CN103030123B - 一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备及工艺，该设备包括用于滤除废稀磷酸溶液中的固型或胶体微粒的预过滤系统、用于分离经过上步处理的废稀磷酸溶液中的磷酸盐和游离稀磷酸的压力分离膜脱盐回收系统以及用于进一步处理经过上步处理得到的含酸浓缩盐溶液以进一步分离磷酸盐和残余游离稀磷酸的树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统。本发明提供的设备及利用该设备处理回收含盐废磷酸的工艺，处理过程只需用到水，不使用任何化学物品，无二次污染，同时还能使废磷酸的绝大部分得到回收，既环保又节省了回收成本，还具有投资回报短、经济效益高等优点。

Description

一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备及工艺
技术领域
本发明涉及废液回收技术，具体涉及一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备及工艺。
背景技术
目前，某些化工行业，如铝电解电容器铝箔、钢铁等金属表面处理制程中，会产生大量的含金属盐的废稀磷酸，处理这些废稀磷酸的传统做法有些是直接排放，既浪费宝贵资源又严重污染环境；有些是用石灰中和，浪费资源的同时也增加了成本，还会产生大量污泥造成二次污染。因此，开发废稀磷酸的回收再利用节能减排新技术已经成为社会和企业的迫切需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种环保、无二次污染又具有高效益回报的含金属盐废稀磷酸的回收处理设备及工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
本发明一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备，包括：
预处理系统：用于滤除废稀磷酸溶液中的固型或胶体微粒；所述预处理系统包括反冲式过滤装置，该反冲式过滤装置包括串联或并联设置的可反冲洗滤布或聚乙烯(PE)烧结滤芯过滤器及保安过滤器；
压力分离膜脱盐回收系统：用于分离经过所述预处理系统处理的废稀磷酸溶液中的磷酸盐和游离稀磷酸；所述压力分离膜脱盐回收系统包括能够分离一价与二价或多价正离子的微孔荷电卷式分离膜，废稀磷酸溶液中的磷酸盐(二或多价正离子，如铝)不能通过该微孔荷电卷式分离膜而被浓缩形成浓缩盐溶液，游离稀磷酸能够通过该微孔荷电卷式分离膜而成为可回收稀磷酸；
树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统：用于进一步处理经过所述压力分离膜脱盐回收系统得到的含酸浓缩盐溶液，分离磷酸盐和游离稀磷酸；所述树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统包括能够吸附游离酸而滤出盐溶液的游离酸吸附树脂床，吸附在所述游离酸吸附树脂床中的游离酸可以用水脱附后再回流进入所述压力分离膜脱盐回收系统进行循环处理，从所述游离酸吸附树脂床中滤出的含微量酸盐溶液排放至废水处理系统中进行常规废水处理。
进一步地，上述的一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备，所述预过滤系统还包括用于降低进料废液温度的冷却装置。
进一步地，上述的一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备，所述可反冲洗滤布或聚乙烯(PE)烧结滤芯过滤器的过滤孔径在1～100μm之间。
本发明含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，是利用上述的含金属盐废稀磷酸的回收处理设备处理废液，具体包括如下步骤：
(1)、将含金属盐废稀磷酸溶液送入预处理系统进行处理，滤除废稀磷酸溶液中的固型或胶体微粒，避免堵塞后续系统中的其他过滤设备；
(2)、经过步骤(1)预过滤系统处理的废稀磷酸溶液再送入压力分离膜脱盐回收系统中继续进行过滤：废稀磷酸溶液经泵加压通过微孔荷电卷式分离膜，废稀磷酸溶液中的磷酸盐(二或多价正离子，如铝)不能通过该微孔荷电卷式分离膜而被浓缩形成含酸浓缩盐溶液，游离稀磷酸能够通过该微孔荷电卷式分离膜而成为可回收稀磷酸；
(3)、经过步骤(2)得到的含酸浓缩盐溶液再送入树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统进行进一步过滤处理：先使步骤(2)得到的含酸浓缩盐溶液通过游离酸吸附树脂床，游离稀磷酸被吸附在所述游离酸吸附树脂床中，滤出液为被吸除游离稀磷酸的(二或多价正离子，如铝)盐溶液；再向所述游离酸吸附树脂床中通入水以脱附树脂床中的游离稀磷酸，并将脱附下来的游离稀磷酸回流送入所述压力分离膜脱盐回收系统中循环进行步骤(2)的处理过程，而滤出的含微量盐溶液则排放至废水处理系统进行常规废水处理。
进一步地，上述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，步骤(1)中，含金属盐废稀磷酸溶液在预处理的过程中进行了冷却处理。
进一步地，上述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，步骤(2)中，当浓缩盐溶液达到一定浓度时，需定量或连续排放浓缩盐溶液，以避免所述微孔荷电卷式分离膜受渗透压影响而造成膜过滤速率变缓。
进一步地，上述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，步骤(2)中，需定时定量用高流速纯水冲洗所述微孔荷电卷式分离膜的膜面，以减少微粒及浓度极化现象阻塞膜面而影响膜通量。
进一步地，上述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，利用该工艺处理的含金属盐废稀磷酸中，游离稀磷酸的质量浓度在0～30％之间，金属盐的质量浓度在0～10％之间。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明提供的含金属盐废稀磷酸纯化回收设备及利用该设备处理废磷酸的工艺，处理过程只需用到水，不使用任何化学物品，无二次污染，同时还能使废磷酸的绝大部分得到回收，既环保又节省了回收成本，另外还具有投资回报短、经济效益高的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1为实施例中使用本发明设备回收处理含铝废磷酸的工艺过程示意图；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步详细的说明。
实施例
本实施例以磷酸质量浓度约为5％、铝离子质量浓度为1000ppm的含铝废磷酸为待处理废液，利用本发明的设备对该废液进行稀磷酸的回收处理。参见图1，具体过程如下：
(1)、将含铝废稀磷酸溶液(H3PO4：5％；Al3+：1000ppm)以1000L/hr的流量送入预过滤系统中进行处理。所述预过滤系统包括反冲式过滤装置，该反冲式过滤装置由串联或并联(视具体需要而定)设置的可反冲洗滤布或PE烧结滤芯过滤器及保安过滤器构成，此步主要是滤除废稀磷酸溶液中的固型或胶体微粒，避免堵塞后续系统中的分离膜和吸附树脂等其他过滤设备；所述预处理系统还包括冷却装置，用于降低进料酸温度，以保护后续设备、延长膜及树脂的使用寿命，冷却装置可视需要采用。
(2)、经过步骤(1)预处理系统处理的废稀磷酸溶液再送入压力分离膜脱盐回收系统中继续进行过滤。所述压力分离膜脱盐回收系统利用一种可分离一价与二价或多价正离子的特殊微孔荷电卷式分离膜，以分离铝盐和游离稀磷酸。经过步骤(1)过滤冷却处理的废稀磷酸溶液经泵加压通过所述微孔荷电卷式分离膜，游离稀磷酸能够通过该分离膜而成为可回收稀磷酸(H3PO4：-4％；Al3+：＜100ppm)，而铝盐不能通过该分离膜，因此在膜的一侧堆积浓缩形成浓磷酸铝废液(H3PO4：-4％；Al3+：4500ppm)。当该浓磷酸铝废液堆积达到一定浓度时，需定量或连续排放，；另外还需定时定量用高流速纯水冲洗所述微孔荷电卷式分离膜的膜面，以减少微粒及浓度极化现象阻塞膜面而影响膜通量。
(3)、经过步骤(2)得到的含酸浓磷酸铝废液再送入树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统中进行进一步过滤处理。首先使步骤(2)得到的含酸浓磷酸铝废液通过游离酸吸附树脂床(它是一种能够先吸附游离酸，然后用水脱附出游离酸的特殊树脂)，游离稀磷酸被吸附在所述游离酸吸附树脂床中，滤出液为被吸除大部份游离稀磷酸的磷酸铝废液(还含有少量磷酸，H3PO4：1％；Al3+：3500ppm)，该磷酸铝废液中游离酸含量得到极大降低，直接排放至废水处理系统中进行常规的废水处理；向树脂床中通入纯水以脱附树脂上的稀磷酸，将这种铝盐浓度较低的较纯的稀磷酸(H3PO4：3％；Al3+：1000ppm)重新回流送入压力分离膜脱盐回收系统进行循环过滤处理。
本发明能够使含金属盐废稀磷酸中的磷酸绝大部分得到回收，全部程序只用到水，不污染环境，既环保又具有很高的经济效益。
需要理解到的是：上述说明并非是对本发明的限制，在本发明构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备，其特征在于：包括：
预处理系统：用于滤除废稀磷酸溶液中的固型或胶体微粒；所述预处理系统包括反冲式过滤装置，该反冲式过滤装置包括串联或并联设置的可反冲洗滤布或聚乙烯烧结滤芯过滤器及保安过滤器；
压力分离膜脱盐回收系统：用于分离经过所述预处理系统处理的含盐废稀磷酸溶液中的磷酸盐和游离稀磷酸；所述压力分离膜脱盐回收系统包括能够分离一价与二价或多价离子的微孔荷电卷式分离膜，废稀磷酸溶液中的磷酸盐不能通过该微孔荷电卷式分离膜而被浓缩形成浓缩盐溶液，游离稀磷酸能够通过该微孔荷电卷式分离膜而成为可回收稀磷酸；
树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统：用于进一步处理经过所述压力分离膜脱盐回收系统得到的含酸浓缩盐溶液，分离磷酸盐和游离稀磷酸；所述树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统包括能够吸附游离酸而滤出盐溶液的游离酸吸附树脂床，吸附在所述游离酸吸附树脂床中的游离酸可以用水脱附后再回流进入所述压力分离膜脱盐回收系统进行循环处理，从所述游离酸吸附树脂床中滤出的盐溶液排放至废水处理系统中进行常规废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备，其特征在于：所述预处理系统还包括用于降低进料废液温度的冷却装置。
3.根据权利要求1所述的一种含金属盐废稀磷酸的回收处理设备，其特征在于：所述可反冲洗滤布或聚乙烯烧结滤芯过滤器的过滤孔径在1～100μm之间。
4.利用权利要求1所述装置实现含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、将含金属盐废稀磷酸溶液送入预处理系统进行处理，滤除废稀磷酸溶液中的固型或胶体微粒，避免堵塞后续系统中的其他过滤设备；
(2)、经过步骤(1)预处理系统处理的废稀磷酸溶液再送入压力分离膜脱盐回收系统中继续进行过滤：废稀磷酸溶液经泵加压通过微孔荷电卷式分离膜，废稀磷酸溶液中的磷酸盐不通过该微孔荷电卷式分离膜而被浓缩形成浓缩盐溶液，游离稀磷酸能够通过该微孔荷电卷式分离膜而成为可回收稀磷酸；
(3)、经过步骤(2)得到的含酸浓缩盐溶液再送入树脂酸吸附法磷酸回收除盐系统进行进一步过滤处理：先使步骤(2)得到的含酸浓缩盐溶液通过游离酸吸附树脂床，游离稀磷酸被吸附在所述游离酸吸附树脂床中，滤出液为被吸除游离稀磷酸的盐溶液；再向所述游离酸吸附树脂床中通入水以脱附树脂床中的游离稀磷酸，并将脱附下来的游离稀磷酸送入所述压力分离膜脱盐回收系统中循环进行步骤(2)的进一步脱盐处理过程，而滤出的极微量酸的盐溶液则排放至废水处理系统进行常规废水处理。
5.根据权利要求4所述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，含金属盐废稀磷酸溶液在进料和过滤处理的过程中进行冷却处理。
6.根据权利要求4所述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，当浓缩盐溶液达到一定浓度时，需定量或连续排放浓缩盐溶液，以避免所述微孔荷电卷式分离膜受渗透压影响而造成膜过滤速率变缓。
7.根据权利要求4所述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，需定时定量用高流速纯水冲洗所述微孔荷电卷式分离膜的膜面，以减少微粒及浓度极化现象阻塞膜面而影响膜通量。
8.根据权利要求4所述的含金属盐废稀磷酸的回收处理工艺，其特征在于：利用该工艺处理的含金属盐废稀磷酸中，游离稀磷酸的质量浓度在0～30％之间，金属盐的质量浓度在0～10％之间。
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