[发明专利]一种生产电极箔时废硝酸及废硝酸铝的回收装置及回收方法

说明书

本发明公开了一种生产电极箔时废硝酸及硝酸铝的回收装置及回收方法，通过纳滤膜、反渗透膜、膜电解、中和、过滤、分离等技术，再通过电渗析和电解组合技术实现了硝酸和硝酸铝废液的有效回收和循环再利用。本发明能够将废弃酸液回收产出符合硝酸溶液浓度标准(酸浓度0.2±0.01N)、以及符合电极箔原料采购标准(铝＜0.05N)的产品后返回生产系统重复使用，本项目硝酸的回收率为87％以上，铝离子的去除率为95％以上，硝酸铝通过中和、过滤、分离实现深度酸盐分离，过滤后的母液继续返回过滤，纯水供其它系统使用。

技术领域

本发明涉及电极生产领域，具体涉及一种生产电极箔时废硝酸及废硝酸铝的回收装置及回收方法。

背景技术

在电极箔(铝箔)生产过程中，硝酸废液主要为腐蚀箔工艺中二次电蚀工艺所产生，其主要成分包含硝酸、铝离子、水、微量金属离子。硝酸与铝箔的化学反应方程式：2AL+6HNO₃＝2Al(NO₃)₃+3H₂↑

腐蚀箔二次电蚀的工艺原理是把浓硝酸稀释成低浓度的稀硝酸，作为腐蚀液，铝箔作为阳极在通直流电的情况下被均匀电化学腐蚀，其中阳极的单质铝会变成Al³⁺进入液体体系，在稀硝酸腐蚀的情况下以硝酸铝(化学式Al(NO₃)₃)存在，当铝离子含量达到一定程度，其中的酸度无法满足铝箔的电化学腐蚀液体环境，就会作为废液排出腐蚀箔工艺体系，变成废酸(一种含稀硝酸、硝酸铝的混合废液)，现在国内最普遍的处理办法是用稀硝酸与石灰乳混合发生中和反应生成硝酸钙盐，硝酸钙盐与中和所产生的氢氧化铝废渣一同进入离心分离机，离心分离产生的脱除水份(含硝酸钙盐)作为废液排放，固体氢氧化铝作为分离出的废渣处理，此工艺有以下几个运行缺陷：

(1)产生废渣需再做固废处理，处理成本高；由于采用石灰乳来中和系统产生的废硝酸，会生成大量的Ca(NO₃)₂废盐液和氢氧化铝废渣，而且在此中和过程中需购买用于中和的原料石灰，还需购买辅助沉淀用的絮凝剂，同时还需配套使用离心机设备对渣浆进行分离，运行成本和配套设备、设施投入成本量大。以15m³/h的废硝酸处理设计计算，仅氢氧化铝废渣处理设备造价就要增加50万，且石灰购买成本每年需200万元、废渣处理成本每年需100万、辅材成本每年40万元、运行电耗成本每年需60万元，按照一年计算，每年就要增加450万元的成本。

(2)废硝酸无法回用；因采用石灰中和处理，所有废硝酸均参与中和反应生成硝酸钙，无回收利用。以15m³/h的废硝酸处理设计计算，废硝酸浓度按2％计，则每天有7.2吨硝酸(100％)被排放，未回收硝酸成本15000元/天，每年按330天运行时间计，未回收硝酸成本可达495万元；此过程中对应的化学反应：2Al(NO₃)₂+3Ca(OH)₂＝3Ca(NO₃)₂+2Al(OH)₃↓

(3)硝酸铝未回收利用；用石灰进行中和反应产生不仅有Ca(NO₃)₂废盐液，还有在碱中和过程中的Al(OH)₃产生，被作为废渣运出；硝酸铝可回收利用的物质大量流失。此过程中对应的化学反应：2Al(NO₃)₂+3Ca(OH)₂＝3Ca(NO₃)₂+2Al(OH)₃↓

(4)作业环境差；用石灰进行中和反应产生的废渣通过离心分离出来后，再通过汽车运输至外界固废场，中和分离的污水直接外排。此过程中会出现渣浆泄漏，污染现场作业环境，还会出现中和污水堵管溢流造成作业环境变差。