一种从冶炼废水中回收硫酸和盐酸及氟开路的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工环保领域，特别是涉及一种冶炼废水中同步回收盐酸、硫酸并实现氟开路的方法。本方法适用于处理冶炼烟气中产生的污酸废水、湿法炼锌中产生的锌电解液及其他易产生高氟、氯废水的领域。
【背景技术】
[0002]在很多冶炼行业的工艺生产过程中，会产生很多含高氟、氯的废水。湿法冶炼锌过程中，硫酸锌的浸出液也含有大量的氟、氯。氟、氯的存在会影响电解锌过程的顺利进行，所以对电解锌液的处理显得十分重要。将氟、氯控制在一定范围之内，可以避免出现阳极板腐蚀以及设备腐蚀。冶炼烟气通常要用酸进行洗涤，在冲洗的过程中，烟气中的氟、氯进入循环的酸液中，这类废酸液含有多种重金属，同时具有较高浓度的氟、氯。
[0003]目前，在处理高氟、氯水方面，主要有以下方法:碱液洗涤法、离子交换法、萃取法。离子交换树脂法是利用树脂交换水中的某些离子或基团，从而实现对该离子去除的目的，在离子交换过程达到上限后，通过树脂解析，这些树脂可以重复使用。树脂在除氟、氯方面也有学者做了相关的研究，在一些低浓度废水可以有良好的作用，但是对于高浓度的废水容易受到污染。萃取法脱除氟、氯，将氟、氯存留于萃残液体。有研究者将氟、氯留在水相中，但是由于氟、氯离子浓度低而使得不利于回收。
[0004]在现有技术中，处理含氟、氯的冶炼废水，通常用碱液中和，一般不考虑酸的回用，造成了酸的巨大浪费。另外，直接中和氟、氯废水通常需要大量的碱，处理后产生的渣量较大。
【发明内容】
[0005]本发明解决了现有技术中对冶炼废水中氟、氯处理工艺存在的除氟、氯效率低的问题。
[0006]—种从冶炼废水中回收硫酸和盐酸及氟开路的方法:将含有高氟氯的冶炼废水采用膜过滤将悬浮物除掉，进入初级蒸发，控制温度与压力使得70-90%的水蒸出回用，而10-30%的残液进入改进式降膜蒸发装置，经过处理后改进式降膜蒸发装置底部得到高浓度硫酸;获得的二次蒸汽经脱氟液处理，得到不含氟的盐酸；
[0007]所述的改进式降膜蒸发装置为通用的降膜蒸发装置底部增加鼓风接口，降膜蒸发时通过连接的鼓风机不断鼓风；鼓风速率为500?2000Nm3/h，降膜蒸发的温度为110-120°C，改进式降膜蒸发装置的底部设有将硫酸循环至顶部的管道，管道上设置有循环栗，使得降膜蒸发的过程不断循环。
[0008]含氟氯的冶炼废水包括:湿法冶炼锌过程中硫酸锌的浸出液，或者冶炼烟气经过酸洗后得到的废水;含氟氯的冶炼废水中主要成分为硫酸、氯离子和氟离子。
[0009]所述的初级蒸发回收的减压条件控制在-0.85—0.95Mpa。
[0010]所述的初级蒸发温度控制在65_75°C。
[0011]经过改进式降膜蒸发装置处理后，最终得到的高浓度硫酸的质量含量为70-85%。
[0012]所述的脱氟液为硅石粉、水玻璃及硼酸中的一种或几种。
[0013]所用的装置均为衬聚四氟乙烯材质。
[0014]本发明提供废水中氟氯脱除的方法，通过膜过滤预处理废水，进入蒸发系统，在负压的作用下，水被大量蒸出。剩余的残液进入改进式降膜蒸发装置，装置底部收集浓硫酸，开启鼓风机，通过鼓风接口高效鼓风，加快二次蒸汽逸出，氟化氢用脱氟液吸收，吸收后的液体为不含氟的盐酸。
[0015]本发明提供的方法，能有效实现浓硫酸、盐酸的回收与氟的开路，工艺简单、易于控制。本技术适应的离子浓度范围较大，可以适用于处理酸度为0.5-5mol/L、氟离子的含量为l-10g/L、氯的离子含量为l-20g/L的废水，改进了以往使用石灰中和，避免产生大量的石膏废渣，节省了废水处理费用。废水资源得到回用，综合循环利用率可达80-90 %。
【附图说明】
[0016]图1为本发明工艺流程图。
[0017]图2为改进降膜蒸发装置图，其中1为初级蒸发后残液入口，2为蒸汽进口，3为冷凝水出口，4为鼓风接口，5为鼓风机，6为浓硫酸出口，7为循环栗，8为二次蒸汽出口。
【具体实施方式】
[0018]为了使发明所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，结合【附图说明】与实施例对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的【具体实施方式】用以解释本发明，但是并不用于限定本发明。本发明提供了一种从冶炼废水中回收硫酸、盐酸与氟开路的方法，如图1所示废水预先采用膜过滤将悬浮物除掉，进入初级蒸发系统，控制温度与压力使得大部分水蒸出，而剩余的残液进入改进式降膜蒸发系统，系统底部得到浓硫酸，二次蒸汽先用脱氟液处理，得到不含氟的盐酸。实施例1与实施例2均采用本发明技术，而实施例3作为对比例采用传统降膜蒸发技术。
[0019]实施例1
[0020]样品取自某锌电解液，废水的酸度2.0mol/L，氯离子含量为3.1g/L，氟离子含量为1.lg/L，进入初级蒸发系统，通过蒸汽加热，初级蒸发的减压条件控制在_0.85Mpa，初级蒸发温度控制在65°C，蒸馏出72%的水，回用。当蒸馏残液中硫酸的质量分数到达30%左右，将蒸馏后的残液栗入改进式降膜蒸发装置，由于该装置底部增设有鼓风接口，鼓风接口设置于硫酸液面以上，通过连接的鼓风机高效鼓风，改进式降膜蒸发装置的温度为110°C，鼓风速率为1200Nm3/h，同时改进式降膜蒸发装置的底部设有将硫酸循环至顶部的管道，管道上设置有循环栗，利用循环栗进行多次循环喷淋，二次蒸汽经过硅酸钠吸收，得到不含氟的盐酸。改进式降膜蒸发装置底部收集的浓硫酸的质量分数最终可以达到75%，利用此法可以将废水中的氟脱出率为98.6%,氯脱出率为98.3%,罐底析出的结晶物冷却至20°C，过滤分离可得到含砷的结晶盐。
[0021]实施例2
[0022]样品取自某冶炼厂洗涤烟气废水，废水的酸度2.8mol/L，氯离子含量为15g/L，氟离子含量为5g/L，进入初级蒸发系统，通过冶炼厂的余热蒸汽加热，初级蒸发的减压条件控制在-0.95Mpa，初级蒸发温度控制在75°C，蒸馏出70%的水，这部分水氟、氯含量较低，回用。当蒸馏残液中硫酸的质量分数到达30%左右，将残液栗入改进式降膜蒸发装置，由于该装置底部增设有鼓风接口，鼓风接口设置于硫酸液面以上，通过连接的鼓风机高效鼓风，改进式降膜蒸发装置的温度为120°C，鼓风速率为1500Nm3/h，同时改进式降膜蒸发装置的底部设有将硫酸循环至顶部的管道，管道上设置有循环栗，利用循环栗进行多次循环喷淋，二次蒸汽用硼酸与氢氧化钾的混合液吸收，得到稀盐酸。改进式降膜蒸发装置底部得到的浓硫酸的质量分数最终可以达到80 %，利用此法可以将废水中的氟脱出率为99.7 %，氯脱出率为99.3%,罐底析出的结晶物冷却至20°C，过滤分离可得到含砷的结晶盐。
[0023]实施例3
[0024]样品取自某冶炼厂洗涤烟气废水，废水的酸度2.8mol/L，氯离子含量为15g/L，氟离子含量为5g/L，进入初级蒸发系统，通过冶炼厂的余热蒸汽加热，蒸馏出70%的水，这部分水氟、氯含量较低，回用。当蒸馏残液中硫酸的质量分数到达30%左右，将残液栗入传统的降膜蒸发系统，二次蒸汽用硼酸与氢氧化钾的混合液吸收，得到稀盐酸。传统的降膜蒸发系统底部得到的浓硫酸的质量分数可以达到50%，利用此法可以将废水中的氟脱出率为70.2%,氯脱出率为68.6 %，罐底析出的结晶物冷却至20°C，过滤分离可得到含砷的结晶土卜
ΠΤΤ.Ο
【主权项】
1.一种从冶炼废水中回收硫酸和盐酸及氟开路的方法，其特征在于:将含有高氟氯的冶炼废水采用膜过滤将悬浮物除掉，进入初级蒸发，控制温度与压力使得70-90%的水蒸出回用，而10-30 %的残液进入改进式降膜蒸发装置，经过处理后改进式降膜蒸发装置底部得到高浓度硫酸;获得的二次蒸汽经脱氟液处理，得到不含氟的盐酸； 所述的改进式降膜蒸发装置为通用的降膜蒸发装置底部增加鼓风接口，降膜蒸发时通过连接的鼓风机不断鼓风；鼓风速率为500?2000Nm3/h，降膜蒸发的温度为110_120°C，改进式降膜蒸发装置的底部设有将硫酸循环至顶部的管道，管道上设置有循环栗，使得降膜蒸发的过程不断循环。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含氟氯的冶炼废水包括:湿法冶炼锌过程中硫酸锌的浸出液，或者冶炼烟气经过酸洗后得到的废水;含氟氯的冶炼废水中主要成分为硫酸、氯离子和氟离子。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的初级蒸发的减压条件控制在-0.85—0.95Mpa04.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的初级蒸发温度控制在65-75°C。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的二次蒸汽成分为水、氢氟酸、盐酸的混合物。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脱氟液为硅石粉、水玻璃及硼酸中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过改进式降膜蒸发装置处理后，最终得到的高浓度硫酸的质量含量为70-85%。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所用的装置均为衬聚四氟乙烯材质。
【专利摘要】本发明涉及一种从冶炼废水中回收硫酸和盐酸及氟开路的方法，包括以下步骤：(1)微滤膜过滤去除废水中的悬浮物；(2)初级蒸发浓缩废水，冷凝70-90％的水回用；剩余的10-30％的残液进入改进式降膜蒸发装置；(3)采用改进式降膜蒸发装置分离盐酸和氢氟酸，产生的二次蒸汽经过脱氟液，得到稀盐酸，同时在改进式降膜蒸发装置底部收集浓硫酸。本发明提供的方法具有同时将浓硫酸、盐酸实现完全分离，氟以氢氟酸得到开路，实现渣量减量化与资源回收化等优点。
【IPC分类】C02F101/14, C02F101/12, C01B7/07, C02F9/10, C01B17/88, C02F103/16
【公开号】CN105461138
【申请号】CN201510995647
【发明人】王庆伟, 柴立元, 蒋国民, 闵小波, 杨志辉, 高伟荣, 周成赟, 赵次娴
【申请人】中南大学, 长沙赛恩斯环保科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月28日