[发明专利]一种含低沸点酸及其酸根的重金属废水资源化回收方法

说明书

本发明公开了一种含低沸点酸及其酸根的重金属废酸低温催化水资源化回收方法。本发明包括：(1)废水的预中和；(2)中和后废水的一级真空蒸发；(3)一级蒸发所得浓缩液的二级催化蒸发；(4)催化蒸发所得浓缩溶液中重金属盐的冷却结晶及液固分离；(5)结晶浓缩液固液分离所得上清液的循环使用；(6)重金属盐结晶的焙烧资源化；(7)焙烧尾气的净化处理。本发明能够实现废水中硝态氮及氟、氯离子的高效分离，分离产物为高浓度硝酸、氢氟酸及盐酸，可循环使用；同时重金属以氧化物的形式回用于工业生产，净化水能够稳定达标外排，且经济效益显著。

技术领域：

本发明属于工业三废处理技术领域，具体涉及一类含低沸点酸及其酸根的重金属废水的资源回收方法。

背景技术：

一直以来，工业生产过程中产生的大量重金属酸性废水的处理缺乏有效的方法。随着社会公众环保意识的逐步提高，人们逐渐认识到上述废水对环境特别是对人类自身的危害；比如，不锈钢酸洗废水是含NO^3-、F^-、Cr⁶⁺、Fe³⁺、Ni²⁺的强酸性废水，有很大的腐蚀性和毒性。特别是Cr离子的存在，可导致生物体细胞畸变，影响细胞的正常生理机能，严重可致机体死亡。硝态氮可引起水体的富营养化，导致水体浮游生物大量繁殖，造成“水华”或者“赤潮”的发生，使大量水生生物死亡，严重破坏水体生态平衡。氟元素可以与动植物中的多种酶发生作用，引起代谢紊乱、细胞变形、坏死，也可以引起骨质过度钙化出现骨刺、椎管狭窄，以及致癌作用。可见上述废水中各成分对环境危害严重。同时废水中的硝酸根、氟离子、氯离子以及铜、铬、镍等有价金属具有回收价值。因此，对含低沸点酸的重金属酸性废水进行高效资源化与深度净化，既可消除废水对环境的污染，同时资源的回收可产生可观的经济效益。

现有含低沸点酸及其酸根的重金属废水处理基本采用中和沉淀的方法，由于硝酸根、氯离子等难以通过中和沉淀从废水中分离，因此上述方法处理后硝态氮及氯离子等排放浓度依旧难以达标，且传统方法未考虑废水中的重金属回收，重金属离子往往在中和沉淀过程进入中和渣，造成中和渣中重金属含量高，环境毒性大，一旦处置不当极易对环境造成严重污染。除中和沉淀法之外，国内外学者还提出了离子交换法和溶剂萃取法、蒸发法等方法处理上述废水。其中离子交换把固定床改为流动床是个进步，但离子交换树脂对废水中目标离子的浓度有一定要求，稀液的浓缩和浓液的稀释均会提高处理成本，且离子交换工艺处理后的废液回用依旧困难；溶剂萃取法的优点是能量消耗少，设备、材料容易选择，但酸的回收率低。关于蒸发工艺，国内外学者早在上个世纪七十年代便开始研究，但工艺一直未能推广，其原因在于传统的蒸发过程能耗较高，蒸发所得混酸由于酸浓度较低，回用至酸洗系统时配酸过程复杂，且蒸发浓缩后所得的重金属浓缩液难以处理，后期中和沉淀渣量大。本发明技术针对已有工艺的不足，提出多级、负压强化蒸发的新思路，可实现酸的高效分离回收；分离酸后得到的蒸发浓缩液经结晶-液固分离后，蒸发添加剂得到循环利用，同时获得重金属氧化物用于后续重金属回收，工艺不但解决此类废水的环境污染问题，还能获得可观的经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有的含低沸点酸及其酸根的重金属废水处理技术的不足，提供一种全新清洁处理方法，实现上述废水中低沸点酸液的高效回收的同时实现重金属的资源化，消除此类废水传统处理工艺中存在的不足，提高经济环境效益。

一种含低沸点酸及其酸根的重金属废水资源化回收方法，包括如下步骤：

(1)废水的中和：将中和剂与酸性废水混合，中和后过滤；

(2)废水的预蒸发：将中和后过滤得到的中和液在温度为50～110℃，负压为 -40～-100KPa条件下，进行预蒸发，使废水中大量水分以蒸汽形式预分离；