CN103935966A - 一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，具体步骤如下：预热；蒸发；冷却；冷凝结晶；离心分离；干燥。本发明采用节约蒸汽的三效蒸发浓缩废硫酸，创造了废酸中硫酸铝形成胶体的基本条件，并冷凝回收蒸出的含硫酸蒸汽；再在一定温度下使得浓缩酸中的硫酸铝结晶，便于离心分离浓缩硫酸与硫酸铝聚合物，实现硫酸与硫酸铝的有效回收，不仅达到减排的目的，而且有效的减低了电极箔腐蚀工艺的成本，对提升电极箔产品的市场竞争力有极大帮助。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺。
背景技术
目前，电极箔生产的腐蚀扩孔工艺中有较多的废酸产出，其中：硫酸为28%，Al3+为0.8%，盐酸和硝酸为1%，密度为1140 kg/m3，常温，无色。电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺为：废酸—离子交换树脂—加石灰调节pH—沉淀—排放，如图1所示。该工艺虽然通过树脂能吸附部分硫酸，但经水冲洗后硫酸的浓度不到20%，低于腐蚀工艺需要的硫酸浓度，且其中的铝离子浓度超标，回用时不仅要加浓硫酸，还要考虑铝离子浓度对腐蚀工艺的影响，造成部分回收酸不能回用；另一方面加石灰沉淀工序产生大量的石膏固体废物，须送到固体废物处理中心处理，费用较高，同时每天仍需排放大量的废水，资源浪费。
专利CN 102079512A公开了从硫酸法制备钛白粉的废酸中回收硫酸和硫酸盐的工艺，通过采用三次蒸发三次冷凝，对每次蒸发出蒸汽的热能没有利用，能耗大；用隔膜压滤机进行过滤，由于硫酸铝胶体在压滤过程中已形成致密的过滤层，影响过滤速度，且不易进行连续操作，而且废弃的材料中也没有回收出别的物质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，此工艺不仅达到减排的目的，而且形成新的经济增长点，对国内电极箔生产企业降低生产成本，提升电极箔产品的市场竞争力有极大帮助。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，具体步骤如下：
步骤一、预热：将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入预热器中进行预热，三效蒸发器产生未经冷凝的蒸汽和浓缩后的高温硫酸为预热热源；
步骤二、蒸发：预热后的废硫酸进入三效蒸发器中蒸发，通过进酸流量与排出流量控制，使硫酸含量达到40%-70%后从蒸发器的另外一端排出，此时废酸的温度为110～115℃；
步骤三、冷却：高温酸依次进入预热器和冷却器中降温至60℃以下；
步骤四、冷凝结晶：降温后的废酸进入冷却结晶槽，在25～30℃下冷凝结晶3～6小时；
步骤五、离心分离：结晶完成后，泵入离心分离机将成品硫酸离心分离得到浓缩硫酸和硫酸铝聚合物，所得的浓缩硫酸进入成品酸储罐中，用于电极箔腐蚀生产线配酸；
步骤六、干燥：将离心分离得到的硫酸铝聚合物通过干燥处理，得到硫酸铝。
作为优化：所述步骤二中，废硫酸在经过前两效的蒸发过程中会有蒸发液排出，此蒸发液中含有硫酸，将此蒸发液通过冷凝器的冷凝后得到硫酸溶液，也进入成品酸储罐中，用于化成箔腐蚀生产线。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
1．通过蒸发度、结晶温度及时间的控制，保证回收的硫酸中铝离子浓度低于0.2%：按照企业的电极箔腐蚀工艺要求，腐蚀用酸为硫酸与盐酸按一定比例配制的，但其中铝离子含量必须低于0.2%，否则会影响铝箔表面腐蚀效果，导致产品质量下降；
2．实现电极箔腐蚀工艺的零排放：本发明同时实现了腐蚀废酸中的硫酸和硫酸铝的回收，在生产过程中实现零排放，无二次污染，环保性能高；
3．干燥得到的硫酸铝纯度高，应用范围广：回收得到的硫酸铝纯度大于97%；
4．采用三效蒸发，实现蒸发过程中产生的蒸汽的余热充分利用，能耗低。
附图说明：
图1为原工艺流程图；
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和图对本发明作进一步详述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图2所示：一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，具体步骤如下：
步骤一、预热：将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入预热器中进行预热，三效蒸发器产生未经冷凝的蒸汽和浓缩后的高温硫酸为预热热源；
步骤二、蒸发：预热后的废硫酸进入三效蒸发器中蒸发，通过进酸流量与排出流量控制，使硫酸含量达到40%-70%后从蒸发器的另外一端排出，此时废酸的温度为110～115℃；
步骤三、冷却：高温酸依次进入预热器和冷却器中降温至60℃以下；
步骤四、冷凝结晶：降温后的废酸进入冷却结晶槽，在25～30℃下冷凝结晶3～6小时；
步骤五、离心分离：结晶完成后，泵入离心分离机将成品硫酸离心分离得到浓缩硫酸和硫酸铝聚合物，所得的浓缩硫酸进入成品酸储罐中，用于电极箔腐蚀生产线配酸；
步骤六、干燥：将离心分离得到的硫酸铝聚合物通过干燥处理，得到硫酸铝。
步骤二中，废硫酸在经过前两效的蒸发过程中会有蒸发液排出，此蒸发液中含有硫酸，将此蒸发液通过冷凝器的冷凝后得到硫酸溶液，也进入成品酸储罐中，用于化成箔腐蚀生产线。
其中，采用DCS自动控制系统，对流量、温度、压力等自动控制，可以同时实现对硫酸和铝离子的监测。本发明采用三效蒸发器在常压下蒸汽间接加热，将废酸液浓缩到50%，然后在25-30℃条件下利用铝离子在硫酸溶液中形成水化多聚物而凝结，即硫酸铝在硫酸中的溶解度随硫酸浓度的增高而降低等特性，冷凝结晶；通过离心分离将硫酸与硫酸铝分离，得到含铝量在一定范围的硫酸和硫酸铝多聚物；分离后的硫酸与蒸发过程中的蒸汽冷凝液用于生产腐蚀用硫酸的配液；硫酸铝多聚物采用干燥分离法制成硫酸铝净水剂。
其中，含酸废气主要来自蒸发过程中，大量的水蒸气夹带着少量硫酸从蒸发器的排气口进入冷凝器，冷凝后得到的硫酸溶液排入冷凝液贮槽，用于生产用酸的配制；预热器的水蒸气从顶部的排气口排出，用水吸收，主要为含盐酸收集到冷凝液贮槽，用于生产用酸的配制。
本发明的原理为：硫酸铝极易溶于水，在纯硫酸中不能溶解，只是在有水的条件下与硫酸共存，所以硫酸铝在硫酸中溶解度就是硫酸铝在水中的溶解度，常温析出含有18分子结晶水。随着硫酸浓度的增高，硫酸铝在硫酸溶液中的溶解度不断下降，形成胶体状硫酸铝，在表面粗糙的物体上凝结。因此能实现胶体与硫酸液的分离。
Claims (2)
1. 一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、预热：将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入预热器中进行预热，三效蒸发器产生未经冷凝的蒸汽和浓缩后的高温硫酸为预热热源；
步骤二、蒸发：预热后的废硫酸进入三效蒸发器中蒸发，通过进酸流量与排出流量控制，使硫酸含量达到40%-70%后从蒸发器的另外一端排出，此时废酸的温度为110～115℃；
步骤三、冷却：高温酸依次进入预热器和冷却器中降温至60℃以下；
步骤四、冷凝结晶：降温后的废酸进入冷却结晶槽，在25～30℃下冷凝结晶3～6小时；
步骤五、离心分离：结晶完成后，泵入离心分离机将成品硫酸离心分离得到浓缩硫酸和硫酸铝聚合物，所得的浓缩硫酸进入成品酸储罐中，用于电极箔腐蚀生产线配酸；
步骤六、干燥：将离心分离得到的硫酸铝聚合物通过干燥处理，得到硫酸铝。
2.根据权利要求1所述一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，其特征在于：所述步骤二中，废硫酸在经过前两效的蒸发过程中会有蒸发液排出，此蒸发液中含有硫酸，将此蒸发液通过冷凝器的冷凝后得硫酸溶液，也进入成品酸储罐中，用于化成箔腐蚀生产线。
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