一种含重金属废酸的处理方法及处理设备技术

一种含重金属废酸的处理方法，包括以下步骤：（1）向硫化钡反应器内加入硫酸溶液与硫化钡，反应得到硫化氢，溶液过滤得到滤液a与硫酸钡沉淀；（2）将步骤（1）中制取的硫化氢通入已加入含重金属废酸的硫化装置内进行除杂反应，反应完成后过滤得到滤渣与滤液b；其中，所述步骤（1）中的硫酸钡沉淀经还原得到硫化钡用于步骤（1）中制取硫化氢。本发明专利技术方法利用硫化钡与废酸中的硫酸反应制取硫化氢气体，反应简单，操控方便，低温低压下即可生产硫化氢气体，生产的硫化氢气体纯度高。另外，本发明专利技术的副产物硫酸钡通过还原成硫化钡用于制取硫化氢，资源得到的循环利用，资源利用率高。

【技术实现步骤摘要】
一种含重金属废酸的处理方法及处理设备
本专利技术属于液体废物处理领域，尤其涉及一种含重金属废酸处理方法及处理装置。
技术介绍
在铜、铅、锌等冶炼工艺中，因洗涤、净化等过程会产生大量含酸废水溶液，含酸废水溶液中大都含有汞、砷、镉、铅、锌、铜等物质，这些物质进入大气、水体和土壤等各种环境后，均可通过呼吸道、消化道和皮肤等被人和动物吸收。当这些物质在人和动物体内积累到一定程度时，即会直接影响人和动物的生长发育与生理生化机能，直至引起死亡。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除往往更为困难，对生物产生的影响和危害也更为严重，因此冶炼过程中产生的含酸废水溶液必须要进行处理才能排放。现有技术中，含酸废水的治理方法很多，如中和法、硫化法、铁氧化法、电凝聚法、离子交换法和吸附法等，但由于含酸废水具有排量大、重金属含量高和组成复杂等特点，目前在工业化生产中采用较多的是硫酸亚铁-石灰法和硫化法两大类。硫酸亚铁-石灰法是用石灰中和污酸并调节pH值，再利用硫酸亚铁中的铁能与砷反应生成难溶的盐、铁的氢氧化物具有强大的吸附和絮凝能力的特性，达到去除含酸废水中砷及镉等有害重金属的目的。但硫酸亚铁-石灰法处理含酸废水所产生的渣量很大，且砷及镉等重金属在渣中呈稀散分布，砷、镉等资源再回收困难，废渣的无泄漏永久存放也难以实现，二次污染随时都可发生。硫化法是用可溶性硫化物与重金属反应，生成难溶硫化物，将重金属从污酸中除去。硫化渣中砷、镉等含量大大提高，在去除含酸废水中有毒重金属的同时实现了重金属的资源化。但这类反应在pH值较低时才发生，留下的稀酸只能用于磷肥生产或者进行中和法处理，若使用后者，同样产生石膏渣和工业废水。目前工业上使用的方法要么产生大量的含重金属的危废石膏渣，处理后的废水得不到综合利用，要么含有氟氯等离子，只能回用于特定的领域，不能做到真正的回用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种资源利用率高、二次污染物少、重金属去除率高的含重金属酸废的处理方法，并相应提供其处理设备。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种含重金属废酸的处理方法，包括以下步骤：（1）向硫化钡反应器内加入硫酸溶液与硫化钡，反应得到硫化氢，溶液过滤得到滤液a与硫酸钡沉淀；（2）将步骤（1）中制取的硫化氢通入已加入含重金属废酸的硫化装置内进行除杂反应，反应完成后过滤得到滤渣与滤液b；其中，所述步骤（1）中的硫酸钡沉淀经还原得到硫化钡用于步骤（1）中制取硫化氢。上述含重金属废酸的处理方法的原理如下：制取硫化氢时，向酸性溶液中加入硫化钡固体或溶液，硫化钡与酸反应生成硫酸钡沉淀和硫化氢气体。反应方程式为：BaS+H2SO4=BaSO4↓+H2S↑废酸脱去重金属与砷时，利用硫化氢中的S2-与砷和重金属离子之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化沉淀物而从溶液中除去砷和重金属离子。硫化沉淀之后，过滤得到滤液b和硫化渣沉淀。滤液b可返回硫化钡反应器内用于制取硫化氢，硫化渣沉淀可用于回收其中的有价金属。以二价金属为例，硫化反应方程式为：M2++S2-=MS↓（M为重金属离子）As3++S2-=As2S3↓在硫酸钡还原步骤中，将硫酸钡与碳混合煅烧，将硫酸钡还原成硫化钡，反应方程式如下：BaSO4+2C=BaS+2CO2↑上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述硫酸溶液为质量分数1%-60%的成品硫酸。上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述含重金属废酸中含有质量分数为1%-60%硫酸。上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述滤液b返回步骤（1）中用作硫酸溶液与硫化钡反应制取硫化氢。步骤（2）中得到的滤液b返回硫化钡反应器内用于制取硫化氢可以充分利用废酸中的酸，可大大减小成品硫酸的使用量，同时去除了废酸液中的硫酸根离子，更有利于后续滤液a的深度处理回用。本专利技术中初始可选择用成品硫酸或前期经过除杂的废酸制备硫化氢后，后续过程中制备硫化氢可一直用硫化装置中得到的滤液b，达到一举多得的目的。上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述步骤（1）中的硫酸钡沉淀经碳在硫化钡还原炉中还原后再提纯得到硫化钡。硫酸钡经还原生成硫化钡用于硫化钡反应器内制备硫化氢，使副产物得到了合理的利用，资源得到的循环利用，资源利用率高。上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述步骤（1）中加入的硫化钡为硫化钡粉末或硫化钡溶液。上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述滤液a经污水深度处理器处理后回收利用。上述含重金属废酸的处理方法中，优选的，所述步骤（2）中，反应过程中未完全反应的硫化氢经过尾气洗涤塔中的碱液洗涤后生成硫化钠。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种用于实施上述含重金属废酸的处理方法的设备，包括以下装置：用于硫化氢气体和废酸溶液中重金属离子及砷离子反应的硫化装置、用于硫化处理后的废酸溶液与硫化钡反应生成硫化氢气体的硫化钡反应器、过滤装置、用于将硫酸钡与碳混合煅烧还原成硫化钡的硫化钡还原炉；所述硫化装置、硫化钡反应器、过滤装置与硫化钡还原炉依次联接，构成密闭系统。上述设备中，优选的，硫化装置采用塔、槽、釜式结构，且至少由一级设备串联组成，硫化钡反应器为密封式的塔、槽、釜等设备，过滤装置采用压滤、离心、渗滤和膜滤形式中的一种，硫化钡还原炉为卧式窑炉式结构。上述含重金属废酸的处理方法中，步骤（1）中的硫化钡反应器内的酸液与硫化钡反应后经过滤装置过滤得到的滤液a，滤液a后续经污水深度处理器处理后可有效回收利用。步骤（2）中得到的硫化渣可外委处理回收其中的重金属和砷，步骤（2）中多余的微量硫化氢气体经过尾气洗涤塔碱洗后直接排空，洗涤液生成硫化钠产品外销。本专利技术工艺流程可连续操作。本专利技术提供的设备中，硫化钡反应器、硫化装置、过滤装置与硫酸钡还原装置等相互关联构成一个密闭整体，还可根据需要串联多个硫化装置，可根据含重金属废酸的处理量来调节硫化钡反应器中硫化氢的制取量，硫化氢的制取量可通过加入硫化钡的量来控制，上述各参数之间可根据需要调控以使整个工艺流程的参数之间达到一个动态平衡。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.本专利技术利用硫化钡与废酸中的硫酸反应制取硫化氢气体，反应简单，操控方便，低温低压下即可生产硫化氢气体，生产的硫化氢气体纯度高。2.本专利技术生成的硫化氢气体不用储存直接用于硫化装置，无正压、无泄漏，安全性能高。3.本专利技术的副产物硫酸钡通过还原成硫化钡用于制取硫化氢，资源得到的循环利用，资源利用率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术工艺流程示意图。图2为本专利技术设备连接示意图。图例说明：1、排空；2、尾气洗涤塔；3、化碱槽；4、碳酸钠；5、含酸废水；6、硫化装置；7、泵一；8、硫化钡反应器；9、硫化钡；10、泵二；11、过滤装置一；12、污水深度处理器；13、硫酸钡；14、污水回用；16、硫化钡还原炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含重金属废酸的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）向硫化钡反应器内加入硫酸溶液与硫化钡，反应得到硫化氢，溶液过滤得到滤液a与硫酸钡沉淀；（2）将步骤（1）中制取的硫化氢通入已加入含重金属废酸的硫化装置内进行除杂反应，反应完成后过滤得到滤渣与滤液b；其中，所述步骤（1）中的硫酸钡沉淀经还原得到硫化钡用于步骤（1）中制取硫化氢。

【技术特征摘要】
1.一种含重金属废酸的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）向硫化钡反应器内加入硫酸溶液与硫化钡，反应得到硫化氢，溶液过滤得到滤液a与硫酸钡沉淀；（2）将步骤（1）中制取的硫化氢通入已加入含重金属废酸的硫化装置内进行除杂反应，反应完成后过滤得到滤渣与滤液b；其中，所述步骤（1）中的硫酸钡沉淀经还原得到硫化钡用于步骤（1）中制取硫化氢。2.根据权利要求1所述的一种含重金属废酸的处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述硫酸溶液为质量分数1%-60%的成品硫酸。3.根据权利要求1所述的一种含重金属废酸的处理方法，其特征在于，所述含重金属废酸中含有质量分数为1%-60%的硫酸。4.根据权利要求3所述的一种含重金属废酸的处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述滤液b返回步骤（1）中用作硫酸溶液与硫化钡反应制取硫化氢。5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种含重金属废酸的处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中的硫酸钡沉淀经碳在硫化钡还原炉中还原后再提纯得到硫化钡。6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种含重金属废酸的处理方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑胜，张佳栋，
申请(专利权)人：株洲三特环保节能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43