[发明专利]回收酸洗废液中重金属盐和无机酸的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及废水资源化利用领域，尤其涉及一种采用膜法分离回收酸洗废 液中重金属盐和无机酸的工艺，使处理的酸洗废酸和无机酸中和金属盐得到综 合利用，减少废水排放。

背景技术

在工业生产和矿山开采、溶炼(如钢铁工业、钛白粉工业、湿法冶金工业、 钛材工业、电镀工业、稀土工业、木材糖化工业、黄金开采及有色金属冶炼工业 等)过程中，常常要使用到无机酸(如硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸等)来清洗金 属表面或溶解矿石。于是就产生了大量的含有各种金属离子的废酸溶液。以钢铁 行业为例，热轧不锈钢要经过硫酸去氧化层以及硝酸-氢氟酸钝化过程。冷轧不 锈钢则要经过盐酸去氧化层以及硝酸-氢氟酸钝化过程，因此产生大量酸洗废液 和酸洗废水。其中酸洗废液含酸浓度较高，可回收再生酸；在金属表面处理行业， 不同的元件或不同的加工要求，使用的酸的种类和浓度亦不同。各个行业酸洗的 废液中含有不同的酸和金属离子，废液未经处理会对环境造成很大的危害，同时 造成大量资源浪费。针对酸洗废液含有重金属和无机酸的性质，目前国内外处理 此类废液的方法主要有以下二类：

对于金属和酸含量较低的废液，回收价值不高，单纯以水的达标排放为处理 目标。可以采用石灰中和法和传统纳滤、反渗透膜法等。石灰中和法存在管理繁 琐、不易控制、污泥量大、资源浪费等问题。纳滤、反渗透传统膜法能够得到较 高的水质，但是不可避免的产生浓度较高的二次污染物需要进一步处理。

针对高浓度金属和无机酸的废液回收，常用的方法有化学沉淀法、离子交换 树脂法、扩散渗析法、蒸压蒸发法、传统膜集成法、减压蒸发法等，其中化学沉 淀法和离子交换法是针对高含量贵重金属，通过沉淀或者交换的方法回收重金 属，但是化学沉淀法存在着控制困难、需要大量沉淀药剂、回收的金属仍需处理 的缺点。离子交换树脂法操作较为复杂，树脂的再生需要酸碱，从而产生二次污 染。扩散渗析法和溶剂萃取法可以用来处理酸含量较高的废液，扩散渗析法操作 简单的回收酸的方法，但是其透析液中能含有金属和少量的酸，不能达到完全的 分离。溶剂萃取法同样需要投入大量的萃取药剂，只适合高附加经济价值的酸的 回收。减压蒸发法回收酸的纯度和浓度指标均很高，然而存在能耗大，一次性投 资大，需要尾气处理等防止二次污染的设备，中小型企业难以推广。

传统膜集成法回收酸法(CN196640A)的具体步骤为：酸洗废液经过精密过 滤器，一、扩散渗析第一次分离铁盐和废酸，二、纳滤膜将扩散渗的回收酸液经 过进行的第二次浓缩分离操作，三、反渗透将纳滤渗透液进入进行浓缩得到浓度 和纯度均较高的酸，此过程是一个单纯的将酸洗废液提纯和浓缩的过程。该方法 的存在的问题是：资源回收利用不完全，扩散渗析中的渗析液和纳滤过程中的浓 缩液没有处理导致金属盐不能得到回收；用纳滤和反渗透对酸进行浓缩处理，较 高浓度的酸会极大的减少膜的使用寿命从而加大处理成本；酸洗废液若为混酸体 系，提纯和浓缩的酸的用途将得到很大的限制，其适用性将受到较大的限制。

综上所述，目前缺少一种综合处理金属废酸液的工艺，其能达到金属和酸单 独回收，不产生二次污染且能与原工艺极好耦合的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种将膜法与传统方法集成完全分离回收酸洗废液中 重金属盐和无机酸的工艺。

本发明的技术方案为：利用陶瓷膜过滤作为预处理除去固体悬浮物；扩散 渗析回收大部分酸同时除去金属盐；纳滤分离扩散渗析的透析液，通过浓缩结晶 得到金属盐；反渗透处理纳滤的渗透液，将酸和水分别回收利用。

本发明的具体技术方案为：回收酸洗废液中重金属盐和无机酸的的工艺， 其具体步骤为：

A)通过泵将酸洗废液打入陶瓷膜装置进行错流过滤，去除固体悬浮物；

B)陶瓷膜装置渗透液通过扩散渗析器的透析侧，同时将水通入扩散渗析器的 回收侧，进行金属盐和酸的第一次分离；回收液补充浓酸使其达到酸洗液要求 后，回到酸洗工段循环利用；

C)扩散渗析器的透析液加热后经过泵打入纳滤装置，将金属盐和酸进行第二 次分离，纳滤装置浓缩液进行冷却结晶和离心分离操作得到金属盐；离心母液 进入纳滤装置；

A)纳滤装置渗透液经过反渗透装置进行反渗透过滤，反渗透装置浓缩液补充 浓酸后回到酸洗工段，反渗透装置的渗透出水返回到扩散渗析器。