水对树脂柱进行解吸处理，进而在下一个废水生产周期内的解吸过程中减少了纯水的用量和解吸液的产量，进一步降低了树脂柱的解吸费用，更进一步地减少了含铁盐酸废水的再回收成本。

技术特征：

1.一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，包括吸附单元以及解吸单元，所述吸附单元包括树脂柱，所述解吸单元包括第一储液罐、第二储液罐以及储水罐，所述第一储液罐以及所述储水罐均通过单向管路与所述吸附单元连通，所述第二储液罐以及所述吸附单元通过管路连接成一闭合回路；

2.根据权利要求1所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，所述吸附单元包括吸附罐主体，所述吸附罐主体内设置有所述树脂柱以及布水器，所述吸附罐主体的顶部与第一三通阀的第一端口连通，所述吸附罐主体的底部与第二三通阀的第一端口连通。

3.根据权利要求2所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，所述第一三通阀的第二端口通过第一管路与所述储水罐的出水口连通，所述第一三通阀的第三端口通过第二管路与所述第二储液罐的出液口连通；所述第二三通阀的第二端口通过第三管路与所述第一储液罐的进液口连通，所述第二三通阀的第三端口通过第四管路与所述第二储液罐的进液口连通。

4.根据权利要求3所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，所述第一管路上安装有第一电磁阀以及第一进水泵，所述第二管路上安装有第二电磁阀以及第二进水泵；所述第三管路上安装有第三电磁阀以及第一出液泵，所述第四管路上安装有第四电磁阀以及第二出液泵。

5.根据权利要求4所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，所述盐酸除铁树脂解吸液套用装置还包括与所述解吸单元连接的处理单元，所述处理单元包括液位检测模块、微处理模块以及控制输出模块；

6.根据权利要求5所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，所述液位检测模块包括第一液位计、第二液位计以及第三液位计，所述第一液位计安装于所述储水罐上，所述第二液位计安装于所述第一储液罐上，所述第三液位计安装于所述第二储液罐上。

7.根据权利要求2所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置，其特征在于，所述吸附单元还包括观察窗，所述观察窗设置于所述吸附罐主体的底部，所述观察窗为有机玻璃材质。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置的使用方法，其特征在于，所述s10步骤或者所述s30步骤中，所述树脂柱用于吸附所述含铁盐酸废水中的三价铁离子；所述s20步骤、所述s40步骤以及所述s50步骤中，仅纯水对所述树脂柱起到解吸作用。

10.根据权利要求8所述的盐酸除铁树脂解吸液套用装置的使用方法，其特征在于，在每一生产周期内，所述含铁盐酸废水中的盐酸浓度为4-4.5mol/l，三价铁离子浓度为0.1-0.5g/l；在每一生产周期内，所述第一储液罐中的解吸液的三价铁离子浓度为1-3g/l，盐酸浓度为2-3mol/l；在每一生产周期内，所述第二储液罐中的解吸液的三价铁离子浓度小于或者等于200mg/l，盐酸浓度小于或者等于0.05mol/l。

技术总结
本发明提供了一种盐酸除铁树脂解吸液套用装置及其使用方法，上述盐酸除铁树脂解吸液套用装置包括吸附单元以及解吸单元，吸附单元包括树脂柱，解吸单元包括第一储液罐、第二储液罐以及储水罐，第一储液罐以及储水罐均通过单向管路与吸附单元连通，第二储液罐以及吸附单元通过管路连接成一闭合回路；本发明在一个废水生产周期内通过纯水对树脂柱内进行解吸处理，以得到含铁量以及含盐酸量均较低的第二解吸液，之后在下一个废水生产周期内通过第二解吸液对树脂柱进行解吸处理，从而在下一个废水生产周期内采用第二解吸液替代部分纯水对树脂柱进行解吸处理，进而在下一个废水生产周期内的解吸过程中减少了纯水的用量和解吸液的产量。

技术研发人员：陈浩龙,廖从银,张行祥,李培文,彭学勤
受保护的技术使用者：骆驼集团资源循环襄阳有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15