一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法及裝置製造方法
2023-08-07 22:47:21
一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法及其裝置。本發明的方法包括調節濾液pH值、鐵碳微電解去除部分重金屬和脫色、離子交換進一步去除高價陽離子步驟；本發明的裝置，包括濾液儲罐、pH調節池、第一級淨化池、曝氣池、第二級淨化池。本發明對脫硫鉛膏濾液進行深度淨化，將濾液中的有色物質、重金屬離子和其它高價離子去除，保證了後續濾液結晶獲得高品質的硫酸鈉。
【專利說明】一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬於資源回收和利用工藝，特別涉及一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法及其裝 置，用於從廢鉛酸蓄電池回收再生鉛的工藝過程。
【背景技術】
[0002] 硫酸鉛是廢鉛酸蓄電池鉛膏的主要組成部分，硫酸鈉也可用到鉛酸電池製造中。 溼法脫硫-火法冶煉是回收廢鉛酸蓄電池中鉛的重要技術工藝之一，美國專利US4769116 報導了廢鉛酸蓄電池鉛膏中加入碳酸鈉，使硫酸鉛轉變為碳酸鉛，反應後的脫硫鉛膏壓濾 濾液直接經活性炭淨化，蒸髮結晶製備硫酸鈉的方法。在實際工業應用中為了提高硫酸鉛 的轉化率，通常採用添加過量碳酸鈉的方法。因此，脫硫鉛膏壓濾濾液含有一定的碳酸鈉， 需要進行中和處理。雖然通過活性炭處理中和後的濾液可部分純化濾液，但只採用這種簡 單處理方法最後將濾液蒸發得到的硫酸鈉品質較低，不能滿足鉛酸電池製造中對硫酸鈉的 品質要求，所以需要對濾液進行進一步淨化處理。
[0003] 脫硫鉛膏壓濾濾液不純淨是因為廢鉛酸電池在破碎處理過程中會有一些物質如 外殼上的油汙等不可避免的混入，這些會造成濾液發黃；還有硫酸鉛膏雖然加碳酸鈉轉變 成溶解度更小的碳酸鉛，但溶液中總還有部分溶解的鉛離子，以及銅、鎘等重金屬雜質離子 存在。脫硫鉛膏壓濾濾液如不經過淨化處理，這些雜質必然會殘留在後續結晶出來的硫酸 鈉產品中，造成硫酸鈉產品質量低劣，達不到回用的要求。
[0004] 目前，淨化脫硫鉛膏壓濾濾液的方法，主要有兩種，一是前面提到的活性碳直接吸 附法；另外一種如專利CN200810047091中描述的先用活性碳吸附，再用陽離子交換處理的 方法。第一種方法顯然不能滿足最終結晶硫酸鈉產品的品質要求；第二種方法是對前一種 方法的改進，增加了離子交換處理步驟，可較大地提升結晶硫酸鈉產品的品質，但活性碳吸 附是一種物理吸附，雜質會不停累積，造成活性炭吸附能力下降並最終失活，活性碳必須再 生處理，這將大大提高處理費用增加設備投資。因此，有必要設計一種更加符合資源回收利 用和清潔生產要求的脫硫鉛膏壓濾濾液的淨化的工藝技術，特別是能徹底分解和去除脫硫 鉛膏壓濾濾液中雜質的技術和工藝。
[0005] 鐵碳微電解技術是一種處理廢水的新興技術：當將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水 中時，由於鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數個微原電池。這些細微電池是以電 位低的鐵做為陽極，電位高的碳做陰極，在含有酸性電解質的水溶液中發生電化學反應 的。微電解對溶液色度去除有明顯的效果，且由於鐵的還原性質及氫氧化鐵膠體的絮凝還 可起到去除部分重金屬的作用。因此，微電解處理廢水自誕生以來，由於其利用電化學方法 更徹底地分解和去除汙染物，引起國內外環保研究學者的關注。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法及其裝置，用於從廢鉛酸蓄電 池回收再生鉛的工藝過程，避免"離子交換+活性碳"工藝吸附處理時存在的活性碳失效可 能性和再生活性碳的工藝處理的複雜性，淨化後的脫硫鉛膏濾液可用於後續結晶工藝回收 商品質的硫酸納廣品。
[0007] 本發明實現上述目的的技術方案為： 一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法，包括如下步驟： (1) 調節濾液pH值：以稀硫酸加入濾液中，控制濾液pH值3?6,將濾液中的碳酸鈉轉 換成硫酸鈉，同時為後續第一級淨化池中鐵碳微電解提供合適的pH環境； (2) 鐵碳微電解：將步驟（1)所得溶液送入第一級淨化池的鐵碳床，控制其停留時間 0. 5?2. 5小時，調節pH至中性，然後曝氣5?30分鐘，過濾； (3) 離子交換：將步驟（2)所得的濾液送入第二級淨化池中，通過陽離子交換，去除濾 液中的微量重金屬離子和其它離子。
[0008] 上述的脫硫鉛膏濾液的淨化方法，所述的三個步驟中溶液溫度均保持在35? 65。。。
[0009] 上述的脫硫鉛膏濾液的淨化方法，所述步驟（2)鐵碳床的鐵碳比例為0. 01?2。 [0010] 一種用於脫硫鉛膏濾液的淨化裝置，包括通過管道或輸送帶依次連接的濾液儲 罐、pH調節池、第一級淨化池、曝氣池和第二級淨化池； pH調節池中設有攪拌器，第一級淨化池中設有鐵碳床，第二級淨化池中設有陽離子交 換塔； 曝氣池和第二級淨化池之間設置過濾裝置，所述過濾裝置為管道過濾器或壓濾機，其 過濾方式為在線過濾或者離線過濾方式。
[0011] 本發明的有益效果在於： (1)本發明所採用的鐵碳微電解能夠更好去除有機雜質。
[0012] (2)本發明淨化後的脫硫鉛骨濾液後續結晶工藝可回收商品質的硫酸納廣品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明，但本發明並不限於此。
[0015] 實施例1 如圖1所示，200L濾液儲罐的濾液送入pH調節池，以稀硫酸加入濾液中，控制濾液pH 值4. 0,所得溶液進入第一級淨化池的鐵碳床，控制其停留時間2. 5小時，調節pH至中性，然 後曝氣20分鐘，過濾，濾液送入第二級淨化池中的離子交換塔進行離子交換，得淨化的脫 硫鉛骨濾液。
[0016] 實施例2 如圖1所示，濾液儲罐的300 L濾液送入pH調節池，以稀硫酸加入濾液中，控制濾液pH 值3. 0,所得溶液進入第一級淨化池的鐵碳床，控制其停留時間1. 5小時，調節pH至中性，然 後曝氣30分鐘，過濾，濾液送入第二級淨化池中的離子交換塔進行離子交換，得淨化的脫 硫鉛骨濾液。
[0017] 實施例3 如圖1所示，濾液儲罐的200 L濾液送入pH調節池，以稀硫酸加入濾液中，控制濾液pH 值3. 5,所得溶液進入第一級淨化池的鐵碳床，控制其停留時間2小時，調節pH至中性，然後 曝氣20分鐘，過濾，濾液送入第二級淨化池中的離子交換塔進行離子交換，得淨化的脫硫 鉛膏濾液。
【權利要求】
1. 一種脫硫鉛膏濾液的淨化方法，包括如下步驟： (1) 調節濾液pH值：以稀硫酸加入濾液中，控制濾液pH值3?6,將濾液中的碳酸鈉轉 換成硫fe納； (2) 鐵碳微電解：將步驟（1)所得溶液送入第一級淨化池的鐵碳床，控制其停留時間 0. 5?2. 5小時，調節pH至中性，然後曝氣5?30分鐘，過濾； (3) 離子交換：將步驟（2)所得的濾液送入第二級淨化池中，通過陽離子交換，去除濾 液中的微量重金屬離子和其它離子。
2. 根據權利要求1所述的脫硫鉛膏濾液的淨化方法，所述三個步驟中的溶液溫度均保 持在35?65 °C。
3. 根據權利要求1所述的脫硫鉛膏濾液的淨化方法，所述步驟（2)鐵碳床的鐵碳比例 為0· 01?2。
4. 一種脫硫鉛膏濾液的淨化裝置，包括通過管道或輸送帶依次連接的濾液儲罐、pH調 節池、第一級淨化池、曝氣池和第二級淨化池； pH調節池中設有攪拌器，第一級淨化池中設有鐵碳床，第二級淨化池中設有陽離子交 換塔；曝氣池和第二級淨化池之間裝有過濾裝置。
5. 根據權利要求4所述的脫硫鉛膏濾液的淨化裝置，所述過濾裝置為管道過濾器或壓 濾機，其過濾方式為在線過濾或者離線過濾方式。
【文檔編號】C01D5/06GK104192869SQ201410417931
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】曹靖, 吳光輝, 王振雲, 範偉, 張俊豐 申請人:湖南江冶機電科技股份有限公司, 湘潭大學