一种镀锌酸洗废盐酸的回收处理方法_2

文档序号:9390043阅读:来源:国知局
简单、经济效益好。
[0027]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明的处理方法为循环处理过程,做到无三废排放,处理过程环保、无污染,能耗低,浓硫酸与氯化亚铁的置换反应温和,处理过程安全。所得回收产品盐酸和FeSO4.7H20纯度高,回收率高,经济效益好。本发明的处理方法能够将含有盐酸和FeCl2的废酸回收处理,处理方法简单,实施方便,易于维护管理,投入成本低。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的工艺流程图;
图2是FeClJP FeSO 4溶解度曲线图。
【具体实施方式】
[0029]本发明将酸洗废盐酸与返洗废酸液分开处理,酸洗废盐酸先经过沉淀池沉淀和压滤机过滤,去除固体杂质,再采用硫酸置换法,将酸洗废盐酸中的大量氯化亚铁与浓硫酸反应,生成饱和硫酸亚铁溶液,再经过负压结晶,将硫酸亚铁析出,得到副产品FeSO4.7H20晶体;由于FeSO4.7H20晶体析出和浓硫酸的置换反应,使得溶质HCl的含量增大同时溶剂水的质量减少,滤液再经蒸馏,得到回收产品较高浓度的盐酸,该盐酸能够直接为镀锌厂使用;出于蒸馏成本高和保证回收产品为较高浓度的盐酸的目的,蒸馏后会剩余一定量的余液,余液存储入母液罐中,根据其所含氯化亚铁的浓度,将其循环加入下批次酸洗废盐酸的不同处理步骤实现处理。最终实现酸洗废盐酸的全部回收处理,实现零排放、无污染的环保处理,处理过程简单、易操作,所得副产品纯度高,回收率高,经济效益好。
[0030]为了能够更加清楚地描述本发明,提供了以下具体实施例及成本分析对比: 实施例1
所需设备:沉淀池,压滤机,废酸储存罐,母液储存罐,硫酸置换反应釜,循环蒸汽蒸馏装置,冷却釜,抽滤装置,真空负压装置。
[0031]操作步骤:
1.沉淀过滤
将需要酸洗的镀锌件置于专用的酸洗池用盐酸酸洗,酸洗池内不做镀锌件返洗工艺,酸洗液循环多次使用直至失效,根据经验,一般认为酸洗液比重达到1.2?1.4,即认为酸洗液失效,废弃,作为废酸溶液处理。检测得到密度大于1.2g/mL的含有盐酸和FeCl2的废酸溶液,单独回收。把废酸溶液首先导入沉淀池中,当沉淀池中液面高度超过一定值时,废酸溶液进入储存池,除去镀锌酸洗废盐酸中颗粒较大的杂质固体,再把经过沉淀的溶液通过压滤机压滤除去杂质,最后把沉淀和过滤出的固体通过烧结处理。
[0032]沉淀过滤主要是为了在置换废酸前,通过沉淀池和压滤机,去除废酸液里的固体杂质。达到固液分离,提高副产品FeSO4.7H20晶体的纯度,也为后面工序顺利进行做好准备。
[0033]此时废盐酸溶液主要成分为FeCl2,残余盐酸和水。
[0034]2.储存废盐酸
将压滤后的含有盐酸和FeClJ^废盐酸溶液导入废酸储存罐,储存满20吨后处理。
[0035]3.检测废酸储存罐中20吨废盐酸液的Fe2+ (kg/L)含量,计算添加的浓硫酸量。
[0036]3.1检测废酸储存罐中的Fe2+含量
从储存罐中取1mL试样,检测此废盐酸溶液里的Fe2+含量,经检测Fe 2+含量为
0.115kg/L,此溶液比重为1.4。处理4吨溶液体积为2800L。
[0037]3.2计算需要向反应爸里添加的硫酸量 FeCl2+H2S04 =FeS04+2HCl
通过计算,IL废盐酸溶液需要浓度为93.3%的硫酸0.201kg,反应产生盐酸0.312kg,产生?6504晶体 0.150kg。
[0038]硫酸置换反应釜容积为5000L,一次装入的废盐酸和硫酸总体积不能超过3500L.根据检测结果计算,一次处理2800L废盐酸需要93.3%的硫酸562.8kg,硫酸密度为1.84kg/L,所以加入硫酸的体积为305.8L。此时反应釜里液体体积为2800L+305.8L=3105.8L,小于3500L。没有达到反应罐负荷极限。
[0039]4.置换反应
从废酸罐向反应釜里(有自动称量装置)导入2800L的废盐酸溶液。打开反应釜的搅拌器,设定硫酸自动添加装置,向反应釜里导入浓度为93.3%的硫酸562.8kg,进行置换反应,反应过程中放出热量。一次处理2800L废酸,反应大约3小时反应完成。
[0040]5.冷却结晶
将反应釜中反应完毕的溶液导入冷却釜,把反应釜的冷却装置打开,进行冷却,当温度冷却到25°C?35°C时即可,表示有FeSO4.7H20晶体析出,冷却完毕,此时溶液为FeSO4S饱和溶液。
[0041]所需设备5000L冷却釜。冷却釜由里向外依次为搅拌器,内衬陶瓷壁,冷却循环装置,钢铁外壁。
[0042]6.负压抽滤
抽滤装置为:装有滤布的抽滤桶和真空负压装置。
[0043]冷却完毕的溶液导入抽滤桶中抽滤,进行固液分离,当抽滤完成后,抽滤桶中为高纯度FeSO4.7H20晶体,并且装袋库存。此时最终副产品为FeSO4.7H20晶体。经检测FeSO4.7H20晶体的纯度为98%左右。
[0044]抽滤在常温下进行,抽滤负压压力-0.04MPa?-0.06MPa。
[0045]7.母液储存
重复4-6,将抽滤出的溶液作为母液导入母液罐储存,等母液罐储存满20吨后再次集中处理。
[0046]8.循环蒸馏
把一定量的母液罐中的母液导入负压循环蒸馏器中进行蒸馏,蒸馏挥发的水蒸气和HCL气体冷却回收,生成回收产品盐酸。此时蒸馏器中溶液的主要成分为大量FeSO4、微量FeCl2,微量盐酸和部分水。
[0047]蒸馏热源为温度120°C的蒸汽,实际蒸馏温度90°C?95°C,负压压力值_0.06MPa。
[0048]向蒸馏器中添加母液,当添加的母液量到蒸馏器容积的3/4时,停止添加母液,开始加热蒸馏;当蒸馏器中母液量降到蒸馏器容积的2/3时,蒸馏完成,停止加热,蒸馏器中余液导入冷却釜中;再次向蒸馏器中添加母液,重复以上操作,直至全部母液蒸馏完毕。
[0049]通过负压循环蒸馏,蒸发的水蒸气、HCl气体通过冷凝器回收至盐酸储存桶中,经化验此回收盐酸浓度为20%。当储存到一定量时此产品直接用于镀锌酸洗。
[0050]9.冷却结晶
余液导入冷却釜中冷却,通过观察温度计,实时监测冷却釜中溶液的温度,当温度冷却到25°C — 35°C时即可,表示有FeSO4.7H20晶体析出,冷却完毕,此时溶液为FeSO4S饱和溶液。
[0051]10.负压抽滤
抽滤装置为:装有滤布的抽滤桶和真空负压装置。
[0052]冷却完毕的溶液导入抽滤桶中抽滤,进行固液分离,当抽滤完成后,抽滤桶中为高纯度FeSO4.7H20晶体,并且装袋库存。此时最终副产品为FeSO4.7H20晶体。
[0053]抽滤在常温下进行,抽滤负压压力-0.04MPa?-0.06MPa。
[0054]11.检测母液罐中FeCl2的含量
实时检测母液罐中FeCl2的含量,确保FeCl 2没有达到饱和状态。由于母液罐里含有微量FeCl2,长时间积累可能会达到饱和状态析出FeCl2晶体,最后导致副产品FeSO 4.7H20晶体纯度降低。如果FeCl2没有达到饱和状态,继续循环处理,如果FeCl 2达到饱和状态,把母液罐里的溶液导入反应釜里进行反应,并且根据以下方法计算出需要添加H2SO4的量: 此时母液中主要为饱和状态的FeSO4溶液和饱和状态的FeCl 2溶液。量取母液试样,加入过量BaCl2,根据FeS04+BaCl2=BaS04 + FeCl2,通过称量出沉淀BaSO4含量计算出FeSO 4中的Fe2+含量。此时试样中为大量的FeCl2溶液,接着检测出其中总的Fe 2+含量,最后用总的Fe2+含量减去FeSO4中的Fe 2+含量,得到试样中FeCl2浓度,即母液中FeCl 2浓度,最后根据FeCl2 + H2S04=FeS04+2HCl,计算出需要添加的H2SO4的量。
[0055](I)取2个1ml母液罐中的母液试样。
[0056](2)向I号试样中添加过量BaCl2溶液,致使SO42反应完全。
[0057](3)过滤反应完全的溶液,得到8&504沉淀。
[0058](4 )烘干8&304沉淀,称量。
[0059](5)用所得8&504质量计算溶液中FeSO 4的含量,继而得知FeSO 4中Fe 2+的含量, FeS04+BaCl2=BaS04 + FeCl2。
[0060](
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