一種資源化利用鋼絲繩酸洗廢液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼絲繩酸洗廢液資源化處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用旋流電解技術(shù)處里含鉛含鐵廢鹽酸提取鉛再生FeC13的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外處理含鉛廢水的技術(shù)總體上可分為物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)和生物處理技術(shù)三大類。
[0003]物理處理技術(shù)是指廢水中的鉛在吸附、萃取和分離過程中不改變化學(xué)形態(tài)，主要包括物理吸附法、膜分離法和離子液體萃取法等。生物處理技術(shù)主要是利用一些生物體及其衍生物對鉛離子的吸附、絮凝及富集作用而除去有毒的Pb2+，包括生物吸附法、微生物絮凝法等。這兩類方法易于回收重金屬，但技術(shù)要求較高，得到的濃縮產(chǎn)物大部分難回收，需要進(jìn)一步無害化處理。
[0004]化學(xué)處理技術(shù)是指通過向含鉛廢水中加入化學(xué)試劑、化學(xué)吸附劑或通直流電使鉛離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)如Pb (0H) 2、鉛的螯合物或金屬Pb來除去廢水中的Pb。主要的化學(xué)處理技術(shù)包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)吸附法等。這類方法應(yīng)用比較廣泛，但是回收重金屬的過程比較復(fù)雜，同時產(chǎn)生的重金屬污泥會產(chǎn)生二次污染。
[0005]另外還有一種電解法的原理是重金屬離子在陰極表面得到電子而被還原為金屬。電解法處理廢水一般無需加入很多化學(xué)藥品，處理簡單、占地面積小、管理方便、污泥量小，所以被稱為清潔處理法。但是電解法處理重金屬離子廢水對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，電能消耗大，推廣應(yīng)用困難，因而逐漸被其他方法取代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決上述廢液在現(xiàn)有處理技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種利用旋流電解技術(shù)處理含鉛含鐵廢鹽酸提取鉛再生？冗13的方法。
[0007]為此本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明按以下步驟進(jìn)行:
1)將廢液送入陰極電解槽，通電流電解，所述廢液中含有Fe2+及Pb2+兩種金屬離子，廢液中加入鹽酸，并使氫離子濃度控制在2?4mol/L，電解得到海綿鉛和除鉛液；
2)將1)步驟得到的除鉛液送入陽極電解槽，在氯氣的作用下使除鉛液中的Fe2+生成
p03+
丄ο
[0008]按以下步驟進(jìn)行:所述廢液以1?3m3/h的流量進(jìn)入陰極電解槽，在500?900A/m2電流密度的作用下電解。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:經(jīng)本發(fā)明的處理方法凈化處理后，廢液中的鐵離子可用于生產(chǎn)FeCl3，或者加入鐵粉全部還原成？冗12后資源化利用。廢液中的鉛，可以提取海綿鉛。廢液中的各種成份都得到了再次回收利用，不僅沒有任何排放物污染環(huán)境，徹底解決了環(huán)保問題，而且各種成分的再次利用也為企業(yè)增加了效益。本發(fā)明具備具備以下特點(diǎn):溶液閉路循環(huán)，運(yùn)行安全、可靠、無污染，環(huán)保效益顯著；在國家所倡導(dǎo)的環(huán)保節(jié)能減排，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域可大有作為。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明電解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011 ] 本發(fā)明先對溶液進(jìn)行預(yù)處理，將預(yù)處理后的廢液輸入儲存罐內(nèi)，將儲存罐內(nèi)的廢液送入陰極循環(huán)槽，溶液以1?3m3/h的流量進(jìn)入陰極電解槽進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，在500?900A/m2電流密度的作用下電解，在陰極電解槽回收海綿鉛，陰極循環(huán)槽中的液體達(dá)到除鉛的目的，鉛含量少于5mg/L。
[0012]陰極反應(yīng):
金屬離子在陰極得到電子形成金屬:
Me+ (aq) +e — Me (S)
溶液中含有Fe2+及Pb 2+兩種金屬離子，根據(jù)金屬的電極電位可以看出鐵先于鉛先被電解出來，所以本發(fā)明需要在預(yù)處理中調(diào)節(jié)溶液的氫離子濃度控制在2?4mol/L，使得電解出來的鐵與溶液中的酸反應(yīng)，而減少陰極電解出來的鉛中鐵的含量。
[0013]使陰極反應(yīng)為:Pb2+(aq)+e— Pb (S)
同時將除鉛液以4?5m3/h流速進(jìn)入陽極電解槽進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，陽極反應(yīng):
2C1 (aq) - 2e — Cl2 (g) ?
Cl2 (g) +2 Fe2+ (aq) — 2Fe3+ (aq) +2 Cl (aq)
在密閉環(huán)境中陽極產(chǎn)生的氯氣與溶液中的Fe2+反應(yīng)，生成Fe 3+。陰極循環(huán)槽中的溶液可以后續(xù)作為生產(chǎn)FeCl3的原材料或者加入鐵粉全部還原成FeCl 2后資源化利用。
[0014]實施案例一:電解時間2.5小時，電流密度600A/ m2，陰極液循環(huán)流量1000L/H，陽極循環(huán)量3000 L/H電解完成后，取出陰極片，產(chǎn)出少量金屬物質(zhì)。洗凈晾干稱重，為2.2g。計算電解效率為低于5%。
[0015]比較電解前后Pb濃度的變化，電解前測得Pb含量為0.282g/L，電解完成后，陽極液Pb含量為0.00438g/L，計算鉛的脫除率為98.5%。
[0016]采用隔膜旋流電解技術(shù)處理該料液，能有效脫除料液中鉛含量，脫除率達(dá)98.5%，且能耗較低。
[0017]本發(fā)明電解裝置是一種旋流隔膜電解裝置，將電解區(qū)域分離成陰極區(qū)和陽極區(qū)，陰極區(qū)和陽極區(qū)的料液獨(dú)立循環(huán)使用，本裝置用鈦材作為陰極筒體，陽極為鈦釕陽極棒。旋流電解裝置的核心部分為電解槽，電解原液從電解槽底部切向流入，并在槽內(nèi)壁形成螺旋上升流。電解原液在螺旋上升過程中，金屬陽離子向陰極運(yùn)動，并在陰極處得電子沉積析出；螺旋流能削弱濃差極化的負(fù)面影響.與傳統(tǒng)的隔膜電解裝置相比本發(fā)明能調(diào)節(jié)陰極區(qū)和陽極區(qū)的壓力差，能阻止含有三價鐵離子的陽極液進(jìn)入陰極室，進(jìn)而阻止三價鐵離子在陰極上放電，提高鉛在陰極析出的效率。
[0018]調(diào)節(jié)陰極區(qū)和陽極區(qū)的壓力差，能阻止Fe3+離子通過擴(kuò)散和對流的傳質(zhì)方式進(jìn)入陰極電解槽，但不能阻止通過電迀移方式進(jìn)入陰極室。因此，需要控制陽極液的流速在4?5m3/h，以降低陽極液的電流密度，電流密度過高會導(dǎo)致較多的Fe3+進(jìn)入陰極電解槽。
【主權(quán)項】
1.一種資源化利用鋼絲繩酸洗廢液的方法，通過電解裝置進(jìn)行處理，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: 1)將廢液送入陰極電解槽，通電流電解，所述廢液中含有Fe2+及Pb2+兩種金屬離子，廢液中加入鹽酸，并使氫離子濃度控制在2?4mol/L，電解得到海綿鉛和除鉛液； 2)將1)步驟得到的除鉛液送入陽極電解槽，在氯氣的作用下使除鉛液中的Fe2+生成p03+丄ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種資源化利用鋼絲繩酸洗廢液的方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行:所述廢液以1?3m3/h的流量進(jìn)入陰極電解槽，在500?900A/m2電流密度的作用下電解。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種資源化利用鋼絲繩酸洗廢液的方法，其特征在于，所述電解裝置為旋流隔膜電解裝置，電解區(qū)域分離成陰極區(qū)和陽極區(qū)，陰極區(qū)和陽極區(qū)的料液獨(dú)立循環(huán)使用； 所述廢液從電解槽底部切向流入陰極電解槽，并在槽內(nèi)壁形成螺旋上升流，廢液在螺旋上升過程中，金屬陽離子向陰極運(yùn)動，并在陰極處得電子沉積析出； 所述陰極區(qū)和陽極區(qū)存在壓力差可調(diào)，所述陽極液的流速4?5m3/h。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種資源化利用鋼絲繩酸洗廢液的方法，其特征在于，采用鈦材作為陰極筒體，陽極為鈦釕陽極棒。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種資源化利用鋼絲繩酸洗廢液的方法。按以下步驟進(jìn)行：1）將廢液送入陰極電解槽，通電流電解，所述廢液中含有Fe2+及Pb2+兩種金屬離子，廢液中加入鹽酸，并使氫離子濃度控制在2～4mol/L，電解得到海綿鉛和除鉛液；2）將1）步驟得到的除鉛液送入陽極電解槽，在氯氣的作用下使除鉛液中的Fe2+生成Fe3+。經(jīng)本發(fā)明的處理方法凈化處理后，廢液中的鐵離子可用于生產(chǎn)FeCl3，或者加入鐵粉全部還原成FeCl2后資源化利用。廢液中的鉛，可以提取海綿鉛。本發(fā)明具備以下特點(diǎn)：溶液閉路循環(huán)，運(yùn)行安全、可靠、無污染，環(huán)保效益顯著；在國家所倡導(dǎo)的環(huán)保節(jié)能減排，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域可大有作為。
【IPC分類】C25C1/18, C02F1/461, C02F103/16, C25C7/04, C25C7/02
【公開號】CN105399187
【申請?zhí)枴緾N201510804590
【發(fā)明人】姚來祥, 邱偉平
【申請人】揚(yáng)州祥發(fā)資源綜合利用有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月20日