[发明专利]一种废酸液的酸回收、浓缩及废物资源化方法

说明书

本发明公开了一种废酸液的酸回收、浓缩及废物资源化方法，包括对废酸液进行扩散渗析处理，其中，扩散渗析膜的两侧分别为回收酸侧、废酸侧。本发明方法采用多段逆流扩散渗析组合处理，对酸洗废酸中的酸进行回收、浓缩，以及对废酸中的铁进行资源化利用。回收酸直接回酸槽回用；废酸渣回收做聚铁及衍生絮凝剂。本发明的要点是根据酸与盐浓度的不同形成高效经济的多段逆流强化扩散渗析系统，实现酸回收与浓缩及铁盐资源化利用。

技术领域

本发明涉及一种酸洗废酸液的酸回收、提浓的强化扩散渗析系统与方法，更具体的说是，特别涉及一种含金属离子的酸洗废液的处理与资源化方法，属于废水处理领域。

背景技术

在金属加工行业，尤其是钢铁的加工，在其运输和放置过程中，钢铁的表面会产生铁锈和铁氧化物等。因此，酸洗就成了使金属表面整洁、改善钢材表面结构以及对表面进行加工处理等钢材生产和加工过程中进行的一道很重要的工序。目前，钢铁行业使用的酸洗液为含酸浓度为20％以上的盐酸。酸洗过程中会产生大量的酸洗废水，酸洗废水中包含大量的重金属离子和剩余的游离酸等，直接排放对环境造成严重污染的同时也浪费了很多资源。目前处理这种废水的方法主要是中和，但是这个方法不能充分回收有用物质，而且成本较高，易产生二次污染。

扩散渗析作为一种以浓度差为推动力的膜分离技术，由于其操作简单，低能耗和无二次污染等，广泛应用于各自生产废酸碱的领域。按照离子交换膜的种类来划分，扩散渗析可分为阴离子交换膜扩散渗析和阳离子交换膜扩散渗析。阴离子交换膜扩散渗析主要用来回收酸盐混合物中的酸，而阳离子交换膜扩散渗析主要用来回收碱盐混合物中的碱。

目前，关于扩散渗析回收酸的研究，主要方法为利用扩散渗析装置将酸洗废酸液中废酸扩散到回收酸侧，酸通过阴离子交换膜而金属离子被阻挡在废酸侧，从而实现废酸液中酸的回收。但是，现有扩散渗析装置与方法分离推动力仅为废酸侧与回收酸侧的酸浓度差，因此，扩散渗析回收酸不但传质速率随浓差减小不断降低，效率低，而且存在回收酸浓度低于废酸浓度的瓶颈问题，使其应用大打折扣。

目前关于酸洗废酸液的回收利用报道较少，中国发明专利申请“自动化扩散渗析工业废酸或废碱回收设备，CN20081020390.3，申请日2008年12月3日”公开的回收设备采用扩散渗透技术，可安装在酸洗槽旁边，实现无人操作，用于对废酸进行现场处理或间歇处理的全自动扩散渗析工业废酸回收设备，该设备可以自动调节进入扩散渗析前酸流量和水的流量比，使回收酸浓度达到目标浓度。但是此设备没有实现强化扩散渗析，既不能提高回收酸的浓度，也不能增加废酸扩算分离的传质速率，同时也不能对废酸液的亚铁离子进行回收。中国专利申请(申请号201510540264.0，公开日2015年11月18日)公开了“一种不锈钢酸洗废水资源化回收方法”。该专利采用扩散渗析技术分离稀硫酸、稀硝酸和稀氢氟酸，对扩散渗析残液采用添加氧化钙的方法中和多余的酸，再利用硫化物沉淀法去除回收扩散渗析残液中的混合金属，没有对废液中的各种金属进行处理，损耗大，处理效率低。中国专利申请(申请号201610659331.5,公开日2017年01月04日)公布了“一种扩散渗析与电沉积联合处理含金属离子废酸液的装置”，该装置利用扩散渗析装置将含金属离子废酸液中的酸和金属离子分离，分离金属离子后的酸液可以作为回收酸重复循环利用，分离酸后的含金属离子废液再利用电沉积装置还原回收金属，最终电沉积残液排入废水处理系统可回收95％以上的酸，酸浓度达到0.4-1.0ml/L，可回收99.5％以上的金属，金属纯度达到98％以上。但是这套设备无法进行酸提浓，酸浓度仍然较低，无法达到回用的标准。