一種熱鍍鋅廢酸資源化處理裝置的製作方法

2023-04-22 23:39:11 2

本實用新型屬於廢酸處理及資源回收利用
技術領域：
，具體涉及一種熱鍍鋅廢酸資源化處理方法。
背景技術：
：熱鍍鋅生產過程中先對鍍件進行表面處理，使用鹽酸反覆衝洗金屬表面去除油汙和氧化物，當鹽酸中金屬離子含量達到一定濃度形成廢酸(酸性廢液)。目前，對廢酸的處理方法主要有兩種：一是酸鹼中和法，加鹼將金屬離子沉澱和中和溶液中的酸，金屬離子沉澱作為汙泥交由汙泥處理廠處理，這種解決辦法不但浪費了有用的氯化鐵資源，同時顯著增加了企業排放廢水中的鹽含量，直接導致後續廢水處理成本的大幅度提升；二是鹽酸再生法。鹽酸再生法均採用加熱蒸發、噴霧燃燒的方式，其工藝是對廢酸液進行直接加熱回收鹽酸和氧化鐵，少數大型鋼鐵聯合企業採用魯奇法和魯特納法。該處理工藝一次性投資大、運行維護費用高，一般中小企業難以承受。因此，國內的中小企業大都採用石灰中和法，使廢酸液中和後達標排放。但此法需消耗大量的石灰，並產生大量的含水率99％的泥渣需幹化處理。該方法處理設施投資和處理成本也都較高，且廢酸液中的有用資源未能回收利用。研究發現，從熱鍍鋅廢酸中直接回收的HCl濃度低，品質低，回收價值低，由於酸性廢水中鐵含量高，Fe2+離子含量為12000-20000mg/L，Fe3+離子含量為1000-5000mg/L，將廢酸中的鐵回收利用價值更高。如中國專利CN2015107042476公開了一種熱鍍鋅廢酸聯合製備氧化鐵紅和鹽酸的方法，將酸性廢水採用霧化器噴入微波反應室中，然後從微波反應室底部通入氧化性氣體，製備得到氧化鐵顆粒和含鹽酸的尾氣。然而該方法採用霧化器和微波反應器製備氧化鐵，設備造價高，難以工業化應用，且處理後得到的含鹽酸的尾氣通過鹼液吸收，達到工業廢氣排放標準後排放，整個過程無法實現零排放處理。技術實現要素：本實用新型目的是提供一種熱鍍鋅廢酸資源化處理方法及其裝置，解決了現有方法中無法有效回收廢酸中的鐵，或者回收過程造價太高，無法工業化推廣應用的問題。為實現上述目的，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理方法，具體包括以下步驟：(1)鐵的回收：向熱鍍鋅廢酸中加入氧化劑，將廢酸中的Fe2+離子氧化Fe3+離子，然後將廢酸pH調節為4.5，Fe3+生成Fe(OH)3沉澱，固液分離，Fe(OH)3沉澱回收，濾液進入下一步驟；(2)其他重金屬的處理：調節步驟(1)得到的濾液pH為9.5，重金屬離子生成相對應的難溶鹽沉澱，固液分離後，濾液進步下一步驟；(3)可溶鹽回收：將步驟(2)得到的濾液pH調節為中性，然後將濾液加熱蒸發，濾液中可溶鹽結晶析出回收，蒸發過程中產生的冷凝水回用。進一步地，所述步驟(1)中氧化劑為氯酸鈉，步驟(1)和步驟(2)中採用氫氧化鈉調節pH，避免引入其他陽離子影響後續結晶產品的品質，步驟(3)中加熱蒸發過程採用的裝置為太陽能預熱池和MVR蒸發系統，濾液經過太陽能預熱池加熱溫度上升到50-70℃，然後進入MVR蒸發系統蒸發，所述太陽能預熱池吸收太陽能將濾液加熱，降低後續蒸發過程運行成本。進一步地，將步驟(1)得到的Fe(OH)3沉澱脫水至含水率15-30％後加入到高溫爐中進行高溫煉鐵，Fe(OH)3受熱轉化成Fe2O3，然後在還原性氣體的作用下轉化成鐵。進一步地，將步驟(2)得到的難容鹽沉澱進入太陽能預熱池脫水至含水率為15-30％。進一步地，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理方法，還包括以下步驟：酸霧回收：採用酸霧吸收塔吸收熱鍍鋅廢酸表面的揮發性酸霧，將形成的酸液輸送到步驟(1)中的熱鍍鋅廢酸中。進一步地，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸包括以下濃度的組分，Fe2+為12-20g/L，Fe3+為1-5g/L，其他金屬離子為300-5000mg/L，HCl為54-127g/L。本實施例涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理裝置，具體包括依次連接的鐵沉澱回收裝置、重金屬沉澱回收裝置和蒸髮結晶裝置。本實施例涉及的鐵沉澱回收裝置包括第一中和反應池、汙泥調理池和第一板框壓濾機，重金屬沉澱回收裝置包括第二中和反應池、沉澱池、汙泥池和第二板框壓濾機，蒸髮結晶裝置包括pH調節池、太陽能預熱池、MVR蒸發系統和冷凝回收池；第一中和反應池出液口與汙泥調理池進口連通，汙泥調理池出口與第一板框壓濾機進口連接，第一板框壓濾機的出液口與第二中和反應池的進液口連接，第二中和反應池的出液口與沉澱池的進口連通，沉澱池的汙泥出口與汙泥池的進口連通，汙泥池的出口與第二板框式壓濾機的進口連通，沉澱池的出液口與pH調節池的進液口連通，pH調節池的出液口與太陽能預熱池的進液口連通，太陽能預熱池的濃縮液出口與MVR蒸發系統的進液口連通，MVR蒸發系統的冷凝水出口和太陽能預熱池的冷凝水出口均與冷凝回收池連通。進一步地，本實用新型涉及的第二板框式壓濾機的出泥口與太陽能預熱池的進泥口連通。進一步地，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理裝置，還包括廢酸收集池和酸霧收集塔，廢酸收集池的出液口與第一中和反應池的進液口連通，酸霧收集塔通過引風機與廢酸收集池連通，酸霧收集塔的出液口與廢酸收集池的進液口連通，引風機收集廢酸收集池表面揮發性酸霧於酸霧收集塔中形成酸液，然後酸液依次經過酸霧收集塔的出液口和廢酸收集池的進液口進入廢酸收集池。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：(1)對廢酸中的鐵和其他重金屬進行分級沉澱，實現了鐵和重金屬的分離和鐵的高效回收，同時重金屬危廢達到了減量化處理的要求；(2)使用太陽能為蒸發過程提供能量，降低整個系統的運行成本，降低後續處理單元的工作負荷；(3)濃縮池和MVR蒸發系統產生的冷凝水可用於廠區的回用水，實現了廢酸的零排放處理，提高鐵的利用率，達到節能減排的目的；(4)處理工藝使用的主要藥品為NaClO3和NaOH，不引入除Na+和Cl-之外的其它離子，MVR蒸發系統產生的成分主要為NaCl便於回收利用。附圖說明：圖1為本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理方法工藝流程圖。圖中：1、廢酸收集池，2、酸霧收集塔，3、中和反應池，4、汙泥調理池，5、板框壓濾機，6、中和反應池，7、沉澱池，8、汙泥池，9、板框壓濾機，10、pH調節池，11、太陽能預熱池，12、MVR蒸發系統，13、冷凝回收池。具體實施方式：下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但不應該理解為本實用新型上述主題範圍僅限於下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本實用新型範圍內。為實現上述目的，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理方法，具體包括以下步驟：(1)鐵的回收：向熱鍍鋅廢酸中加入氧化劑，將廢酸中的Fe2+離子氧化Fe3+離子，然後將廢酸pH調節為4.5，Fe3+生成Fe(OH)3沉澱，固液分離，Fe(OH)3沉澱回收，濾液進入下一步驟；(2)其他重金屬的處理：調節步驟(1)得到的濾液pH為9.5，重金屬離子生成相對應的難溶鹽沉澱，固液分離後，濾液進步下一步驟；(3)可溶鹽回收：將步驟(2)得到的濾液pH調節為中性，然後將濾液加熱蒸發，濾液中可溶鹽結晶析出回收，蒸發過程中產生的冷凝水回用。進一步地，所述步驟(1)中氧化劑為氯酸鈉，步驟(1)和步驟(2)中採用氫氧化鈉調節pH，避免引入其他陽離子影響後續結晶產品的品質，步驟(3)中加熱蒸發過程採用的裝置為太陽能預熱池和MVR蒸發系統，濾液經過太陽能預熱池加熱溫度上升到50-70℃，然後進入MVR蒸發系統蒸發，所述太陽能預熱池吸收太陽能將濾液加熱，降低後續蒸發過程運行成本。進一步地，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理方法，還包括以下步驟：酸霧回收：採用酸霧吸收塔吸收熱鍍鋅廢酸表面的揮發性酸霧，將形成的酸液輸送到步驟(1)中的熱鍍鋅廢酸中。進一步地，將步驟(1)得到的Fe(OH)3沉澱烘乾後加入到高溫爐中進行高溫煉鐵，Fe(OH)3受熱轉化成Fe2O3，然後在還原性氣體的作用下轉化成鐵。進一步地，本實用新型涉及的熱鍍鋅廢酸包括以下濃度的組分，Fe2+為12-20g/L，Fe3+為1-5g/L，其他金屬離子為300-6000mg/L，HCl為54-127g/L。如圖1所示，本實施例涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理裝置，具體包括依次連接的鐵沉澱回收裝置、重金屬沉澱回收裝置和蒸髮結晶裝置。本實施例涉及的鐵沉澱回收裝置包括第一中和反應池3、汙泥調理池4和第一板框壓濾機5，重金屬沉澱回收裝置包括第二中和反應池6、沉澱池7、汙泥池8和第二板框壓濾機9，蒸髮結晶裝置包括pH調節池10、太陽能預熱池11、MVR蒸發系統12和冷凝回收池13；第一中和反應池3出液口與汙泥調理池4進口連通，汙泥調理池4出口與第一板框壓濾機5進口連接，第一板框壓濾機5的出液口與第二中和反應池6的進液口連接，第二中和反應池6的出液口與沉澱池7的進口連通，沉澱池7的汙泥出口與汙泥池8的進口連通，汙泥池8的出口與第二板框式壓濾機9的進口連通，沉澱池7的出液口與pH調節池10的進液口連通，pH調節池10的出液口與太陽能預熱池11的進液口連通，太陽能預熱池11的濃縮液出口與MVR蒸發系統12的進液口連通，MVR蒸發系統12的冷凝水出口和太陽能預熱池13的冷凝水出口均與冷凝回收池連通。進一步地，第二板框式壓濾機9的出泥口與太陽能預熱池11的進泥口連通。進一步地，本實施例涉及的熱鍍鋅廢酸資源化處理裝置，還包括廢酸收集池1和酸霧收集塔2，廢酸收集池1的出液口與第一中和反應池3的進液口連通，酸霧收集塔2通過引風機與廢酸收集池1連通，酸霧收集塔2的出液口與廢酸收集池1的進液口連通，引風機收集廢酸收集池1表面揮發性酸霧於酸霧收集塔2中形成酸液，然後酸液依次經過酸霧收集塔2的出液口和廢酸收集池1的進液口進入廢酸收集池1。實施例1：某熱鍍鋅廠廢酸成分如下表：廢酸成分一覽表(濃度單位：mg/L)組分Fe2+Fe3+NiSn總銅總鋅Pb酸度濃度12000050002001.5915.416.44055370廢鹽酸工藝流程：(1)通過引風機將收集酸霧收集池1上部的揮發性酸霧收集到酸霧吸收塔吸收2中形成酸液，酸液通過酸霧吸收塔吸收2的出液口進入到第一中和反應池3中；(2)在第一中和反應池3投加氯酸鈉(質量分數28％)和氫氧化鈉(質量分數30％)將pH調節至4.5，氯酸鈉將亞鐵離子氧化為三價鐵，三價鐵和氫氧根反應生成氫氧化鐵沉澱，根據金屬離子的溶度積常數，在此pH下三價鐵離子沉澱完全，其他重金屬離子幾乎沒有沉澱，沉澱中鐵含量較高，不含重金屬離子，不屬於危廢，混合液經汙泥調理池4調理後用第一板框壓濾機5脫水至含水率60％，鐵泥餅回收待用；(3)第一板框壓濾機5產生的濾液進入中和反應池6，在中和反應池6中投加氫氧化鈉調節pH至9.5將重金屬沉澱完全，金屬沉澱和上清液在沉澱池7分離，沉澱經汙泥池8濃縮後進入第二板框壓濾機9壓濾得到含水率降至60％的重金屬濾餅，重金屬濾餅再經太陽能預熱池11乾燥脫水至含水率30％，作為危險廢物外運交由危廢公司進行安全處置；(4)沉澱池7中的上清液進入pH調節池10，在pH調節池10投加硫酸將廢液pH調節至中性，然後再泵入太陽能預熱池11，經太陽能預熱池11將廢液加熱到50℃，進入MVR蒸發系統12，在MVR蒸發系統12內進行強制循環蒸髮結晶及分離脫水得到含水率小於25％的結晶鹽，結晶鹽主要成分為NaCl，結晶鹽回收利用，太陽能預熱池11和MVR蒸發系統12產生的冷凝水用於回用和綠化，檢測表明NaCl的純度為80.6％；(5)將步驟(2)得到的鐵泥餅脫水至含水率30％後加入到高溫爐中進行高溫煉鐵，Fe(OH)3受熱轉化成Fe2O3，然後在還原性氣體CO的作用下轉化成鐵，檢測表明鐵的純度為96.8％。實施例2：某熱鍍鋅廠廢酸成分如下表：廢酸成分一覽表(濃度單位：mg/L)組分Fe2+Fe3+Ni總銅總鋅Pb酸度濃度200000100028515.420004055370廢鹽酸工藝流程：(1)通過引風機將收集酸霧收集池1上部的揮發性酸霧收集到酸霧吸收塔吸收2中形成酸液，酸液通過酸霧吸收塔吸收2的出液口進入到第一中和反應池3中；(2)在第一中和反應池3投加氯酸鈉(質量分數28％)和氫氧化鈉(質量分數30％)將pH調節至4.5，氯酸鈉將亞鐵離子氧化為三價鐵，三價鐵和氫氧根反應生成氫氧化鐵沉澱，根據金屬離子的溶度積常數，在此pH下三價鐵離子沉澱完全，其他重金屬離子幾乎沒有沉澱，沉澱中鐵含量較高，不含重金屬離子，不屬於危廢，混合液經汙泥調理池4調理後用第一板框壓濾機5脫水至含水率60％，鐵泥餅回收待用；(3)第一板框壓濾機5產生的濾液進入中和反應池6，在中和反應池6中投加氫氧化鈉調節pH至9.5將重金屬沉澱完全，金屬沉澱和上清液在沉澱池7分離，沉澱經汙泥池8濃縮後進入第二板框壓濾機9壓濾得到含水率降至60％的重金屬濾餅，重金屬濾餅再經太陽能預熱池11乾燥脫水至含水率15％，作為危險廢物外運交由危廢公司進行安全處置；(4)沉澱池7中的上清液進入pH調節池10，在pH調節池10投加硫酸將廢液pH調節至中性，然後再泵入太陽能預熱池11，經太陽能預熱池11將廢液加熱到50℃，進入MVR蒸發系統12，在MVR蒸發系統12內進行強制循環蒸髮結晶及分離脫水得到含水率小於25％的結晶鹽，結晶鹽主要成分為NaCl，結晶鹽回收利用，太陽能預熱池11和MVR蒸發系統12產生的冷凝水用於回用和綠化，檢測表明NaCl的純度為85.4％；(5)將步驟(2)得到的鐵泥餅脫水至含水率15％後加入到高溫爐中進行高溫煉鐵，Fe(OH)3受熱轉化成Fe2O3，然後在還原性氣體CO的作用下轉化成鐵，檢測表明鐵的純度為97.4％。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp