CN101439849B - 一种废铝刻蚀液的综合利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废铝刻蚀液的综合利用工艺,所述工艺利用磷酸与硝酸、醋酸的沸点和挥发度相差较大,采用蒸馏方法将磷酸与硝酸、醋酸分离开,然后将蒸馏分离后的磷酸经过过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸;将蒸馏出的醋酸和硝酸的混合酸放入不锈钢反应釜中,加入氢氧化钠,在搅拌下进行反应,然后将净化后的反应液经浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶,结晶经烘干后得到产品醋酸钠,再将滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠。本发明所述工艺能够对含有多种酸的混合酸废液进行回收利用,并从中得到多种新的化工原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种废酸液的综合利用工艺,特别是一种废铝刻蚀液的综合利用工艺。
技术背景
工业废铝刻蚀液不是纯净物质,属混合物,是由两种或两种以上物质混合而成的。由于成份、含量不同,没有统一的模式和不变的工艺,所以目前技术不能对其利用,均采用焚烧方法处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种对废铝刻蚀液进行综合利用的工艺,从而对含有多种酸的混合酸废液进行回收利用,并从中得到多种新的化工原料,例如磷酸、醋酸钠等。
废铝刻蚀液是由三种酸组成的混合酸液,磷酸、醋酸、硝酸的沸点分别为213℃、118℃、86℃,本发明利用磷酸与硝酸、醋酸的沸点和挥发度相差较大,采用蒸馏方法将磷酸与硝酸、醋酸分离开,然后将蒸馏分离后的磷酸经过专用设备过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸;将蒸馏出的醋酸和硝酸的混合酸放入不锈钢反应釜中,加入氢氧化钠,在搅拌下进行反应,然后将净化后的反应液经浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶,结晶经烘干后得到产品醋酸钠,再将滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠。
不用于限制所保护的,所述废铝刻蚀液的综合利用工艺可以通过以下具体步骤进行:
(1)采用多级蒸馏法进行蒸馏,所述多级蒸馏法包括一级、二级、三级或四级蒸馏法;
(2)将废液进行预热,并通过流量计控制废刻蚀液的进液量;
(3)对蒸馏液进行补水稀释以充分蒸馏废液;
(4)通过自动蒸汽阀人工调节控制压力为0.45-0.5mpa,来控制蒸发器的蒸馏温度,进行连续蒸馏,分离得到磷酸液以及醋酸和硝酸的混合酸液,在蒸馏过程中可以采用真空泵靠抽真空减压进行减压蒸馏,从而降低蒸馏温度,减少能源消耗,确保设备不被腐蚀及产品磷酸的色度;
(5)将分离得到的磷酸液经过过滤器过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸;
(6)将分离得到的醋酸和硝酸的混合酸放入反应釜中,加入适量的氢氧化钠,在搅拌下进行下列反应,得到反应液:
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
(7)净化后的反应液经浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶物,其中结晶物经烘干后得到产品醋酸钠,滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠;也可以将滤液的比重浓缩至1.2~1.3,直接采用干燥机一步完成,得到产品硝酸钠。
上述工艺中采用北京京东方光电科技有限公司产生的编号为HW34的废铝刻蚀液,所述废铝刻蚀液的组成和含量如下:H3PO4:65-71%(wt);CH3COOH:9-11%(wt);HNO3:1-2%(wt);H2O:16-25%(wt);另外还含有极少量的杂质Al,上述工艺中使用的反应装置是本领域常规的反应装置,用于中和的氢氧化钠的量可由本领域一般技术人员根据反应式和加入废液的量以及废液中酸的含量计算得到。
通过上述工艺进行废铝刻蚀液的综合利用具有以下有益效果:
1).处理设施生产能力巨大:
设计规模:通过现有设施和本发明所述工艺回收处理废铝刻蚀液的能力为11000吨/年。
现实情况:现在年回收处理废铝刻蚀液5200吨(或3456m3);
2).通过回收利用,能够得到大量的85%磷酸、醋酸钠和硝酸钠等三种工业产品。1m3废铝刻蚀液可回收85%工业磷酸1.253吨,醋酸钠0.2255吨,硝酸钠40.5kg.以每年处理废铝刻蚀液3456m3计,每年可生产85%工业磷酸4330吨,醋酸钠779吨,硝酸钠140吨(以上数据是根据实际数据计算得到)。
其中工业磷酸(H3PO4),主要用于制造磷肥和各种磷酸盐,如磷酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠等和缩合磷酸盐类;精制磷酸还可以用于制造饲料用的磷酸氢钙、用于金属表面磷化处理、以及用于配制电解抛光液和化学抛光液;用于医药工业以制造甘油磷酸钠、磷酸铁等,以及制造磷酸锌作为牙科补牙黏合剂;用作酚醛树脂缩合的催化剂,染料及中间体生产用的干燥剂;用于印刷工业以配制揩去胶印彩印版上污点的清洗液;用于配制火柴梗浸渍液;用于冶金工业以生产磷酸耐火泥,提高炼钢炉寿命;用于涂料工业以制造金属防锈漆;且是橡胶浆料的凝固剂及生产无机黏结剂的原料。
硝酸钠(NaNO3)是制造硝酸钾、矿山炸药、苦味酸、染料等的原料;可以制造染料中间体的硝化剂;在玻璃工业中用作生产各种玻璃及制品的消泡剂、澄清剂及氧化助溶剂;在搪瓷工业中用作氧化剂和助熔剂以及用于配制珐琅粉;在机械工业中用作金属清洗剂,也用于配制黑色金属发蓝剂;在冶金工业中用作炼钢和铝合金,热处理剂;在轻工业中用于制造香烟的助燃剂;在医药工业中用作青霉素的培养基;在化肥工业中用作适于酸性土壤的速效肥料,特别适用于块根作物,如甜菜和萝卜等,还用作熔融烧碱的脱色剂。
醋酸钠(CH3COONa)是一种化工原料,应用于印染(媒染剂)、医药(苄基青霉素钠)和照像等工业部门。可用于制取各种化工产品,如冰醋酸、丙酮、呋喃丙烯酸、醋酸酯和氯乙酸等。还可用作肉类防腐剂及化学试剂。
附图说明
图1为采用三次蒸馏法对废铝刻蚀液进行综合利用的工艺流程图。
具体实施方式
以下实例仅仅是进一步说明本发明,并不是限制本发明保护的范围,实施例中使用的反应装置都是本领域技术人员所公知且常规的。
实施例:
1.以三级蒸馏法为例:将废铝刻蚀液用泵打入蒸馏系统,通过预热进入一级蒸馏器,蒸馏温度90-100℃;通过一级蒸馏的液体从出液口溢出进入二级蒸馏器,蒸馏温度100-110℃;通过二级蒸馏的液体从出液口溢出进入三级蒸馏器,蒸馏温度110-125℃,通过三级蒸馏的液体经过过滤器过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸。
2.一至三级蒸发器的出气口串联,将蒸出的混合酸气体液化收回储罐,加氢氧化钠反应得到反应液,然后将净化后的反应液经浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶物,其中结晶物经烘干后得到产品醋酸钠,滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠。
其中:
废铝刻蚀液的化学成份、含量如下:
每吨废铝刻蚀液可生产磷酸大约650kg,醋酸大约95kg,硝酸钠大约17kg。
Claims (4)
1.一种对废铝刻蚀液进行综合利用的工艺,所述废铝刻蚀液含有磷酸,硝酸和醋酸,所述工艺包括:采用蒸馏方法将废铝刻蚀液中的磷酸与硝酸、醋酸分离开,然后将蒸馏分离后的磷酸经过过滤器过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸;将蒸馏出的醋酸和硝酸的混合酸放入不锈钢反应釜中,加入氢氧化钠,在搅拌下进行反应,然后将净化后的反应液经浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶,结晶经烘干后得到产品醋酸钠,再将滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠;或将滤液的比重浓缩至1.2~1.3,直接采用干燥机一步完成,得到产品硝酸钠。
2.权利要求1的对废铝刻蚀液进行综合利用的工艺,包括以下步骤:
(1)采用一级或多级蒸馏法进行蒸馏,所述多级蒸馏法包括二级、三级或四级;
(2)将废铝刻蚀液进行预热,并通过流量计控制废刻蚀液的进液量;
(3)对蒸馏液进行补水稀释以充分蒸馏废液;
(4)通过自动蒸汽阀人工调节控制压力为0.45-0.5MPa,来控制蒸发器的蒸馏温度,进行连续蒸馏,分离得到磷酸液以及醋酸和硝酸的混合酸液,在蒸馏过程中采用真空泵靠抽真空减压进行减压蒸馏,从而降低蒸馏温度,减少能源消耗,确保设备不被腐蚀及产品磷酸的色度;
(5)将分离得到的磷酸液经过过滤器过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸;
(6)将分离得到的醋酸和硝酸的混合酸放入反应釜中,加入适量的氢氧化钠,在搅拌下进行下列反应,得到反应液:
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
(7)步骤(6)的反应液经净化、浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶物,结晶物经烘干后得到产品醋酸钠,滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠;或将滤液的比重浓缩至1.2~1.3,直接采用干燥机一步完成,得到产品硝酸钠。
3.权利要求2的对废铝刻蚀液进行综合利用的工艺,其中使用三级蒸馏法进行蒸馏,包括:将废铝刻蚀液用泵打入蒸馏系统,通过预热到一级蒸馏器,蒸馏温度90-100℃;通过一级蒸馏的液从出液口溢出进入二级蒸馏器,蒸馏温度100-110℃;通过二级蒸馏的液体从出液口溢出进入三级蒸馏,蒸馏温度110-125℃.通过三级蒸馏的液体经过过滤器过滤,滤去机械杂质,再加蒸馏水调节比重,得到浓度85%的工业磷酸;将一至三级蒸发器的出气口串联,将蒸出的混合酸气体液化收回储罐,加氢氧化钠反应得到反应液,然后将净化后的反应液经浓缩、结晶、分离后,得到滤液和结晶物,其中结晶物经烘干得到产品醋酸钠,滤液再进行浓缩、结晶、分离、烘干,得到产品硝酸钠。
4.权利要求1或2或3的对废铝刻蚀液进行综合利用的工艺,其中所述废铝刻蚀液采用北京京东方光电科技有限公司产生的编号为HW34的废ITO刻蚀液,其组成和重量含量如下:H3PO4:65-71%;CH3COOH:9-11%;HNO3:1-2%;H2O:16-25%;另外还含有极少量的杂质Al,各组分百分含量之和为100%。
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