本實(shí)用新型屬于廢酸處理及資源回收利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種熱鍍鋅廢酸資源化處理方法。
背景技術(shù)：
：熱鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程中先對(duì)鍍件進(jìn)行表面處理，使用鹽酸反復(fù)沖洗金屬表面去除油污和氧化物，當(dāng)鹽酸中金屬離子含量達(dá)到一定濃度形成廢酸(酸性廢液)。目前，對(duì)廢酸的處理方法主要有兩種：一是酸堿中和法，加堿將金屬離子沉淀和中和溶液中的酸，金屬離子沉淀作為污泥交由污泥處理廠處理，這種解決辦法不但浪費(fèi)了有用的氯化鐵資源，同時(shí)顯著增加了企業(yè)排放廢水中的鹽含量，直接導(dǎo)致后續(xù)廢水處理成本的大幅度提升；二是鹽酸再生法。鹽酸再生法均采用加熱蒸發(fā)、噴霧燃燒的方式，其工藝是對(duì)廢酸液進(jìn)行直接加熱回收鹽酸和氧化鐵，少數(shù)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)采用魯奇法和魯特納法。該處理工藝一次性投資大、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，一般中小企業(yè)難以承受。因此，國(guó)內(nèi)的中小企業(yè)大都采用石灰中和法，使廢酸液中和后達(dá)標(biāo)排放。但此法需消耗大量的石灰，并產(chǎn)生大量的含水率99％的泥渣需干化處理。該方法處理設(shè)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(fā)現(xiàn)，從熱鍍鋅廢酸中直接回收的HCl濃度低，品質(zhì)低，回收價(jià)值低，由于酸性廢水中鐵含量高，F(xiàn)e2+離子含量為12000-20000mg/L，F(xiàn)e3+離子含量為1000-5000mg/L，將廢酸中的鐵回收利用價(jià)值更高。如中國(guó)專利CN2015107042476公開了一種熱鍍鋅廢酸聯(lián)合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，將酸性廢水采用霧化器噴入微波反應(yīng)室中，然后從微波反應(yīng)室底部通入氧化性氣體，制備得到氧化鐵顆粒和含鹽酸的尾氣。然而該方法采用霧化器和微波反應(yīng)器制備氧化鐵，設(shè)備造價(jià)高，難以工業(yè)化應(yīng)用，且處理后得到的含鹽酸的尾氣通過(guò)堿液吸收，達(dá)到工業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)后排放，整個(gè)過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)零排放處理。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)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(xiàn)有方法中無(wú)法有效回收廢酸中的鐵，或者回收過(guò)程造價(jià)太高，無(wú)法工業(yè)化推廣應(yīng)用的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)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，然后將廢酸pH調(diào)節(jié)為4.5，F(xiàn)e3+生成Fe(OH)3沉淀，固液分離，F(xiàn)e(OH)3沉淀回收，濾液進(jìn)入下一步驟；(2)其他重金屬的處理：調(diào)節(jié)步驟(1)得到的濾液pH為9.5，重金屬離子生成相對(duì)應(yīng)的難溶鹽沉淀，固液分離后，濾液進(jìn)步下一步驟；(3)可溶鹽回收：將步驟(2)得到的濾液pH調(diào)節(jié)為中性，然后將濾液加熱蒸發(fā)，濾液中可溶鹽結(jié)晶析出回收，蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水回用。進(jìn)一步地，所述步驟(1)中氧化劑為氯酸鈉，步驟(1)和步驟(2)中采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，避免引入其他陽(yáng)離子影響后續(xù)結(jié)晶產(chǎn)品的品質(zhì)，步驟(3)中加熱蒸發(fā)過(guò)程采用的裝置為太陽(yáng)能預(yù)熱池和MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，濾液經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能預(yù)熱池加熱溫度上升到50-70℃，然后進(jìn)入MVR蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)，所述太陽(yáng)能預(yù)熱池吸收太陽(yáng)能將濾液加熱，降低后續(xù)蒸發(fā)過(guò)程運(yùn)行成本。進(jìn)一步地，將步驟(1)得到的Fe(OH)3沉淀脫水至含水率15-30％后加入到高溫爐中進(jìn)行高溫?zé)掕F，F(xiàn)e(OH)3受熱轉(zhuǎn)化成Fe2O3，然后在還原性氣體的作用下轉(zhuǎn)化成鐵。進(jìn)一步地，將步驟(2)得到的難容鹽沉淀進(jìn)入太陽(yáng)能預(yù)熱池脫水至含水率為15-30％。進(jìn)一步地，本實(shí)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：采用酸霧吸收塔吸收熱鍍鋅廢酸表面的揮發(fā)性酸霧，將形成的酸液輸送到步驟(1)中的熱鍍鋅廢酸中。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型涉及的熱鍍鋅廢酸包括以下濃度的組分，F(xiàn)e2+為12-20g/L，F(xiàn)e3+為1-5g/L，其他金屬離子為300-5000mg/L，HCl為54-127g/L。本實(shí)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淀回收裝置、重金屬沉淀回收裝置和蒸發(fā)結(jié)晶裝置。本實(shí)施例涉及的鐵沉淀回收裝置包括第一中和反應(yīng)池、污泥調(diào)理池和第一板框壓濾機(jī)，重金屬沉淀回收裝置包括第二中和反應(yīng)池、沉淀池、污泥池和第二板框壓濾機(jī)，蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括pH調(diào)節(jié)池、太陽(yáng)能預(yù)熱池、MVR蒸發(fā)系統(tǒng)和冷凝回收池；第一中和反應(yīng)池出液口與污泥調(diào)理池進(jìn)口連通，污泥調(diào)理池出口與第一板框壓濾機(jī)進(jìn)口連接，第一板框壓濾機(jī)的出液口與第二中和反應(yīng)池的進(jìn)液口連接，第二中和反應(yīng)池的出液口與沉淀池的進(jìn)口連通，沉淀池的污泥出口與污泥池的進(jìn)口連通，污泥池的出口與第二板框式壓濾機(jī)的進(jìn)口連通，沉淀池的出液口與pH調(diào)節(jié)池的進(jìn)液口連通，pH調(diào)節(jié)池的出液口與太陽(yáng)能預(yù)熱池的進(jìn)液口連通，太陽(yáng)能預(yù)熱池的濃縮液出口與MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的進(jìn)液口連通，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的冷凝水出口和太陽(yáng)能預(yù)熱池的冷凝水出口均與冷凝回收池連通。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型涉及的第二板框式壓濾機(jī)的出泥口與太陽(yáng)能預(yù)熱池的進(jìn)泥口連通。進(jìn)一步地，本實(shí)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(yīng)池的進(jìn)液口連通，酸霧收集塔通過(guò)引風(fēng)機(jī)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(jìn)液口連通，引風(fēng)機(jī)收集廢酸收集池表面揮發(fā)性酸霧于酸霧收集塔中形成酸液，然后酸液依次經(jīng)過(guò)酸霧收集塔的出液口和廢酸收集池的進(jìn)液口進(jìn)入廢酸收集池。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)對(duì)廢酸中的鐵和其他重金屬進(jìn)行分級(jí)沉淀，實(shí)現(xiàn)了鐵和重金屬的分離和鐵的高效回收，同時(shí)重金屬危廢達(dá)到了減量化處理的要求；(2)使用太陽(yáng)能為蒸發(fā)過(guò)程提供能量，降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，降低后續(xù)處理單元的工作負(fù)荷；(3)濃縮池和MVR蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水可用于廠區(qū)的回用水，實(shí)現(xiàn)了廢酸的零排放處理，提高鐵的利用率，達(dá)到節(jié)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(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的成分主要為NaCl便于回收利用。附圖說(shuō)明：圖1為本實(shí)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(yīng)池，4、污泥調(diào)理池，5、板框壓濾機(jī)，6、中和反應(yīng)池，7、沉淀池，8、污泥池，9、板框壓濾機(jī)，10、pH調(diào)節(jié)池，11、太陽(yáng)能預(yù)熱池，12、MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，13、冷凝回收池。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本實(shí)用新型上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型范圍內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)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，然后將廢酸pH調(diào)節(jié)為4.5，F(xiàn)e3+生成Fe(OH)3沉淀，固液分離，F(xiàn)e(OH)3沉淀回收，濾液進(jìn)入下一步驟；(2)其他重金屬的處理：調(diào)節(jié)步驟(1)得到的濾液pH為9.5，重金屬離子生成相對(duì)應(yīng)的難溶鹽沉淀，固液分離后，濾液進(jìn)步下一步驟；(3)可溶鹽回收：將步驟(2)得到的濾液pH調(diào)節(jié)為中性，然后將濾液加熱蒸發(fā)，濾液中可溶鹽結(jié)晶析出回收，蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水回用。進(jìn)一步地，所述步驟(1)中氧化劑為氯酸鈉，步驟(1)和步驟(2)中采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，避免引入其他陽(yáng)離子影響后續(xù)結(jié)晶產(chǎn)品的品質(zhì)，步驟(3)中加熱蒸發(fā)過(guò)程采用的裝置為太陽(yáng)能預(yù)熱池和MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，濾液經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能預(yù)熱池加熱溫度上升到50-70℃，然后進(jìn)入MVR蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)，所述太陽(yáng)能預(yù)熱池吸收太陽(yáng)能將濾液加熱，降低后續(xù)蒸發(fā)過(guò)程運(yùn)行成本。進(jìn)一步地，本實(shí)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：采用酸霧吸收塔吸收熱鍍鋅廢酸表面的揮發(fā)性酸霧，將形成的酸液輸送到步驟(1)中的熱鍍鋅廢酸中。進(jìn)一步地，將步驟(1)得到的Fe(OH)3沉淀烘干后加入到高溫爐中進(jìn)行高溫?zé)掕F，F(xiàn)e(OH)3受熱轉(zhuǎn)化成Fe2O3，然后在還原性氣體的作用下轉(zhuǎn)化成鐵。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型涉及的熱鍍鋅廢酸包括以下濃度的組分，F(xiàn)e2+為12-20g/L，F(xiàn)e3+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(shí)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淀回收裝置、重金屬沉淀回收裝置和蒸發(fā)結(jié)晶裝置。本實(shí)施例涉及的鐵沉淀回收裝置包括第一中和反應(yīng)池3、污泥調(diào)理池4和第一板框壓濾機(jī)5，重金屬沉淀回收裝置包括第二中和反應(yīng)池6、沉淀池7、污泥池8和第二板框壓濾機(jī)9，蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括pH調(diào)節(jié)池10、太陽(yáng)能預(yù)熱池11、MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12和冷凝回收池13；第一中和反應(yīng)池3出液口與污泥調(diào)理池4進(jìn)口連通，污泥調(diào)理池4出口與第一板框壓濾機(jī)5進(jìn)口連接，第一板框壓濾機(jī)5的出液口與第二中和反應(yīng)池6的進(jìn)液口連接，第二中和反應(yīng)池6的出液口與沉淀池7的進(jìn)口連通，沉淀池7的污泥出口與污泥池8的進(jìn)口連通，污泥池8的出口與第二板框式壓濾機(jī)9的進(jìn)口連通，沉淀池7的出液口與pH調(diào)節(jié)池10的進(jìn)液口連通，pH調(diào)節(jié)池10的出液口與太陽(yáng)能預(yù)熱池11的進(jìn)液口連通，太陽(yáng)能預(yù)熱池11的濃縮液出口與MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12的進(jìn)液口連通，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12的冷凝水出口和太陽(yáng)能預(yù)熱池13的冷凝水出口均與冷凝回收池連通。進(jìn)一步地，第二板框式壓濾機(jī)9的出泥口與太陽(yáng)能預(yù)熱池11的進(jìn)泥口連通。進(jìn)一步地，本實(shí)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(yīng)池3的進(jìn)液口連通，酸霧收集塔2通過(guò)引風(fēng)機(jī)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(jìn)液口連通，引風(fēng)機(jī)收集廢酸收集池1表面揮發(fā)性酸霧于酸霧收集塔2中形成酸液，然后酸液依次經(jīng)過(guò)酸霧收集塔2的出液口和廢酸收集池1的進(jìn)液口進(jìn)入廢酸收集池1。實(shí)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(guò)引風(fēng)機(jī)將收集酸霧收集池1上部的揮發(fā)性酸霧收集到酸霧吸收塔吸收2中形成酸液，酸液通過(guò)酸霧吸收塔吸收2的出液口進(jìn)入到第一中和反應(yīng)池3中；(2)在第一中和反應(yīng)池3投加氯酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)28％)和氫氧化鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)將pH調(diào)節(jié)至4.5，氯酸鈉將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵，三價(jià)鐵和氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，根據(jù)金屬離子的溶度積常數(shù)，在此pH下三價(jià)鐵離子沉淀完全，其他重金屬離子幾乎沒(méi)有沉淀，沉淀中鐵含量較高，不含重金屬離子，不屬于危廢，混合液經(jīng)污泥調(diào)理池4調(diào)理后用第一板框壓濾機(jī)5脫水至含水率60％，鐵泥餅回收待用；(3)第一板框壓濾機(jī)5產(chǎn)生的濾液進(jìn)入中和反應(yīng)池6，在中和反應(yīng)池6中投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9.5將重金屬沉淀完全，金屬沉淀和上清液在沉淀池7分離，沉淀經(jīng)污泥池8濃縮后進(jìn)入第二板框壓濾機(jī)9壓濾得到含水率降至60％的重金屬濾餅，重金屬濾餅再經(jīng)太陽(yáng)能預(yù)熱池11干燥脫水至含水率30％，作為危險(xiǎn)廢物外運(yùn)交由危廢公司進(jìn)行安全處置；(4)沉淀池7中的上清液進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池10，在pH調(diào)節(jié)池10投加硫酸將廢液pH調(diào)節(jié)至中性，然后再泵入太陽(yáng)能預(yù)熱池11，經(jīng)太陽(yáng)能預(yù)熱池11將廢液加熱到50℃，進(jìn)入MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12，在MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶及分離脫水得到含水率小于25％的結(jié)晶鹽，結(jié)晶鹽主要成分為NaCl，結(jié)晶鹽回收利用，太陽(yáng)能預(yù)熱池11和MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12產(chǎn)生的冷凝水用于回用和綠化，檢測(cè)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％后加入到高溫爐中進(jìn)行高溫?zé)掕F，F(xiàn)e(OH)3受熱轉(zhuǎn)化成Fe2O3，然后在還原性氣體CO的作用下轉(zhuǎn)化成鐵，檢測(cè)表明鐵的純度為96.8％。實(shí)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(guò)引風(fēng)機(jī)將收集酸霧收集池1上部的揮發(fā)性酸霧收集到酸霧吸收塔吸收2中形成酸液，酸液通過(guò)酸霧吸收塔吸收2的出液口進(jìn)入到第一中和反應(yīng)池3中；(2)在第一中和反應(yīng)池3投加氯酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)28％)和氫氧化鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)將pH調(diào)節(jié)至4.5，氯酸鈉將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵，三價(jià)鐵和氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，根據(jù)金屬離子的溶度積常數(shù)，在此pH下三價(jià)鐵離子沉淀完全，其他重金屬離子幾乎沒(méi)有沉淀，沉淀中鐵含量較高，不含重金屬離子，不屬于危廢，混合液經(jīng)污泥調(diào)理池4調(diào)理后用第一板框壓濾機(jī)5脫水至含水率60％，鐵泥餅回收待用；(3)第一板框壓濾機(jī)5產(chǎn)生的濾液進(jìn)入中和反應(yīng)池6，在中和反應(yīng)池6中投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9.5將重金屬沉淀完全，金屬沉淀和上清液在沉淀池7分離，沉淀經(jīng)污泥池8濃縮后進(jìn)入第二板框壓濾機(jī)9壓濾得到含水率降至60％的重金屬濾餅，重金屬濾餅再經(jīng)太陽(yáng)能預(yù)熱池11干燥脫水至含水率15％，作為危險(xiǎn)廢物外運(yùn)交由危廢公司進(jìn)行安全處置；(4)沉淀池7中的上清液進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池10，在pH調(diào)節(jié)池10投加硫酸將廢液pH調(diào)節(jié)至中性，然后再泵入太陽(yáng)能預(yù)熱池11，經(jīng)太陽(yáng)能預(yù)熱池11將廢液加熱到50℃，進(jìn)入MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12，在MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶及分離脫水得到含水率小于25％的結(jié)晶鹽，結(jié)晶鹽主要成分為NaCl，結(jié)晶鹽回收利用，太陽(yáng)能預(yù)熱池11和MVR蒸發(fā)系統(tǒng)12產(chǎn)生的冷凝水用于回用和綠化，檢測(cè)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％后加入到高溫爐中進(jìn)行高溫?zé)掕F，F(xiàn)e(OH)3受熱轉(zhuǎn)化成Fe2O3，然后在還原性氣體CO的作用下轉(zhuǎn)化成鐵，檢測(cè)表明鐵的純度為97.4％。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3