專(zhuān)利名稱(chēng)：一種工業(yè)廢酸的回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢酸的回收工藝，尤其涉及離子交換樹(shù)脂再生廢酸液、電鍍廢酸液和金屬表面處理廢酸液的回收工藝。
背景技術(shù)：
在工業(yè)水處理、石油化工、電力、食品醫(yī)藥及冶金等領(lǐng)域，離子交換技術(shù)被廣泛應(yīng)用，當(dāng)離子交換樹(shù)脂床運(yùn)行失效后，要用大量的酸和堿對(duì)失效的離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生處理，一股為了讓樹(shù)脂充分再生，至少需要兩倍化學(xué)計(jì)量的再生劑，所以每周期的離子交換操作都要產(chǎn)生大量的廢酸和廢堿；在電鍍及金屬表面處理行業(yè)，大量的酸充當(dāng)清洗液及電解液，當(dāng)這些酸中金屬離子達(dá)到一定濃度時(shí)，廢酸就必須用新鮮的酸液代替。大量含重金屬?gòu)U酸的產(chǎn)生和排放，給生態(tài)環(huán)境造成極大的威脅，隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，日益加大的環(huán)保壓力迫切廢酸排放企業(yè)尋求廉價(jià)穩(wěn)定的廢酸治理技術(shù)。目前，絕大多數(shù)廢酸均采用中和法和沉淀法處理，中和后的廢水作為工業(yè)廢水處理，該處理方法不僅需要消耗大量的石灰等中和劑，還產(chǎn)生大量的固體污染物，運(yùn)行費(fèi)用較高；部分工業(yè)廢酸采用高溫水解和蒸發(fā)法，但是能耗過(guò)大，僅適用于產(chǎn)品附加值高的特殊組分?；陔x子交換膜的擴(kuò)散透析技術(shù)可以相對(duì)經(jīng)濟(jì)有效地回收廢酸，酸可以選擇性地透過(guò)離子交換膜，而金屬離子和有機(jī)物無(wú)法通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)酸的回收，除了流體泵外不需要消耗額外的能量，但是擴(kuò)散透析技術(shù)由于膜面積限制，處理量降低，很難滿(mǎn)足大量廢酸的回收需要；由于離子交換膜制造的技術(shù)限制，孔徑分布較寬，很難阻止單價(jià)的金屬離子通過(guò)，膜對(duì)酸的通透選擇性較差，不適合處理含單價(jià)金屬鹽的廢酸，回收后的酸的濃度和純度均受限制；此外膜易受有機(jī)物污染，價(jià)格昂貴，但壽命一股僅有數(shù)月。這些弊端均限制了擴(kuò)散透析技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一股僅可用于從含高價(jià)金屬鹽的廢酸中回收酸，廢酸中不宜含有單價(jià)金屬離子和易污染膜的有機(jī)物。由于離子交換樹(shù)脂和離子交換膜具有類(lèi)似的分離機(jī)理，但是離子交換樹(shù)脂有更窄的孔徑分布，且吸附和洗脫是在不同的分配平衡過(guò)程中完成，并不像擴(kuò)散透析那樣依靠不同組分在同一個(gè)過(guò)程中的擴(kuò)散速率不同而實(shí)現(xiàn)組分間的分離，所以酸阻滯層析技術(shù)相對(duì)于擴(kuò)散透析技術(shù)具有更高的分離能力和更低的運(yùn)行成本。目前酸阻滯層析技術(shù)在國(guó)內(nèi)還是空白，在國(guó)外該核心技術(shù)主要被加拿大和德國(guó)掌握，商業(yè)化的酸回收設(shè)備(APU)以Recoflo離子交換技術(shù)為基礎(chǔ)，APU工藝以矮床和逆流洗脫著稱(chēng)，吸附操作時(shí)只利用樹(shù)脂床的傳質(zhì)區(qū)， 以此改善吸附動(dòng)力學(xué)，洗脫時(shí)需要反方向進(jìn)行，從而提高洗脫流出的酸的濃度，具體工藝如下吸附操作時(shí)先進(jìn)廢酸至H+剛剛穿透，流出液全作為高鹽廢液部分；隨后反方向進(jìn)水洗脫，一部分料液返回利用，一部分作為純酸。APU工藝可以經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)高價(jià)金屬鹽和酸的分離，但是在處理含單價(jià)Na+的廢酸時(shí)，由于Na+和H+之間的分離程度較低，這時(shí)如果再僅僅利用樹(shù)脂床的傳質(zhì)區(qū)，就會(huì)導(dǎo)致吸附的酸量很少，反映在洗脫流出曲線(xiàn)上則金屬離子流出曲線(xiàn)和H+流出曲線(xiàn)之間的距離很近，且H+流出曲線(xiàn)的峰很窄，因此當(dāng)溶液中金屬離子濃度降低到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，H+濃度已經(jīng)降得很低了，結(jié)果APU每循環(huán)回收的純度達(dá)標(biāo)的純酸量很少，效率低下，而且濃度極低，不能滿(mǎn)足工業(yè)化應(yīng)用。由于以上技術(shù)缺陷，導(dǎo)致含單價(jià)金屬離子或有機(jī)物的廢酸回收問(wèn)題一直是個(gè)技術(shù)難題和行業(yè)應(yīng)用空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工業(yè)廢酸的回收工藝，不僅適用于含高價(jià)金屬鹽的廢酸體系，還適用于含有較多單價(jià)離子和有機(jī)物的廢酸，如含Na+的廢酸體系。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種工業(yè)廢酸的回收工藝，將含有0. 8mol/L以上H+濃度的廢酸泵入裝有吸酸樹(shù)脂的酸回收層析器中，樹(shù)脂吸附酸，當(dāng)層析器流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中H+濃度的 0.5 1倍時(shí)，停止進(jìn)廢酸，進(jìn)水洗脫，洗脫液流向與廢酸流向相同，當(dāng)層析器流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)，停止進(jìn)水，繼續(xù)進(jìn)廢酸料液，層析器的進(jìn)料端如此循環(huán)；與此同時(shí)，層析器的出料端分四段分別收集流出液A段、低酸純水段水洗脫至流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)開(kāi)始收集， 直至流出液中金屬離子濃度升到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 01 0. 2倍時(shí)停止收集，A 段收集液作為洗脫液回收利用；B段、高鹽低酸液段:A段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中 H+濃度的0. 1 0.6倍時(shí)停止收集，B段收集液作為副產(chǎn)物利用，或者作為污水再處理；C段、高酸高鹽液段B段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度降到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 01 0. 5倍時(shí)停止收集，C段收集液返回到廢酸料液中繼續(xù)回收處理；D段、純酸段C段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度降到0.01 0.6mol/L時(shí)停止收集，D段收集液是回收后的純酸；D段收集結(jié)束后，A段開(kāi)始收集，如此循環(huán)。其中，所述的廢酸為冶金電鍍工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)或電子工業(yè)產(chǎn)生的廢酸。 這些行業(yè)的廢酸，其組成一股有酸、有機(jī)雜質(zhì)、金屬鹽等等，其中酸為HCU2SO4、HNO3、HF、有機(jī)酸及其混合物。其中，優(yōu)選對(duì)含有l(wèi)mol/L以上H+的廢酸進(jìn)行本發(fā)明的回收工藝。其中，所述的廢酸在進(jìn)入酸回收層析器前先進(jìn)行如下處理方式之一或者其中幾種的組合A、固液分離去除廢酸中的膠體或顆粒雜質(zhì)，固液分離方式可以選擇過(guò)濾、離心等；B、廢酸經(jīng)濃縮使得其中H+濃度在0. 8mol/L以上；C、采用活性炭吸附或大孔樹(shù)脂吸附去除廢酸中的有機(jī)物；D、如果廢酸中無(wú)固體雜質(zhì)，無(wú)大量有機(jī)物，且H+濃度在0.8mol/L以上，則可不經(jīng)任何預(yù)處理操作。其中，所述的吸酸樹(shù)脂為陰離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂的骨架為苯乙烯系、聚偏氟乙烯系、丙烯酸系或者丙烯酯系，功能基團(tuán)為季胺基或者叔胺基。樹(shù)脂的反離子形態(tài)優(yōu)選待回收廢酸的酸根形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，樹(shù)脂在裝填前需先用高鹽高酸溶液浸泡，使樹(shù)脂體積收縮后再裝柱，裝柱時(shí)需加壓至樹(shù)脂床過(guò)量裝載，樹(shù)脂床上方無(wú)自由體積，即樹(shù)脂填滿(mǎn)整個(gè)層析器空間，并且樹(shù)脂微球之間維持一定的壓力，樹(shù)脂床的高度一股為10 80cm，直徑可以為5 200cm，設(shè)備的放大是通過(guò)增加直徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中，A段可以作為洗脫劑單獨(dú)收集;A段也可以與B段合并作為高鹽污水收集; 或者A段與D段合并收集，再與高濃度工業(yè)酸配置成新鮮酸液待用。其中，整個(gè)工藝過(guò)程使用電極在線(xiàn)監(jiān)測(cè)層析器流出液中H+濃度和金屬離子濃度， 根據(jù)響應(yīng)信號(hào)的周期性變化自動(dòng)控制進(jìn)液管路和收集液管路電氣閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)流出液組成變化對(duì)自動(dòng)進(jìn)液和流出液分段收集的控制。當(dāng)廢酸中存在多種金屬元素時(shí)， 僅需要在線(xiàn)監(jiān)測(cè)廢酸中大量存在的且原子量最小的金屬離子的濃度。其中，在本發(fā)明工藝的一個(gè)循環(huán)周期后，樹(shù)脂無(wú)需再生過(guò)程即可直接進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期。其中，進(jìn)料端優(yōu)選的操作方式為將含有l(wèi)mol/L以上H+的廢酸泵入裝有吸酸樹(shù)脂的酸回收層析器中，樹(shù)脂吸附酸，當(dāng)層析器流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中H+濃度的 0. 7 1. 0倍時(shí)，停止進(jìn)廢酸，進(jìn)水洗脫，洗脫液流向與廢酸流向相同，當(dāng)層析器流出液中H+ 濃度降到0. 2 0. 6mol/L時(shí)，停止進(jìn)水，繼續(xù)進(jìn)含有l(wèi)mol/L以上H+的廢酸，層析器的進(jìn)料端如此循環(huán)。其中，A、B、C、D四段優(yōu)選的收集方式為A段、低酸純水段水洗脫至流出液中H+濃度降到0. 2 0. 6mol/L時(shí)開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度升到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 05 0. 2倍時(shí)停止收集；B段、高鹽低酸液段:A段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中 H+濃度的0. 2 0. 6倍時(shí)停止收集；C段、高酸高鹽液段B段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度降到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 05 0. 2倍時(shí)停止收集；D段、純酸段C段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度降到0. 2 0. 6mol/L時(shí)停止收集。有益效果本發(fā)明工藝明顯有別于目前國(guó)外基于Recoflo離子交換技術(shù)的APU工藝，特點(diǎn)在于吸附操作時(shí)增加進(jìn)廢酸量(不像APU技術(shù)僅僅利用樹(shù)脂床的傳質(zhì)區(qū))；洗脫操作與吸附操作同方向進(jìn)行(不依靠逆流洗脫提高濃度)；多區(qū)段流出液回收利用；整個(gè)周期采用基于電極和氣閥控制的自動(dòng)化進(jìn)液和分部收集。針對(duì)含單價(jià)Na+的廢酸體系，本發(fā)明工藝的酸回收率可達(dá)85%以上，Na+去除率可達(dá)80%以上，回收后的純酸濃度為原廢酸濃度的0. 8 1. 3倍，與國(guó)外APU技術(shù)相比，每層析周期的處理效率提高50%，用水量節(jié)約60% 左右，酸的濃度提高約30 %，產(chǎn)生廢液得體積明顯減少。靈活的層析操作可以用來(lái)回收不同組成的廢酸，回收后酸的濃度和純度均可以靈活調(diào)整，所以該工藝不僅對(duì)冶金電鍍工業(yè)的廢酸回收做出了重要改進(jìn)，還實(shí)現(xiàn)了單價(jià)小金屬離子Na+和H+的分離，技術(shù)上更抗有機(jī)物污染。本發(fā)明廢酸回收工藝穩(wěn)定，運(yùn)行成本低廉，同時(shí)滿(mǎn)足了較高金屬離子去除率和較高酸回收率的雙重要求，回收后的純酸具有較高濃度，為工業(yè)廢酸治理提供了一種新的思路。


圖1為本發(fā)明工藝的工作流出曲線(xiàn)，以及按流出曲線(xiàn)采取的進(jìn)液和收集分段操作。
圖2為目前國(guó)外采用的Recoflo離子交換工藝和工作流出曲線(xiàn)。其中圖加為吸附操作時(shí)的工作流出曲線(xiàn)，圖2b為洗脫操作階段的工作流出曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。本發(fā)明工藝明顯有別于國(guó)外目前的基于Recoflo離子交換技術(shù)的APU技術(shù)(本發(fā)明工藝見(jiàn)圖1，目前國(guó)外的APU工藝見(jiàn)圖2)，特點(diǎn)在于吸附操作時(shí)增加進(jìn)廢酸量，多區(qū)段流出液回收利用。目前國(guó)外的APU酸回收工藝，進(jìn)料和洗脫必須反方向進(jìn)行，吸附操作時(shí)僅進(jìn)廢酸至H+穿透不久，吸附段的流出液僅僅為高鹽低酸廢酸，前面的一段純水并不回用。由于酸吸附的量較少，所以對(duì)于難分離的組分來(lái)說(shuō)，洗脫時(shí)鹽和酸流出曲線(xiàn)間的距離很小，當(dāng)金屬離子濃度降到符合回用要求時(shí)，酸的濃度已經(jīng)急劇驟減，因此每周期回收的酸量很少， 濃度極低，而吸附流出液段又損失較多的酸，導(dǎo)致收率低下；洗脫流出液段有絕大多數(shù)料液需要返回再利用，所以效率極低，為了滿(mǎn)足收率和純度的要求，又不得不盡量洗脫完全樹(shù)脂床吸附的酸，需消耗大量的水，結(jié)果導(dǎo)致酸濃度極低。因此APU工藝僅僅可以用于回收含易分離的高價(jià)金屬鹽和酸，其在回收單價(jià)金屬鹽和酸的嘗試均以失敗而告終。本發(fā)明工藝通過(guò)加大上柱量延伸了洗脫時(shí)IT流出曲線(xiàn)和金屬離子流出曲線(xiàn)之間的相對(duì)位移，以使每個(gè)周期回收更多的酸，提高其酸的回收效率和回收后酸濃度；為了保證更高的酸濃度，本發(fā)明在洗脫時(shí)并不洗脫完全，其后的低濃度和下個(gè)周期上柱時(shí)前頂出的純水合并，可作為洗脫劑回用，這樣不僅提高了酸濃度，還節(jié)約大量的水，減少了高鹽廢水的體積；水的回用，上柱量的加大以及周期時(shí)間的縮短，使得吸附和洗脫在時(shí)間和空間上完全連接在一起，這為以后的自動(dòng)化生產(chǎn)和工藝的技術(shù)延伸打好了良好的基礎(chǔ)。下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明將含有0. 8mol/L以上H+的廢酸泵入裝有吸酸樹(shù)脂的酸回收層析器中，樹(shù)脂吸附酸，當(dāng)層析器流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中H+濃度的0. 5 1倍時(shí)，停止進(jìn)廢酸，進(jìn)水洗脫，洗脫液流向與廢酸流向相同，當(dāng)層析器流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)，停止進(jìn)水，繼續(xù)進(jìn)含有0. 8mol/L以上H+的廢酸，層析器的進(jìn)料端如此循環(huán)；與此同時(shí)，層析器的出料端分四段分別收集流出液A段、低酸純水段水洗脫至流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)開(kāi)始收集， 直至流出液中金屬離子濃度升到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 01 0. 2倍時(shí)停止收集，A 段收集液作為洗脫液回收利用；B段、高鹽低酸液段:A段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中 H+濃度的0. 1 0.6倍時(shí)停止收集，B段收集液作為副產(chǎn)物利用，或者作為污水再處理；C段、高酸高鹽液段B段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度降到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 01 0. 5倍時(shí)停止收集，C段收集液返回到廢酸料液中繼續(xù)回收處理；D段、純酸段C段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)停止收集，D段收集液是回收后的純酸；
D段收集結(jié)束后，A段開(kāi)始收集，如此循環(huán)。其中，A段可以單獨(dú)收集;A段也可以與B合并收集一起作為副產(chǎn)物利用，或者作為污水再處理；或者A段與D段合并收集一起作為純酸回收。其中，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)使用電極在線(xiàn)監(jiān)測(cè)層析器流出液中H+濃度和金屬離子濃度，本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣也容易實(shí)現(xiàn)進(jìn)液管路和收集液管路電氣閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝的自動(dòng)控制。經(jīng)上述工藝處理，H+和金屬離子濃度曲線(xiàn)總是如圖1的變化，即從進(jìn)料端進(jìn)含鹽廢酸的同時(shí)，出料端先流出樹(shù)脂床縫隙中的純水，對(duì)應(yīng)在流出曲線(xiàn)中金屬離子濃度和H+濃度都接近0 ；隨著繼續(xù)流進(jìn)廢酸，由于樹(shù)脂床對(duì)酸有吸附作用，而對(duì)鹽沒(méi)有吸附作用，當(dāng)進(jìn)的廢酸溶液前沿到達(dá)出料端時(shí)，先流出高鹽溶液，即金屬離子濃度逐漸增高，而此時(shí)H+沒(méi)有被吸附阻滯，還沒(méi)有來(lái)得及流出；隨著繼續(xù)進(jìn)廢酸，自進(jìn)料端至出料端方向上的樹(shù)脂逐漸吸附飽和，因此H+開(kāi)始流出，同時(shí)金屬離子濃度逐漸增高，并最終飽和(濃度比趨近于1)；當(dāng)進(jìn)水洗脫時(shí)，先流出來(lái)的是樹(shù)脂床縫隙中滯留的未分離的廢酸溶液，組成與進(jìn)料的廢酸相同， 即在流出曲線(xiàn)上出現(xiàn)一段H+和金屬離子濃度比約為1的流出液；隨著繼續(xù)進(jìn)水洗脫，金屬離子濃度逐漸減少，H+濃度先逐漸增加，出現(xiàn)流出液H+濃度大于進(jìn)料液H+濃度的一段峰，這是由于鹽的存在導(dǎo)致出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，隨后H+以很陡的洗脫尾峰流出，完成一個(gè)吸附-洗脫周期。實(shí)施例1 工業(yè)水處理、石油化工、電力、食品醫(yī)藥及冶金等領(lǐng)域廣泛用到離子交換單元操作，當(dāng)離子交換床運(yùn)行失效后，要用大量的酸和堿對(duì)失效的離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生處理。收集制藥廠H+濃度大于0. 8mol/L以后的樹(shù)脂再生后的廢酸流出液至廢酸罐，并測(cè)定一下廢酸混合液中的H+和金屬離子的濃度，一股的廢酸只需要通過(guò)過(guò)濾器去除顆粒成分后，即可進(jìn)入酸回收層析器，如果廢酸中有機(jī)物較多，CODoh. KI值大于200mg/L，還需要在過(guò)濾器之前用活性炭吸附或大孔吸附樹(shù)脂預(yù)處理，使廢酸中CODffl.KI低于150mg/L。預(yù)處理后的廢酸通過(guò)酸回收層析器進(jìn)行酸和污染物的分離，層析設(shè)備柱高度 20cm，柱內(nèi)徑為30cm，配有良好的流體分布器，可承受中高壓，層析器內(nèi)過(guò)量裝載滿(mǎn)陰離子交換樹(shù)脂(樹(shù)脂的骨架為苯乙烯系，功能基團(tuán)為季胺基)，層析器的流出液出口處配有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)H+和金屬離子濃度的電極，當(dāng)組分中含有多種金屬元素時(shí)，僅需要以原子量最小的金屬離子作為目標(biāo)檢測(cè)金屬，本實(shí)施例僅需檢測(cè)Na+。層析器的上端為進(jìn)液端，下端為出液端(或者下端為進(jìn)液端，上端為出液端)，洗脫和吸附流向相同，從進(jìn)液端交替泵入廢酸和純水，出液端按流出液的組成交替收集四段溶液。先從進(jìn)液端進(jìn)廢酸使層析器末端流出液中H+的濃度上升至上柱液中H+濃度的0. 8 倍，停止進(jìn)酸，進(jìn)水洗脫，洗脫至流出液中H+的濃度降到0. 4mol/L以下，停止進(jìn)水，繼續(xù)進(jìn)酸，層析器的進(jìn)料端如此循環(huán)。出料端，按H+濃度和金屬離子濃度的周期變化把流出液分四段收集柱頂出的低
酸純水A、上柱流出的高鹽低酸液B、待回收的高酸料液C、洗脫出的純酸D......如此循環(huán)。
見(jiàn)圖1。A段、低酸純水段水洗脫至流出液中H+濃度降到0. 5mol/L時(shí)開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度升到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 05倍時(shí)停止收集，A段收集液作為洗脫液回收利用。B段、高鹽低酸液段:A段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中 H+濃度的0. 4倍時(shí)停止收集，B段收集液作為副產(chǎn)物利用，或者作為污水再處理。C段、高酸高鹽液段B段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度降到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 15倍時(shí)停止收集，C段收集液返回到廢酸料液中繼續(xù)回收處理。D段、純酸段C段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度降到0. 4mol/L時(shí)停止收集，D段收集液是回收后的純酸。D段結(jié)束后，A段開(kāi)始收集，如此循環(huán)。回收前后各部分溶液的組成見(jiàn)表1，通過(guò)調(diào)節(jié)各環(huán)節(jié)的截留指標(biāo)，以及進(jìn)料和洗脫流速比，還可以按既定要求(收率、濃度比和效率)完成具體的回收任務(wù)，通過(guò)調(diào)整層析器的內(nèi)徑，可以實(shí)現(xiàn)既定排放量的廢酸回收。與傳統(tǒng)APU技術(shù)相比本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表2。表1本發(fā)明對(duì)離交再生后廢酸回收的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)廢酸的回收工藝，其特征在于將H+濃度大于0. 8mol/L的廢酸泵入裝有吸酸樹(shù)脂的酸回收層析器中，樹(shù)脂吸附酸，當(dāng)層析器流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中H+濃度的0. 5 1倍時(shí)，停止進(jìn)廢酸，進(jìn)水洗脫，洗脫液流向與廢酸流向相同，當(dāng)層析器流出液中H+ 濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)，停止進(jìn)水，繼續(xù)進(jìn)含有0. 8mol/L以上H+的廢酸料液，層析器的進(jìn)料端如此循環(huán)；與此同時(shí)，層析器的出料端分四段分別收集流出液A段、低酸純水段水洗脫至流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度升到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 01 0. 2倍時(shí)停止收集，A段收集液作為洗脫液回收利用；B段、高鹽低酸液段A段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中H+濃度的0. 1 0. 6倍時(shí)停止收集，B段收集液作為副產(chǎn)物利用，或者作為污水再處理；C段、高酸高鹽液段B段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中金屬離子濃度降到進(jìn)料廢酸中金屬離子濃度的0. 01 0. 5倍時(shí)停止收集，C段收集液返回到廢酸料液中繼續(xù)回收處理；D段、純酸段C段結(jié)束后開(kāi)始收集，直至流出液中H+濃度降到0. 01 0. 6mol/L時(shí)停止收集，D段收集液是回收后的純酸；D段收集結(jié)束后，A段開(kāi)始收集，如此循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)廢酸的回收工藝，其特征在于所述的廢酸為冶金電鍍工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)或電子工業(yè)產(chǎn)生的廢酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)廢酸的回收工藝，其特征在于所述的廢酸在進(jìn)入酸回收層析器前先進(jìn)行如下處理方式之一或者其中幾種的組合A、固液分離去除廢酸中的膠體或顆粒雜質(zhì)；B、廢酸經(jīng)濃縮使得其中H+濃度在0.8mol/L以上；C、采用活性炭吸附或大孔樹(shù)脂吸附去除廢酸中的有機(jī)物；D、不經(jīng)任何預(yù)處理操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)廢酸的回收工藝，其特征在于所述的吸酸樹(shù)脂為陰離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂的骨架為苯乙烯系、聚偏氟乙烯系或者丙烯酸(酯)，功能基團(tuán)為季胺基或者叔胺基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)廢酸的回收工藝，其特征在于A段與B段合并收集，或者 A段與D段合并收集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)廢酸的回收工藝，其特征在于整個(gè)工藝過(guò)程使用電極在線(xiàn)監(jiān)測(cè)層析器流出液中H+濃度和金屬離子濃度，根據(jù)響應(yīng)信號(hào)的周期性變化自動(dòng)控制進(jìn)液管路和收集液管路電氣閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)流出液組成變化對(duì)自動(dòng)進(jìn)液和流出液分段收集的控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)廢酸的回收工藝，將H+濃度大于0.8mol/L的廢酸泵入裝有吸酸樹(shù)脂的酸回收層析器中，樹(shù)脂吸附酸，當(dāng)層析器流出液中H+濃度升到進(jìn)料廢酸中H+濃度的0.5～1倍時(shí)，停止進(jìn)廢酸，進(jìn)水洗脫，洗脫液流向與廢酸流向相同，當(dāng)層析器流出液中H+濃度降到0.01～0.6mol/L時(shí)，停止進(jìn)水，繼續(xù)進(jìn)廢酸料液，層析器的進(jìn)料端如此循環(huán)；與此同時(shí)，層析器的出料端分低酸純水段、高鹽低酸液段、高酸高鹽液段和純酸段四段分別收集流出液。本發(fā)明廢酸回收工藝穩(wěn)定，運(yùn)行成本低廉，同時(shí)滿(mǎn)足了較高金屬離子去除率和較高酸回收率的雙重要求，回收后的純酸具有較高濃度，為工業(yè)廢酸治理提供了一種新的思路。
文檔編號(hào)C02F1/42GK102167422SQ201110023529
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者吳菁嵐, 應(yīng)漢杰, 張旭, 張磊, 柏建新, 熊健, 謝婧婧, 陳勇, 陳曉春 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)