本發(fā)明涉及一種廢硫酸回收處理工藝及系統(tǒng)，特別是一種鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鈷鎳濕法冶煉通常由酸浸溶解、萃取除雜、鈷鎳分離三大步驟組成，生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的濃度為5～15％的稀硫酸，該稀硫酸中f的濃度為0.5～5g/l、cl的濃度為0.5～12g/l以及砷離子的濃度為0.5～1g/l，其它金屬離子濃度20～100mg/l(zn、fe、ca等)。

2、因此，鈷鎳濕法冶煉產(chǎn)生的廢硫酸存在極大的危害性，且處理費(fèi)用高，一直是困擾鈷鎳冶煉企業(yè)的一大難題。

3、中國專利cn108083231a介紹了一種含氟硫酸分離氫氟酸的方法，該方法是將蒸汽持續(xù)通入含氟硫酸釜中，釜中最終留下的為不含氟的硫酸，產(chǎn)生的氣體經(jīng)過冷卻后得到不含硫酸的氫氟酸。該方法雖然可以分離氫氟酸，但其不足之處是：處理成本高、能耗大、產(chǎn)出的硫酸濃度低，且實(shí)際脫氟率不高，以及氯離子沒有得到有效分離。

4、為了提高廢硫酸脫氟濃縮的經(jīng)濟(jì)性、減少硫酸資源和氟氯資源浪費(fèi)、降低硫酸脫氟濃縮的能耗，改進(jìn)硫酸脫氟濃縮工藝及系統(tǒng)是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯工藝及系統(tǒng)。本發(fā)明的工藝簡單，處理的硫酸濃度大，氟氯回收率高，且可一步完成氟氯分離；此外，本發(fā)明的系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)合理、節(jié)能以及處理過程環(huán)保的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：

3、提供一種鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯工藝，包括如下步驟：

4、s1.將廢硫酸引入預(yù)熱系統(tǒng)，得預(yù)熱廢硫酸；

5、s2.將預(yù)熱廢硫酸引入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)循環(huán)濃縮，直至獲得硫酸濃度為70-75％的含氟氯濃硫酸；

6、s3.將含氟氯濃硫酸引入脫吸塔的頂部并噴淋而下，經(jīng)底部送入的溫度為130-150℃的熱空氣吹拂吸收，從底部排出濃硫酸；

7、s4.吸收氟氯的熱空氣經(jīng)脫吸塔頂部排出后引入吸收塔內(nèi)，并從吸收塔的頂部噴淋氫氧化鈣溶液，經(jīng)吸收處理后的空氣直接排空，下方的固液混合物經(jīng)固液分離，得氟化鈣固體和氯化鈣溶液。

8、通過本方案的工藝，能夠?qū)U稀硫酸進(jìn)行濃縮、脫氟和脫氯的操作，實(shí)現(xiàn)了對硫酸、氟和氯的單獨(dú)回收，工藝簡單，經(jīng)濟(jì)效益高；本工藝的關(guān)鍵在于：首先將稀硫酸濃縮至70-75％的時(shí)候再用熱空氣進(jìn)行吹脫回收氟氯，此時(shí)的脫氟率最高，因?yàn)闈舛冗^低時(shí)，溶液中的氟很難被吹脫，而濃度過高時(shí)容易形成氟磺酸，也很難吹脫，因此，本技術(shù)首先將稀硫酸濃縮至70-75％，然后再用熱空氣吹脫，極大的提高了氟氯的去除率，同時(shí)還對硫酸進(jìn)行了濃縮，實(shí)現(xiàn)了硫酸的回收利用。

9、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯工藝，所述預(yù)熱系統(tǒng)的熱源為蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)服務(wù)側(cè)排出的低溫蒸汽和/或脫吸塔排出的濃硫酸。

10、本方案通過將蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)服務(wù)側(cè)排出的低溫蒸汽和/或脫吸塔排出的濃硫酸作為預(yù)熱系統(tǒng)的熱源，進(jìn)一步回收了余熱，減少了能耗，降低了處理成本。

11、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯工藝，所述蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)冷凝處理后，與脫吸塔排出的熱空氣一起引入吸收塔內(nèi)。

12、本方案通過將二次蒸汽引入吸收塔處理，減少了氟氯的流失，進(jìn)一步提高了氟氯的回收率。

13、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯工藝，所述熱空氣為干熱空氣。

14、本方案通過采用干熱空氣進(jìn)行吹脫，減少了外部水分的引入，保證了脫吸塔內(nèi)硫酸的濃度，進(jìn)而保證了較高的脫氟率。

15、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：

16、提供一種鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯系統(tǒng)，包括廢硫酸入口，廢硫酸入口連接有預(yù)熱系統(tǒng)，預(yù)熱系統(tǒng)連接有蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)連接有脫吸塔，脫吸塔連接有吸收塔，吸收塔連接有真空系統(tǒng)；所述蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)上設(shè)有服務(wù)側(cè)蒸汽入口，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的進(jìn)液端與所述預(yù)熱系統(tǒng)的出液端連接，蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的出液端與所述脫吸塔的進(jìn)液端連接；所述脫吸塔的底部連接有濃硫酸排出口和熱空氣入口，脫吸塔的頂部與所述吸收塔連接；所述吸收塔的頂部連接有氫氧化鈉溶液入口和空氣排出口，底部連接有壓濾機(jī)，壓濾機(jī)上設(shè)有氟化鈣采出口和氯化鈣溶液排出口。

17、本方案的系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)前述工藝的配套設(shè)備，通過本方案的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢稀硫酸的濃縮以及脫氟脫氯操作，且分別采出濃硫酸、氟化鈣以及氯化鈣，設(shè)計(jì)合理，可工業(yè)化推廣實(shí)施。

18、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯系統(tǒng)，所述預(yù)熱系統(tǒng)由串聯(lián)的一級預(yù)熱器和二級預(yù)熱器組成；其中，所述一級預(yù)熱器的服務(wù)側(cè)進(jìn)液口與所述脫吸塔的排液口連接，所述濃硫酸排出口連接于一級預(yù)熱器的服務(wù)側(cè)出液口上；所述二級預(yù)熱器的服務(wù)側(cè)進(jìn)氣口與所述蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的低溫蒸汽排出口連接，二級預(yù)熱器的服務(wù)側(cè)排氣口上連接冷凝水排出口。

19、本方案的預(yù)熱系統(tǒng)通過采用一級和二級預(yù)熱器串聯(lián)組成，通過兩級預(yù)熱的方式，提高了預(yù)熱效果；而一級和二級預(yù)熱器分別采用系統(tǒng)排出的濃硫酸和低溫蒸汽作為熱源，進(jìn)一步降低了能量損失，節(jié)約了能耗，降低了處理成本。

20、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯系統(tǒng)，所述蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)由串聯(lián)的一效蒸發(fā)濃縮器、二效蒸發(fā)濃縮器和三效蒸發(fā)濃縮器組成。

21、本方案通過采用三組蒸發(fā)濃縮器串聯(lián)形成蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)濃縮的效率更高，濃縮的濃度也更高，濃縮效果更好。

22、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯系統(tǒng)，所述一效蒸發(fā)濃縮器包括一效加熱器和一效分離室；所述二效蒸發(fā)濃縮器包括二效加熱器和二效分離室；所述三效蒸發(fā)濃縮器分別包括三效加熱器和三效分離室；所述一效分離室的排氣端與所述二效加熱器的服務(wù)側(cè)進(jìn)氣口連接，所述二效分離室的排氣端與所述三效加熱器的服務(wù)側(cè)進(jìn)氣口連接，所述三效分離室的排氣端與吸收塔連接。

23、本方案通過將上一級的分離室的二次蒸汽作為下一級的加熱器的熱源，設(shè)計(jì)更為合理，且更節(jié)能，成本更低。

24、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯系統(tǒng)，所述一效蒸發(fā)濃縮器、二效蒸發(fā)濃縮器和三效蒸發(fā)濃縮器均為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)構(gòu)。

25、本方案的蒸發(fā)濃縮器為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，可進(jìn)一步提高蒸發(fā)濃縮的效果，硫酸濃度更高。

26、優(yōu)選地，前述的鎳鈷冶煉廢硫酸濃縮脫氟氯系統(tǒng)，所述三效分離室的排氣端與吸收塔之間設(shè)有冷凝器，冷凝器的服務(wù)側(cè)設(shè)有冷凝水上水口和冷凝水下水口，冷凝器的排液端上連接有廢水收集罐，廢水收集罐上設(shè)有廢水排出管；所述廢水收集罐與所述二效加熱器和三效加熱器的服務(wù)側(cè)排液口連接。

27、本方案通過設(shè)置冷凝器，對蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的二次蒸汽進(jìn)行冷凝，并用廢水收集罐收集冷凝器中的廢水以及二效加熱器和三效加熱器中的廢水，設(shè)計(jì)合理且環(huán)保。

28、本發(fā)明的有益效果：

29、1、本發(fā)明的工藝能夠?qū)U稀硫酸進(jìn)行濃縮、脫氟和脫氯的操作，實(shí)現(xiàn)了對硫酸、氟和氯的單獨(dú)回收，工藝簡單，經(jīng)濟(jì)效益高。

30、2、本發(fā)明工藝通過將蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)服務(wù)側(cè)排出的低溫蒸汽和/或脫吸塔排出的濃硫酸作為預(yù)熱系統(tǒng)的熱源，進(jìn)一步回收了余熱，減少了能耗，降低了處理成本。

31、3、本發(fā)明工藝通過將二次蒸汽引入吸收塔處理，減少了氟氯的流失，進(jìn)一步提高了氟氯的回收率。

32、4、本發(fā)明工藝通過采用干熱空氣進(jìn)行吹脫，減少了外部水分的引入，保證了脫吸塔內(nèi)硫酸的濃度，進(jìn)而保證了較高的脫氟率。

33、5、本發(fā)明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對廢稀硫酸的濃縮以及脫氟脫氯操作，且分別采出濃硫酸、氟化鈣以及氯化鈣，設(shè)計(jì)合理，可工業(yè)化推廣實(shí)施。

34、6、本發(fā)明的預(yù)熱系統(tǒng)通過采用一級和二級預(yù)熱器串聯(lián)組成，通過兩級預(yù)熱的方式，提高了預(yù)熱效果；而一級和二級預(yù)熱器分別采用系統(tǒng)排出的濃硫酸和低溫蒸汽作為熱源，進(jìn)一步降低了能量損失，節(jié)約了能耗，降低了處理成本。

35、7、本發(fā)明通過采用三組蒸發(fā)濃縮器串聯(lián)形成蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)濃縮的效率更高，濃縮的濃度也更高，濃縮效果更好；同時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)通過將上一級的分離室的二次蒸汽作為下一級的加熱器的熱源，設(shè)計(jì)更為合理，且更節(jié)能，成本更低。

36、8、本發(fā)明系統(tǒng)通過設(shè)置冷凝器，對蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的二次蒸汽進(jìn)行冷凝，并用廢水收集罐收集冷凝器中的廢水以及二效加熱器和三效加熱器中的廢水，設(shè)計(jì)合理且環(huán)保。