一种双碳型废酸资源化成套设备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种双碳型废酸资源化成套设备及应用，涉及废酸资源化处理技术领域。设备包括化学反应系统、物理处理系统和控制系统。化学反应系统主要包括酸洗废液槽、除杂反应罐、超声反应罐、以及位于除杂反应罐和超声反应罐二者中间的过滤器、向除杂反应罐和超声反应罐输入氮气或氩气等惰性气体的高压气罐；物理处理系统，由清洗器、固液分离罐、压滤器、干燥器组成；控制系统贯穿化学反应系统和物理处理系统。本发明专利技术一体化成套设备已成功应用在钢材酸洗废液制备磷酸铁锂电池正极材料

【技术实现步骤摘要】
一种双碳型废酸资源化成套设备及应用


[0001]本专利技术涉及废酸资源化处理
，具体涉及一种双碳型废酸资源化成套设备及在钢材酸洗废液制备电池级草酸亚铁中的应用。

技术介绍

[0002]我国每年都会产生大量的钢材酸洗废液，其中含有大量铁和残余酸，如果直接排放会对环境产生很大的污染。目前处理废酸的方法有很多，但均存在一定的缺陷：采用简单酸碱中和处理后排放，浪费资源且易引起环境污染；高温焙烧、蒸发结晶、硫酸置换等处理方法存在设备投资大，运行维护费用高，回收的金属资源经济价值低等问题。
[0003]专利200810241902.9公布了利用酸洗废液生产高纯电池级草酸亚铁的方法。该方法利用氨水中和使铁生产氢氧化亚铁凝胶，加热且保温，然后加入草酸生成草酸亚铁产品。该法不回收酸，造成了一定的资源浪费。
[0004]专利200610013330.X公布了利用酸洗废液生产草酸亚铁并回收盐酸的方法。该方法利用耐酸滤布过滤除杂，将工业草酸溶解过滤后与酸洗废液按照3∶1的比例混合搅拌，静置2小时后过滤，上层清夜回用，沉淀物经清水洗涤后通过闪蒸干燥机干燥得草酸亚铁产品。该法该方法仅使用耐酸布除杂，未采用专门的除杂工艺，只能出去大颗粒不溶物，对于杂质离子，如三价铁等未采取有有效措施除去；未采用控制粒径的方法，得到的草酸亚铁的纯度和粒径较差，不符合电池级草酸亚铁的要求。
[0005]资源化处理钢铁酸洗废液是大势所趋，推进再生资源高值化循环利用，对解决现如今日益严重的环境和资源短缺问题具有十分重要的意义。本专利技术为钢材酸洗废液处理提供了一套经济环保的处理设备，助推双碳产业高质量发展。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的不足与难题，本专利技术旨在提供一种双碳型废酸资源化成套设备及应用。
[0007]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]本专利技术一体化成套设备利用化学除杂
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物理过滤
‑
(化学反应)产品生产
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清洗除杂
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烘干过程成功将钢材酸洗废液中铁制备成高纯铁产品和酸处理成高浓度酸进行回用的成套设备。
[0009]该成套设备包括三大部分：(1)化学反应系统；(2)物理处理系统；(3)控制系统。
[0010]其中，化学反应系统，主要包括酸洗废液槽、除杂反应罐、超声反应罐、以及位于除杂反应罐和超声反应罐二者中间的过滤器、向除杂反应罐和超声反应罐输入氮气或氩气等惰性气体的高压气罐。在具体实施中，在氮气保护下，废酸先在除杂反应罐中与铁粉反应，还原废酸中的三价铁为二价铁；然后经过滤器过滤掉过量的铁和杂质；最后上清液进入超声反应罐与草酸超声反应生成草酸亚铁。
[0011]物理处理系统，由清洗器、固液分离罐、压滤器、干燥器组成。在具体实施中，经超
声反应罐反应后的固液混合物通过泵体输送至固液分离罐，清洗器对固液分离罐内的沉淀物(草酸亚铁)进行喷射清洗，沉淀物再依次经过压滤器循环压滤、干燥器烘干处理。
[0012]控制系统贯穿化学反应系统和物理处理系统。
[0013]本专利技术采用一体化成套设备已成功应用在以废酸为原料，制备磷酸铁锂电池正极材料
‑
草酸亚铁，同时实现酸回用，助推废酸处理行业实现低能耗和零污染高质量发展。
[0014]与现有技术相比，本专利技术有益效果包括：
[0015]1、利用一体化成套设备处理废酸，实现资源循环利用，降低污染物排放量；
[0016]2、利用废酸为原料制备工业产品，降低产品生产成本。通过本专利技术采用一体化成套设备已成功应用在利用废酸制备磷酸铁锂电池正极材料
‑
草酸亚铁，同时实现酸回用，效果良好。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的双碳型废酸资源化成套设备工艺流程图；
[0018]图2为本专利技术成套设备中固液分离罐立体结构示意图；
[0019]图3为本专利技术成套设备生产产品粒径分布图。
[0020]图示说明：1
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化学反应系统，11
‑
除杂反应罐，12
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过滤器，13
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超声反应罐，14
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高压气罐；2
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物理处理系统，21
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清洗器，22
‑
固液分离罐，22l
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罐体，222
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过滤膜，223
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膜支撑孔板，23
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压滤器，24
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干燥器；3
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控制系统。
具体实施方式
[0021]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的设备技术方案。
[0022]请参阅图1所示，本实施例由化学反应阶段、物理处理阶段、产品控制阶段组成。
[0023]如图1所示，一种双碳型废酸资源化成套设备，分为化学反应系统1、物理处理系统2和控制系统3三大部分，每个部分包括以下内容。
[0024]化学反应系统1主要包括酸洗废液槽10、除杂反应罐11、超声反应罐13、以及位于除杂反应罐11和超声反应罐13二者中间的过滤器12、向除杂反应罐11和超声反应罐13输入氮气或氩气等惰性气体的高压气罐14。在具体实施中，在氮气保护下，废酸先在除杂反应罐11中与铁粉反应，还原废酸中的三价铁为二价铁；然后经过滤器12过滤掉过量的铁和杂质；最后上清液进入超声反应罐13与草酸超声反应生成草酸亚铁。
[0025]除杂反应罐11外设进液和出液的输送泵以及控制阀门、内设搅拌器和液位计以及定时器，其中进液的输送泵通过PVC管道与酸洗废液槽相连，其用于将废酸抽至除杂反应罐11；液位计控制输送泵启停，以控制罐体中液体总量；搅拌器与定时器相连，控制除杂反应时长。
[0026]过滤器12采用袋式过滤器，滤袋孔径为1
‑
5um，优选2um。
[0027]超声反应罐13外设进液和出液的抽液泵和控制阀门、内设有定时器；抽液泵用于将过滤器12过滤后的液体抽入超声反应罐13内、以及超声反应结束后液体排出；定时器与高压气罐14的控制阀门和抽液泵相连，控制搅拌时间和后续抽液泵的启动。具体实施时向超声反应罐13中加入草酸，进行超声反应成草酸亚铁沉淀和盐酸，静置后将母液抽回至酸洗废液槽，用于钢材酸洗，实现酸回用。抽液泵将剩余的固液浆料输送至物理处理系统2进
行固液分离，以便进行后续操作。
[0028]物理处理系统2主要包括清洗部分和干燥部分(后端)及分装部分，由清洗器21、固液分离罐22、压滤器23、干燥器24组成。在具体实施中，经超声反应罐13反应后的固液混合物通过泵体输送至固液分离罐22，清洗器21对固液分离罐22内的沉淀物(草酸亚铁)进行喷射清洗，沉淀物再依次经过压滤器23循环压滤、干燥器24烘干处理。
[0029]清洗器21采用喷射洗涤装置，清洗器21设置在固液分离罐22内部。利用增压泵将纯水压进喷射洗涤装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双碳型废酸资源化成套设备，其特征在于：所述成套设备包括化学反应系统、物理处理系统和控制系统三大部分，其中，化学反应系统主要包括酸洗废液槽、除杂反应罐、超声反应罐、以及位于所述除杂反应罐和所述超声反应罐二者中间的过滤器、向所述除杂反应罐和所述超声反应罐输入惰性气体的高压气罐；所述除杂反应罐将废酸中的三价铁与铁粉反应还原为二价铁，所述过滤器用于过滤过量的铁粉和杂质；所述超声反应罐将二价铁离子与草酸超声反应生成草酸亚铁；物理处理系统主要包括清洗器、固液分离罐、压滤器、干燥器；所述固液分离罐将草酸亚铁的固液浆料进行固液分离，所述清洗器用于对草酸亚铁沉淀物进行清洗，所述干燥器用于对草酸亚铁沉淀物进行烘干处理；所述控制系统贯穿所述化学反应系统和所述物理处理系统，主要包括成套设备的各部件的电路控制和产品质量控制部分。2.根据权利要求1所述的一种双碳型废酸资源化成套设备，其特征在于：所述除杂反应罐外设进液和出液的输送泵以及控制阀门、内设搅拌器和液位计以及定时器，液位计控制输送泵启停，以控制罐体中液体总量；搅拌器与定时器相连，控制除杂反应时长。3.根据权利要求1所述的一种双碳型废酸资源化成套设备，其特征在于：所述过滤器采用袋式过滤器，滤袋孔径为1～5um。4.根据权利要求1所述的一种双碳型废酸资源化成套设备，其特征在于：所述超声反应罐外设进液和出液的抽液泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志美，蔡林君，卜津，李财芳，廖明园，孙妍，赵天歌，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：