CN104192869A - 一种脱硫铅膏滤液的净化方法及装置 - Google Patents

一种脱硫铅膏滤液的净化方法及装置 Download PDF

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吴光辉
王振云
范伟
张俊丰
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    • C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D5/06—Preparation of sulfates by double decomposition

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Abstract

本发明公开了一种脱硫铅膏滤液的净化方法及其装置。本发明的方法包括调节滤液pH值、铁碳微电解去除部分重金属和脱色、离子交换进一步去除高价阳离子步骤；本发明的装置，包括滤液储罐、pH调节池、第一级净化池、曝气池、第二级净化池。本发明对脱硫铅膏滤液进行深度净化，将滤液中的有色物质、重金属离子和其它高价离子去除，保证了后续滤液结晶获得高品质的硫酸钠。

Description

一种脱硫铅膏滤液的净化方法及装置
技术领域
本发明属于资源回收和利用工艺，特别涉及一种脱硫铅膏滤液的净化方法及其装置，用于从废铅酸蓄电池回收再生铅的工艺过程。
背景技术
硫酸铅是废铅酸蓄电池铅膏的主要组成部分，硫酸钠也可用到铅酸电池制造中。湿法脱硫-火法冶炼是回收废铅酸蓄电池中铅的重要技术工艺之一，美国专利US4769116报道了废铅酸蓄电池铅膏中加入碳酸钠，使硫酸铅转变为碳酸铅，反应后的脱硫铅膏压滤滤液直接经活性炭净化，蒸发结晶制备硫酸钠的方法。在实际工业应用中为了提高硫酸铅的转化率，通常采用添加过量碳酸钠的方法。因此，脱硫铅膏压滤滤液含有一定的碳酸钠，需要进行中和处理。虽然通过活性炭处理中和后的滤液可部分纯化滤液，但只采用这种简单处理方法最后将滤液蒸发得到的硫酸钠品质较低，不能满足铅酸电池制造中对硫酸钠的品质要求，所以需要对滤液进行进一步净化处理。
脱硫铅膏压滤滤液不纯净是因为废铅酸电池在破碎处理过程中会有一些物质如外壳上的油污等不可避免的混入，这些会造成滤液发黄；还有硫酸铅膏虽然加碳酸钠转变成溶解度更小的碳酸铅，但溶液中总还有部分溶解的铅离子，以及铜、镉等重金属杂质离子存在。脱硫铅膏压滤滤液如不经过净化处理，这些杂质必然会残留在后续结晶出来的硫酸钠产品中，造成硫酸钠产品质量低劣，达不到回用的要求。
目前，净化脱硫铅膏压滤滤液的方法，主要有两种，一是前面提到的活性碳直接吸附法；另外一种如专利CN200810047091中描述的先用活性碳吸附，再用阳离子交换处理的方法。第一种方法显然不能满足最终结晶硫酸钠产品的品质要求；第二种方法是对前一种方法的改进，增加了离子交换处理步骤，可较大地提升结晶硫酸钠产品的品质，但活性碳吸附是一种物理吸附，杂质会不停累积，造成活性炭吸附能力下降并最终失活，活性碳必须再生处理，这将大大提高处理费用增加设备投资。因此，有必要设计一种更加符合资源回收利用和清洁生产要求的脱硫铅膏压滤滤液的净化的工艺技术，特别是能彻底分解和去除脱硫铅膏压滤滤液中杂质的技术和工艺。
铁碳微电解技术是一种处理废水的新兴技术：当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁做为阳极,电位高的碳做阴极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。微电解对溶液色度去除有明显的效果，且由于铁的还原性质及氢氧化铁胶体的絮凝还可起到去除部分重金属的作用。因此，微电解处理废水自诞生以来，由于其利用电化学方法更彻底地分解和去除污染物，引起国内外环保研究学者的关注。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫铅膏滤液的净化方法及其装置，用于从废铅酸蓄电池回收再生铅的工艺过程，避免“离子交换+活性碳”工艺吸附处理时存在的活性碳失效可能性和再生活性碳的工艺处理的复杂性，净化后的脱硫铅膏滤液可用于后续结晶工艺回收高品质的硫酸钠产品。
本发明实现上述目的的技术方案为：
一种脱硫铅膏滤液的净化方法，包括如下步骤：
（1）调节滤液pH值：以稀硫酸加入滤液中，控制滤液pH值3～6，将滤液中的碳酸钠转换成硫酸钠，同时为后续第一级净化池中铁碳微电解提供合适的pH环境；
（2）铁碳微电解：将步骤（1）所得溶液送入第一级净化池的铁碳床，控制其停留时间0.5～2.5小时，调节pH至中性，然后曝气5～30分钟，过滤；
（3）离子交换：将步骤（2）所得的滤液送入第二级净化池中，通过阳离子交换，去除滤液中的微量重金属离子和其它离子。
上述的脱硫铅膏滤液的净化方法，所述的三个步骤中溶液温度均保持在35～65℃。
上述的脱硫铅膏滤液的净化方法，所述步骤（2）铁碳床的铁碳比例为0.01～2。
一种用于脱硫铅膏滤液的净化装置，包括通过管道或输送带依次连接的滤液储罐、pH调节池、第一级净化池、曝气池和第二级净化池； 
pH调节池中设有搅拌器，第一级净化池中设有铁碳床，第二级净化池中设有阳离子交换塔；
  曝气池和第二级净化池之间设置过滤装置，所述过滤装置为管道过滤器或压滤机，其过滤方式为在线过滤或者离线过滤方式。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明所采用的铁碳微电解能够更好去除有机杂质。
（2）本发明净化后的脱硫铅膏滤液后续结晶工艺可回收高品质的硫酸钠产品。
附图说明
图1是本发明装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
实施例1
如图1所示，200L滤液储罐的滤液送入pH调节池，以稀硫酸加入滤液中，控制滤液pH值4.0，所得溶液进入第一级净化池的铁碳床，控制其停留时间2.5小时，调节pH至中性，然后曝气20分钟，过滤，滤液送入第二级净化池中的离子交换塔进行离子交换，得净化的脱硫铅膏滤液。
实施例2
如图1所示，滤液储罐的300 L滤液送入pH调节池，以稀硫酸加入滤液中，控制滤液pH值3.0，所得溶液进入第一级净化池的铁碳床，控制其停留时间1.5小时，调节pH至中性，然后曝气30分钟，过滤，滤液送入第二级净化池中的离子交换塔进行离子交换，得净化的脱硫铅膏滤液。
实施例3
如图1所示，滤液储罐的200 L滤液送入pH调节池，以稀硫酸加入滤液中，控制滤液pH值3.5，所得溶液进入第一级净化池的铁碳床，控制其停留时间2小时，调节pH至中性，然后曝气20分钟，过滤，滤液送入第二级净化池中的离子交换塔进行离子交换，得净化的脱硫铅膏滤液。

Claims (5)

1.一种脱硫铅膏滤液的净化方法，包括如下步骤：
（1）调节滤液pH值：以稀硫酸加入滤液中，控制滤液pH值3～6，将滤液中的碳酸钠转换成硫酸钠；
（2）铁碳微电解：将步骤（1）所得溶液送入第一级净化池的铁碳床，控制其停留时间0.5～2.5小时，调节pH至中性，然后曝气5～30分钟，过滤；
（3）离子交换：将步骤（2）所得的滤液送入第二级净化池中，通过阳离子交换，去除滤液中的微量重金属离子和其它离子。
2.根据权利要求1所述的脱硫铅膏滤液的净化方法，所述三个步骤中的溶液温度均保持在35～65℃。
3.根据权利要求1所述的脱硫铅膏滤液的净化方法，所述步骤（2）铁碳床的铁碳比例为0.01～2。
4.一种脱硫铅膏滤液的净化装置，包括通过管道或输送带依次连接的滤液储罐、pH调节池、第一级净化池、曝气池和第二级净化池； 
pH调节池中设有搅拌器，第一级净化池中设有铁碳床，第二级净化池中设有阳离子交换塔；曝气池和第二级净化池之间装有过滤装置。
5.根据权利要求4所述的脱硫铅膏滤液的净化装置，所述过滤装置为管道过滤器或压滤机，其过滤方式为在线过滤或者离线过滤方式。
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