一种含重金属的酸洗废液资源化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种含重金属的酸洗废液资源化系统，属于危险废弃物资源化领域。针对现有技术中存在含铁、锌和铅三种重金属的酸洗废液回收难度较高的问题，本实用新型专利技术提供了一种含重金属的酸洗废液资源化系统；所述系统包括萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置，萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置和固液分离装置依次相连，萃取装置和蒸发装置相连。所述方法包括以下步骤：萃取铁和锌、反萃取回收铁盐、反萃取回收锌盐、萃取剂回用、蒸发回收盐酸和回收铅盐。本实用新型专利技术可以实现含重金属的酸洗废液的资源化，从而分别回收得到高纯度的氢氧化铁、氢氧化锌、盐酸和氯化铅。

A resource recovery system for heavy metal pickling waste liquor

The utility model discloses a resource recycling system for pickling waste liquid containing heavy metals, which belongs to the field of hazardous waste recycling. The utility model provides a resource recovery system for pickling waste liquid containing heavy metals, which includes an extraction device, a bubbling device, a stirring device, a solid-liquid separation device and an evaporation device, an extraction device and a drum. The bubble device, the stirring device and the solid-liquid separation device are connected sequentially, and the extraction device is connected with the evaporation device. The method comprises the following steps: extracting iron and zinc, recovering iron salt by back extraction, recovering zinc salt by back extraction, reusing extractant, recovering hydrochloric acid by evaporation and recovering lead salt. The utility model can realize the resource utilization of the pickling waste liquid containing heavy metals, thereby recovering high purity ferric hydroxide, zinc hydroxide, hydrochloric acid and lead chloride respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种含重金属的酸洗废液资源化系统
本技术属于危险废弃物资源化领域，具体地说，涉及一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法。
技术介绍
酸作为清洗剂在冶金、机械等行业得到广泛应用，如金属制品加工业，需要大量的酸进行表面清洗或腐蚀处理，目前大部分企业主要采用盐酸作为清洗液，当酸液中的金属离子达到一定浓度后，其清洗、腐蚀效果显著下降而成为酸洗废液。酸洗废液酸性强、浓度高、产生量大、易形成酸雾，如不对其进行妥善处理，不仅会严重污染环境，也会造成资源的极大浪费。酸洗废液主要元素含量为：Fe2+含量70±5g/L、Fe3+含量30±5g/L、Zn2+含量5±1g/L、Pb2+含量3±1g/L。传统处理方法是采用NaOH或Ca(OH)2进行中和处理，中和后虽然pH值可以达到要求，但其余各项指标很难达标，而且产生的大量泥渣含有金属盐类，脱水困难、不易干燥、处理难度大，大部分情况是堆积待处理，占用大量土地，同时浪费了大量的金属和酸。除此之外，还有其他的处理方法，如膜处理法、高温焙烧法。膜处理法能够高效回收酸和金属盐，酸回收率高、纯度高，但是处理量小，预处理要求高，膜组件容易污染，处置成本高。高温焙烧法投资大，设备占地面积大，对设备的设计、管理、控制和耐腐蚀的要求高，运行成本高，消耗大量冷却水、电、燃料，因此仅适合于大型企业，不适合于中小型企业。经检索，目前关于酸洗废液萃取回收和蒸发回收的研究已有公开，如中国专利技术专利，公开号：CN105696010A，公开日：2016年6月22日，公开了一种含铁含锌废盐酸溶液的回收利用方法，其技术方案为向含锌酸洗废液中加入铁屑或者铁片，将废液中的三价铁还原为二价铁，再向其中加入由N235、异辛醇、磺化煤油组成的萃取剂萃取锌，得到萃余液为氯化亚铁溶液，含锌的负载有机相经反萃将锌转至反萃液，萃取有机相重复利用，反萃液分段加碱处理，获得氢氧化锌，反萃液重复利用。该专利主要针对含铁含锌的酸洗废水，其投加的由N235、异辛醇、磺化煤油组成的萃取剂能够将锌和铁分离，但需要额外投入铁屑或铁片来还原废液中三价铁进一步制得氯化亚铁，这个三价铁还原过程需要严格控制设备中的氧化性物质含量，这不仅增加了生产成本，而且萃取后的产物氯化亚铁的稳定性较差，其又极易氧化成氯化铁；此外萃取剂无法对铅离子进行回收，且萃取剂中N235和磺化煤油的毒性较大；因此采用该专利方案无法实现对含铁、含锌和含铅的酸洗废水进行处理及回收。又如中国专利技术专利，公开号：CN106430100A，公开日：2017年2月22日，公开了一种含铁废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备及方法，其技术方案为将待处理的含铁废酸液输送至热交换器加热，再将加热后的含铁废酸液输送至配料罐，向配料罐中加入氯化亚铁晶体，得到氯化亚铁溶液，再将氯化亚铁溶液输送至蒸发反应釜，蒸发反应釜加热蒸发，蒸发产生的含酸蒸汽经排气管与热交换器发生热交换后进入HCl收集罐，蒸发后的浓缩液被输送至结晶釜，结晶釜冷却结晶，固液分离罐对结晶后形成的氯化亚铁溶液和氯化亚铁晶体进行分离，分别收集分离后的氯化亚铁溶液和氯化亚铁晶体。该专利将含铁废酸液直接蒸发，分别回收盐酸和氯化亚铁，这种方法只适合于含有单一金属的废酸液，如果含有铅锌等其他金属，直接蒸发后剩余的的产物很难进一步分离，得到产物的纯度较低，经济性也较差。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术中存在含铁、锌和铅三种重金属的酸洗废液回收难度较高的问题，本技术提供了一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法。它可以回收制得氢氧化铁、氢氧化锌、盐酸和氯化铅，实现危险废弃物的资源化。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种含重金属的酸洗废液资源化系统，包括萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置，所述搅拌装置包括搅拌装置A和搅拌装置B，所述固液分离装置包括固液分离装置A和固液分离装置B；所述萃取装置、所述鼓泡装置、所述搅拌装置A、所述固液分离装置A、所述搅拌装置B及所述固液分离装置B依次相连，所述萃取装置和所述蒸发装置相连。优选地，所述萃取装置的内壁上沿着内壁纵向上设有多个固定环，相邻两个固定环之间设有转盘，所述转盘固定在所述萃取装置的中心轴上，萃取时转盘随中心轴高速转动，产生的剪切力迫使液体分散性破裂成许多细小液滴，并在液体内产生强烈的涡旋运动，增大相际接触面积和传质系数，有利于提高萃取效率；所述萃取装置的第一进料口通过液体泵与萃取剂储罐相连，所述萃取装置的第二进料口通过液体泵与酸洗废液储罐相连。优选地，所述鼓泡装置的进料口通过液体泵与所述萃取装置的第一出料口相连；所述鼓泡装置内设有气体分布器，鼓入的氧化性气体可以充分与液体混合，达到完全氧化的目的；所述鼓泡装置的第一出气口通过气体泵与气体缓冲罐相连，所述气体缓冲罐与所述鼓泡装置的第二进气口相连。优选地，所述搅拌装置A的第一进料口通过液体泵与所述鼓泡装置的出料口相连，所述搅拌装置A的第二进料口通过液体泵与碱液储罐A相连。所述搅拌装置A采用耐酸耐碱的反应釜，釜底采用椭圆底结构，有利于混合液的排出，搅拌装置A内部设有U型聚四氟乙烯搅拌桨，可以同时起到耐酸碱和搅拌均匀的作用。优选地，所述固液分离装置A的第一进料口通过液体泵与所述搅拌装置A的出料口相连，固体收集装置A置于所述固液分离装置A的出料口的下方，液体收集槽A置于所述固液分离装置A的下方。所述固液分离装置A采用板框压滤方法，可以实现固体与液体的有效分离。优选地，所述搅拌装置B的第一进料口通过液体泵与液体收集槽A相连，所述搅拌装置B的第二进料口通过液体泵与碱液储罐B相连。所述搅拌装置B采用耐酸耐碱的反应釜，釜底采用椭圆底结构，有利于混合液的排出，搅拌装置B内部设有U型聚四氟乙烯搅拌桨，可以同时起到耐酸碱和搅拌均匀的作用。优选地，所述固液分离装置B的第一进料口通过液体泵与搅拌装置B的出料口相连，所述固体收集装置B置于所述固液分离装置B的出料口的下方，液体收集槽B置于所述固液分离装置B的下方，所述液体收集槽B通过液体泵与所述萃取装置的第一进料口相连。所述固液分离装置B采用板框压滤方法，可以实现固体与液体的有效分离。优选地，所述蒸发装置的进料口通过液体泵与所述萃取装置的第二出料口相连，冷凝装置的进气口通过气体泵与所述蒸发装置的出气口相连，冷却水储罐通过液体泵与冷凝装置的进水口相连，所述冷却水储罐通过液体泵与所述冷凝装置的进水口相连，冷凝装置和冷却水储罐形成循环，持续流动的冷却水将气体降温冷凝变成液体，当冷却水不足时，可通过外界进行补充；所述冷凝装置的出水口通过液体泵与所述冷却水储罐相连，液体收集装置与所述冷凝装置相连，固体收集装置C与所述蒸发装置的出料口连通。一种含重金属的酸洗废液资源化方法，其步骤为：A、萃取铁和锌：由萃取剂储罐通过液体泵向萃取装置中加入萃取剂，同时由酸洗废液储罐通过液体泵向萃取装置中加入含重金属的酸洗废液，萃取剂在萃取剂储罐内从上往下流动，酸洗废液在萃取剂储罐内从下往上流动，两者逆向接触进行萃取；萃取后分为萃取层和萃余层，萃取层为含有铁和锌的萃取液，由液体泵转移至鼓泡装置中，萃余层为含铅的酸洗废液，由液体泵转移至蒸发装置中；B、反萃取回收铁盐：由气体泵将气体缓冲罐中的氧化性气体持续鼓入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含重金属的酸洗废液资源化系统，包括萃取装置(4)、鼓泡装置(5)、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置(18)，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌装置A(8)和搅拌装置B(13)，所述固液分离装置包括固液分离装置A(10)和固液分离装置B(15)；所述萃取装置(4)、所述鼓泡装置(5)、所述搅拌装置A(8)、所述固液分离装置A(10)、所述搅拌装置B(13)及所述固液分离装置B(15)依次相连，所述萃取装置(4)和所述蒸发装置(18)相连。

【技术特征摘要】
1.一种含重金属的酸洗废液资源化系统，包括萃取装置(4)、鼓泡装置(5)、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置(18)，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌装置A(8)和搅拌装置B(13)，所述固液分离装置包括固液分离装置A(10)和固液分离装置B(15)；所述萃取装置(4)、所述鼓泡装置(5)、所述搅拌装置A(8)、所述固液分离装置A(10)、所述搅拌装置B(13)及所述固液分离装置B(15)依次相连，所述萃取装置(4)和所述蒸发装置(18)相连。2.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述萃取装置(4)的内壁上沿着内壁纵向上设有多个固定环，相邻两个固定环之间设有转盘，所述转盘固定在所述萃取装置的中心轴上；所述萃取装置(4)的第一进料口通过液体泵(3)与萃取剂储罐(1)相连，所述萃取装置(4)的第二进料口与酸洗废液储罐(2)相连。3.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述鼓泡装置(5)的进料口与所述萃取装置(4)的第一出料口相连；所述鼓泡装置(5)内设有气体分布器，所述鼓泡装置(5)的第一出气口通过气体泵(6)与气体缓冲罐(7)相连，所述气体缓冲罐(7)与所述鼓泡装置(5)的第二进气口相连。4.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述搅拌装置A(8)的第一进料口与所述鼓泡装置(5)的出料口相连，所述搅拌装置A(8)的第二进料口与碱液储罐A(9)相连，所述搅拌装置A(8)内部设有U型搅拌桨。5.根据权利要求1所述一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，张毅敏，陈程，彭福全，孔明，朱月明，许雪婷，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：新型
国别省市：江苏,32