一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统及方法。该回收处理系统包括：蒸发浓缩装置；萃取精馏塔，萃取精馏塔的第一浓硫酸进口与浓硫酸输送管道连通，萃取精馏塔的第二浓硫酸进口与蒸发浓缩装置的浓缩液出口连通；双级降膜吸收装置，双级降膜吸收装置与萃取精馏塔的氯化氢气体出口、以及蒸发浓缩装置的初蒸液出口均连通；及硫酸再生精馏塔，硫酸再生精馏塔的硫酸再生进口与萃取精馏塔的稀硫酸盐溶液出口连通，硫酸再生精馏塔的硫酸再生液体出口与萃取精馏塔的第三浓硫酸进口连通。该回收处理方法通过蒸发浓缩、硫酸萃取精馏、双级降膜吸收、硫酸再生循环使用四个处理步骤回收锗和盐酸。

【技术实现步骤摘要】
一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统及方法
本专利技术涉及湿法冶金
，特别涉及一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统及方法。
技术介绍
锗产业生产加工过程中广泛使用氯化蒸馏提锗工艺，采用工业盐酸蒸馏回收锗后会产生大量的提锗废液，提锗废液含有较多锗，由于锗资源的稀缺和珍贵，往往通过压滤获得提锗滤渣和提锗废酸，再分别进行锗回收处理；提锗滤渣经洗涤除酸除氯（Cl-<0.1%）后，一般通过火法处理工艺二次富集回收锗，而所得的提锗废酸成分较复杂、盐分高、处理量大，一般每吨提锗废酸除含有大量盐酸及Fe、Al、Ca、Mg等金属的盐酸盐外，还含有25-75g锗，这些废酸回收处理难度较大。然而，若直接中和排放，不仅会造成严重的环境污染，还会降低企业的经济效益。在经济形势日益严峻及锗资源日益稀缺匮乏的今天，实现氯化提锗废酸中锗及盐酸的高效回收利用是一件意义重大的事情。目前，氯化提锗废酸的回收处理方法主要有有机溶剂萃取法、中和排放法、膜分离法、蒸发浓缩法、加盐萃取精馏法等。以上处理方法在一定程度上可回收锗资源，解决废酸环保问题，但存在投资大、占地面积大、运行成本高等缺点，且以上提锗废酸回收锗和盐酸的方法回收效率低，锗及盐酸的回收率均很难突破90%，而且排出的废液中一般含锗仍然超过20mg/L，此类含锗废液因处量大、处理成本高，一般很少进行回收处理，基本都是为了使废水达标排放，对废水进行中和或除杂等，处理过程中产生的废渣将被堆存，即浪费资源，又会产生二次污染，对土壤乃至地下水造成一定影响。为了保护环境，合理利用资源，需要对这些氯化提锗废酸进行处理并回收利用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中氯化提锗废酸回收处理过程中存在的诸多问题和困难的缺陷，提供一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统及方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特点在于，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统用于回收氯化提锗废酸，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统包括：蒸发浓缩装置，氯化提锗废酸输送管道与所述蒸发浓缩装置的第一进料预热进口连接，所述蒸发浓缩装置用于对所述氯化提锗废酸液进行蒸发浓缩，所述蒸发浓缩装置包括浓缩液出口和初蒸液出口；萃取精馏塔，所述萃取精馏塔包括第一浓硫酸进口、第二浓硫酸进口、第三浓硫酸进口、氯化氢气体出口和稀硫酸盐溶液出口，所述第一浓硫酸进口与浓硫酸输送管道连通，所述第二浓硫酸进口与所述蒸发浓缩装置的浓缩液出口连通；双级降膜吸收装置，所述双级降膜吸收装置与所述萃取精馏塔的氯化氢气体出口、以及所述蒸发浓缩装置的初蒸液出口均连通；及硫酸再生精馏塔，所述硫酸再生精馏塔包括稀硫酸再生进口和硫酸再生液体出口，所述硫酸再生进口与所述萃取精馏塔的稀硫酸盐溶液出口连通，所述硫酸再生液体出口与所述萃取精馏塔的第三浓硫酸进口连通。本技术方案是结合蒸发浓缩与硫酸萃取氯化氢工艺而特别设置的，通过蒸发浓缩装置获得含锗的初蒸液及浓缩液，浓缩液进如萃取精馏塔处理，使用浓硫酸做置换剂把浓缩液中的盐酸盐变为硫酸盐，氯化氢析出，同时在浓硫酸的作用下，打破了氯化氢和水的共沸点，大量的氯化氢气体逸出，随后在双级降膜吸收装置中，将初蒸液作为吸收剂将逸出的氯化氢气体有效地吸收，通过控制蒸发浓缩倍数，可获得不同浓度级别的盐酸产品。经萃取精馏塔反应萃取后的稀硫酸盐溶液通过稀硫酸再生工段蒸发出多余的微酸水，并结晶出硫酸盐晶体，得到浓硫酸回用于硫酸萃取精馏工段。经过上述处理过程，可以高效回收氯化提锗废酸中的锗和盐酸，并再生循环使用浓硫酸，节能降耗。较佳地，所述蒸发浓缩装置还包括：进料预热器，所述进料预热器包括所述第一进料预热进口、第二进料预热进口、第一进料预热出口和第二进料预热出口，所述氯化提锗废酸输送管道与所述第一进料预热进口连通；气液分离器，所述气液分离器包括气液分离进口、气液分离气体出口、所述浓缩液出口，所述气液分离进口与所述进料预热器第一进料预热出口连通，所述气液分离气体出口与所述进料预热器的第二进料预热进口连通；废酸蒸发器，所述废酸蒸发器与所述气液分离器连通，所述废酸蒸发器用于对所述气液分离器进行加热，所述气液分离器的温度为100~120℃；稀盐酸冷却器，所述稀盐酸冷却器包括稀盐酸冷却进口和所述初蒸液出口，所述稀盐酸冷却进口与所述进料预热器的第二进料预热出口连通。在本技术方案中，通过设置气液分离器能够对氯化提锗废酸进行气液分离，在气液分离气体出口得到含锗氯化氢蒸汽，在浓缩液出口得到浓缩液（浓度较高的氯化提锗废酸）；通过设置进料预热器，能够使对氯化提锗废酸和含锗氯化氢蒸气进行预热，使后面步骤的反应进行的更加完全；通过设置残酸蒸发器使气液分离器的稳定保持在100~120℃，更加有利于气液分离器中的氯化提锗废酸液进行气液分离；通过设置稀盐酸冷却器以将含锗氯化氢蒸汽冷却得到初蒸液（含锗的低浓度盐酸）。较佳地，所述双级降膜吸收装置包括：一级降膜吸收器、一级吸收液储罐、二级降膜吸收器、二级吸收液储罐和盐酸产品输出管道；所述一级吸收液储罐通过一级降膜循环泵与所述一级降膜吸收器的上部连接，所述一级降膜吸收器的下部与所述一级吸收液储罐连接，所述一级降膜吸收器的底部与所述二级降膜吸收器的底部连接，所述二级吸收液储罐通过二级降膜循环泵与所述二级降膜吸收器的上部连接，所述二级降膜吸收器的下部与所述二级吸收液储罐连接；所述一级降膜吸收器的顶部与所述萃取精馏塔的氯化氢气体出口连接，所述蒸发浓缩装置的初蒸液出口与所述一级吸收液储罐连接，所述盐酸产品输出管道的一端连接于所述二级降膜循环泵与所述二级降膜吸收器之间。在本技术方案中，通过设置双级降膜吸收装置的具体结构，以此确保吸收效果，最终得到浓度合格的盐酸产品。较佳地，所述一级降膜吸收器通以循环冷却水冷却降温，所述一级降膜吸收器的温度为30~50℃；所述二级降膜吸收器通以循环冷冻水冷却降温，所述二级降膜吸收器的温度为-20~0℃。在本技术方案中，通过设置一级降膜吸收器和二级降膜吸收器的温度，能够更好地完成对初蒸液的吸收，最终得到浓度合格的盐酸产品。较佳地，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统还包括：萃取再沸器，所述萃取再沸器用于对所述萃取精馏塔进行加热，所述萃取精馏塔的温度为60~100℃；硫酸再沸器，所述硫酸再沸器用于对所述硫酸再生精馏塔进行加热，所述硫酸再生精馏塔的温度为100-300℃。在本技术方案中，通过设置萃取再沸器以确保萃取精馏塔的温度；通过设置硫酸再沸器以确保硫酸再生精馏塔的温度。本专利技术还提供一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理方法，其特点在于，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理方法包括以下步骤：步骤S1、蒸发浓缩工段：将氯化提锗废酸液送入蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩，得到浓缩液和初蒸液，所述浓缩液的体积为所述氯化提锗废酸液的体积30%~60%，所述浓缩液进入步骤S2处理，所述初蒸液进入步骤S3处理；步骤S2、硫酸萃取精馏工段：所述浓缩液送入萃取精馏塔内，按照所述浓缩液与浓硫酸质量比为28~32:1的比例添加浓硫酸，进行反应萃取精馏，得到氯化氢气体和稀硫酸盐溶液，所述氯化氢气体进入步骤S3处理，所述稀硫酸盐溶液进入步骤S4处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特征在于，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统用于回收氯化提锗废酸中锗和盐酸，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统包括：蒸发浓缩装置，氯化提锗废酸输送管道与所述蒸发浓缩装置的第一进料预热进口连接，所述蒸发浓缩装置用于对所述氯化提锗废酸进行蒸发浓缩，所述蒸发浓缩装置包括浓缩液出口和初蒸液出口；萃取精馏塔，所述萃取精馏塔包括第一浓硫酸进口、第二浓硫酸进口、第三浓硫酸进口、氯化氢气体出口和稀硫酸盐溶液出口，所述第一浓硫酸进口与浓硫酸输送管道连通，所述第二浓硫酸进口与所述蒸发浓缩装置的浓缩液出口连通；双级降膜吸收装置，所述双级降膜吸收装置与所述萃取精馏塔的氯化氢气体出口、以及所述蒸发浓缩装置的初蒸液出口均连通；硫酸再生精馏塔，所述硫酸再生精馏塔包括稀硫酸再生进口和硫酸再生液体出口，所述硫酸再生进口与所述萃取精馏塔的稀硫酸盐溶液出口连通，所述硫酸再生液体出口与所述萃取精馏塔的第三浓硫酸进口连通。

【技术特征摘要】
1.一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特征在于，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统用于回收氯化提锗废酸中锗和盐酸，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统包括：蒸发浓缩装置，氯化提锗废酸输送管道与所述蒸发浓缩装置的第一进料预热进口连接，所述蒸发浓缩装置用于对所述氯化提锗废酸进行蒸发浓缩，所述蒸发浓缩装置包括浓缩液出口和初蒸液出口；萃取精馏塔，所述萃取精馏塔包括第一浓硫酸进口、第二浓硫酸进口、第三浓硫酸进口、氯化氢气体出口和稀硫酸盐溶液出口，所述第一浓硫酸进口与浓硫酸输送管道连通，所述第二浓硫酸进口与所述蒸发浓缩装置的浓缩液出口连通；双级降膜吸收装置，所述双级降膜吸收装置与所述萃取精馏塔的氯化氢气体出口、以及所述蒸发浓缩装置的初蒸液出口均连通；硫酸再生精馏塔，所述硫酸再生精馏塔包括稀硫酸再生进口和硫酸再生液体出口，所述硫酸再生进口与所述萃取精馏塔的稀硫酸盐溶液出口连通，所述硫酸再生液体出口与所述萃取精馏塔的第三浓硫酸进口连通。2.如权利要求1所述的氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特征在于，所述蒸发浓缩装置还包括：进料预热器，所述进料预热器包括所述第一进料预热进口、第二进料预热进口、第一进料预热出口和第二进料预热出口，所述氯化提锗废酸输送管道与所述第一进料预热进口连通；气液分离器，所述气液分离器包括气液分离进口、气液分离气体出口、所述浓缩液出口，所述气液分离进口与所述进料预热器第一进料预热出口连通，所述气液分离气体出口与所述进料预热器的第二进料预热进口连通；废酸蒸发器，所述废酸蒸发器与所述气液分离器连通，所述废酸蒸发器用于对所述气液分离器进行加热，所述气液分离器的温度为100~120℃；稀盐酸冷却器，所述稀盐酸冷却器包括稀盐酸冷却进口和所述初蒸液出口，所述稀盐酸冷却进口与所述进料预热器的第二进料预热出口连通。3.如权利要求1所述的氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特征在于，所述双级降膜吸收装置包括：一级降膜吸收器、一级吸收液储罐、二级降膜吸收器、二级吸收液储罐和盐酸产品输出管道；所述一级吸收液储罐通过一级降膜循环泵与所述一级降膜吸收器的上部连接，所述一级降膜吸收器的下部与所述一级吸收液储罐连接，所述一级降膜吸收器的底部与所述二级降膜吸收器的底部连接，所述二级吸收液储罐通过二级降膜循环泵与所述二级降膜吸收器的上部连接，所述二级降膜吸收器的下部与所述二级吸收液储罐连接；所述一级降膜吸收器的顶部与所述萃取精馏塔的氯化氢气体出口连接，所述蒸发浓缩装置的初蒸液出口与所述一级吸收液储罐连接，所述盐酸产品输出管道的一端连接于所述二级降膜循环泵与所述二级降膜吸收器之间。4.如权利要求3所述的氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特征在于，所述一级降膜吸收器通以循环冷却水冷却降温，所述一级降膜吸收器的温度为30~50℃；所述二级降膜吸收器通以循环冷冻水冷却降温，所述二级降膜吸收器的温度为-20~0℃。5.如权利要求1所述的氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统，其特征在于，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理系统还包括：萃取再沸器，所述萃取再沸器用于对所述萃取精馏塔进行加热，所述萃取精馏塔的温度为60~100℃；硫酸再沸器，所述硫酸再沸器用于对所述硫酸再生蒸馏塔进行加热，所述硫酸再生蒸馏塔的温度为100-300℃。6.一种氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理方法，其特征在于，所述氯化提锗废酸中锗及盐酸的回收处理方法包括以下步骤：步骤S1、蒸发浓缩工段：将氯化提锗废酸送入蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩，得到浓缩液和初蒸液，所述浓缩液的体积为所述氯化提锗...

【专利技术属性】
技术研发人员：普世坤，张俊岭，朱知国，谢天敏，张东晟，刘汉保，柳廷龙，钟文，张朋，赵燕，林作亮，滕文，
申请(专利权)人：云南临沧鑫圆锗业股份有限公司，云南东昌金属加工有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53