CN106082508A - 一种处理湿法冶金重金属废水的装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理湿法冶金重金属废水的装置及处理方法，包括预处理系统、pH调节系统、吸附系统、电积系统、金属提取装置、膜分离系统、酸浓缩系统和酸回收装置，所述预处理系统、pH调节系统、吸附系统、电积系统、膜分离系统和酸浓缩系统按照液体流动方向依次通过管道连通，吸附系统与电积系统之间的管道上设有泵A，电积系统和膜分离系统之间的管道上设有泵B，所述电积系统分别连接金属提取装置和有加药装置。本发明的有益效果是：不仅可以高效地将湿法冶金重金属废水中的金属离子还原成高纯度的贵金属，还可以将酸浓缩回收，而且过程中能耗小，化学试剂用量少，避免了浪费，降低了废水处理成本。

Description

一种处理湿法冶金重金属废水的装置及处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，特别是涉及一种处理湿法冶金重金属废水的装置及处理方法。
背景技术
湿法冶金的废水一般都含有重金属离子和酸，由于重金属资源较少但价值又较高，如果直接排放会造成相当大的浪费以及损失，同时酸对环境的污染是非常严重的。现有技术条件下的重金属回收设备，一般都具有较大的体积，导致占地范围大，并且安装、运输不便，酸回收的设备较为复杂，回收率低。
为解决现有技术中回收湿法冶金重金属废水中贵金属和酸的效率低、能耗高、污染大的问题，本发明提供一种高回收率、低能耗、污染小的湿法冶金重金属废水的回收装置。
发明内容
本发明提供一种处理湿法冶金重金属废水的装置及处理方法，不仅可以高效地将湿法冶金重金属废水中的金属离子还原成高纯度的贵金属，还可以将酸浓缩回收，而且过程中能耗小，化学试剂用量少，避免了浪费，降低了废水处理成本。
本发明为解决技术问题采用的技术方案如下：
一种处理湿法冶金重金属废水的装置，包括预处理系统、pH调节系统、吸附系统、电积系统、金属提取装置、膜分离系统、酸浓缩系统和酸回收装置，所述预处理系统、pH调节系统、吸附系统、电积系统、膜分离系统、酸浓缩系统和酸回收装置按照液体流动方向依次通过管道连通，吸附系统与电积系统之间的管道上设有泵A，电积系统和膜分离系统之间的管道上设有泵B，所述电积系统分别连接金属提取装置和有加药装置。
进一步地，所述酸浓缩系统包括蒸发器、分离器、凝水箱和压缩机，蒸发器的入口与膜分离系统的出口连接，蒸发器的第一出口与分离器的第一入口，蒸发器的第二出口经压缩机与分离器第二入口连接，蒸发器的第三出口与凝水箱的入口连接，分离器的出口与酸回收装置的入口连接。
进一步地，所述的酸浓缩系统内还设有浓度检测装置。
进一步地，所述的预处理系统、pH调节系统、吸附系统、电积系统、金属提取装置、膜分离系统、酸浓缩系统、酸回收装置、泵A和泵B均与电控装置电连接。
进一步地，所述的电积系统内设有pH值检测装置。
进一步地，所述的吸附系统中的吸附材料为高分子材料。
上述处理湿法冶金重金属废水的装置的处理方法，包括以下步骤：
（1）将废水通过预处理系统去除废水中大颗粒杂质，然后由pH调节系统调节pH值为4-5，再将废水经由吸附系统去除废水中小颗粒杂质，然后将废水引入电积系统；
（2）废水在电压为4-10V的电积系统中电解40-80min，电解过程中控制pH值为4-5，电解后的金属由金属提取装置回收，电解后的废水引入膜分离系统；
（3）电解后废水在0.6-0.9MPa下，经由膜分离系统分离后得到酸液，将酸液引入酸浓缩系统，在80-120℃下蒸馏、浓缩，得到浓缩后酸液并由酸回收装置收集。
进一步地，所述电积系统采用石墨烯阳极和不锈钢阴极配对电极。
本发明一种处理湿法冶金重金属废水的装置及处理方法的有益效果是：
1.本发明的装置不仅可以高效地将湿法冶金重金属废水中的金属离子还原成高纯度的贵金属，还可以将酸浓缩回收，而且过程中能耗小，化学试剂用量少，避免了浪费，降低了废水处理成本；
2. 本发明的装置通过一体化组合设计减小设备占用空间，提高设备实用性；
3. 本发明的装置通过膜分离系统和酸浓缩系统共同处理废水，使酸的回收率高达90%，实现资源回收利用，减小了环境污染；
4. 本发明的装置无需高温高压工序，生产操作完全，无毒害物质添加和二次污染，对促进湿法冶金重金属废水的处理回收具有重要意义。
附图说明
图1 为一种处理湿法冶金重金属废水的装置的结构示意图；
图2为酸浓缩系统的连接结构图；
图中，1-预处理系统，2-pH调节系统，3-吸附系统，4-电积系统，5-金属提取装置，6-膜分离系统，7-酸浓缩系统，8-酸回收装置，9-泵A，10-泵B，11-蒸发器，12-分离器，13-凝水箱，14-压缩机，15-加药装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例
如图1和图2所示，一种处理湿法冶金重金属废水的装置，包括预处理系统1、pH调节系统2、吸附系统3、电积系统4、金属提取装置5、膜分离系统6、酸浓缩系统7和酸回收装置8，所述预处理系统1、pH调节系统2、吸附系统3、电积系统4、膜分离系统6、酸浓缩系统7和酸回收装置8按照液体流动方向依次通过管道连通，吸附系统3与电积系统4之间的管道上设有泵A9，电积系统4和膜分离系统6之间的管道上设有泵B10，所述电积系统4分别连接金属提取装置5和有加药装置15；所述酸浓缩系统7包括蒸发器11、分离器12、凝水箱13和压缩机14，蒸发器11的入口与膜分离系统6的出口连接，蒸发器11的第一出口与分离器12的第一入口，蒸发器11的第二出口经压缩机14与分离器12第二入口连接，蒸发器11的第三出口与凝水箱13的入口连接，分离器12的出口与酸回收装置15的入口连接；
所述的酸浓缩系统7内还设有浓度检测装置；所述的预处理系统1、pH调节系统2、吸附系统3、电积系统4、金属提取装置5、膜分离系统6、酸浓缩系统7、酸回收装置8、泵A9和泵B10均与电控装置电连接；所述的电积系统7内设有pH值检测装置；所述的吸附系统中3的吸附材料为高分子材料。
本发明的工作过程如下：废水经预处理系统1做预处理后，通过pH调节系统2调节废水pH值，然后通过吸附系统3吸附废水中杂质，再由泵A9将废水从吸附系统3内抽出并输送至电极系统4内，采用电沉积技术将金属离子还原成金属，电积系统4内的pH值检测装置检测到电积系统4内液体的酸碱值变化后，向电控装置发出信号，由电控装置控制加药装置18向电积系统4内加入药剂，使电积系统4内液体的酸碱值一直保持在最适合发生电沉积的值，泵B10将电沉积之后的液体送入到膜分离系统6超滤分离，再进入酸浓缩系统7，有酸浓缩系统7内的蒸发器11、分离器12、凝水箱13和压缩机14共同作用下进行酸浓缩，然后浓缩后的酸由酸回收装置8采集回收，从而实现金属和酸的回收，完成冶金重金属废水处理。
实施例1
（1）将废水通过预处理系统1去除废水中大颗粒杂质，然后由pH调节系统1调节pH值为4-5，再将废水经由吸附系统3去除废水中小颗粒杂质，然后将废水引入电积系统4；
（2）废水在电压为4V的电积系统4中电解80min，电解过程中控制pH值为4-5，电解后的金属由金属提取装置5回收，电解后的废水引入膜分离系统6；
（3）电解后废水在0.6MPa下，经由膜分离系统6分离后得到酸液，将酸液引入酸浓缩系统7，在80℃下蒸馏、浓缩，得到浓缩后酸液并由酸回收装置8收集。
实施例2
（1）将废水通过预处理系统1去除废水中大颗粒杂质，然后由pH调节系统1调节pH值为4-5，再将废水经由吸附系统3去除废水中小颗粒杂质，然后将废水引入电积系统4；
（2）废水在电压为10V的电积系统4中电解40min，电解过程中控制pH值为4-5，电解后的金属由金属提取装置5回收，电解后的废水引入膜分离系统6；
（3）电解后废水在0.9MPa下，经由膜分离系统6分离后得到酸液，将酸液引入酸浓缩系统7，在120℃下蒸馏、浓缩，得到浓缩后酸液并由酸回收装置8收集。
实施例3
（1）将废水通过预处理系统1去除废水中大颗粒杂质，然后由pH调节系统1调节pH值为4-5，再将废水经由吸附系统3去除废水中小颗粒杂质，然后将废水引入电积系统4；
（2）废水在电压为6V的电积系统4中电解60min，电解过程中控制pH值为4-5，电解后的金属由金属提取装置5回收，电解后的废水引入膜分离系统6；
（3）电解后废水在0.8MPa下，经由膜分离系统6分离后得到酸液，将酸液引入酸浓缩系统7，在100℃下蒸馏、浓缩，得到浓缩后酸液并由酸回收装置8收集。

Claims (8)

1.一种处理湿法冶金重金属废水的装置，其特征在于：它包括预处理系统（1）、pH调节系统（2）、吸附系统（3）、电积系统（4）、金属提取装置（5）、膜分离系统（6）、酸浓缩系统（7）和酸回收装置（8），所述预处理系统（1）、pH调节系统（2）、吸附系统（3）、电积系统（4）、膜分离系统（6）、酸浓缩系统（7）和酸回收装置（8）按照液体流动方向依次通过管道连通，吸附系统（3）与电积系统（4）之间的管道上设有泵A（9），电积系统（4）和膜分离系统（5）之间的管道上设有泵B（10），所述电积系统（4）分别连接金属提取装置（5）和加药装置（15）。
2.根据权利要求1所述的一种处理湿法冶金重金属废水的装置，其特征在于：所述酸浓缩系统（3）包括蒸发器（11）、分离器（12）、凝水箱（13）和压缩机（14），蒸发器（11）的入口与膜分离系统（6）的出口连接，蒸发器（11）的第一出口与分离器（12）的第一入口，蒸发器（11）的第二出口经压缩机（14）与分离器（12）第二入口连接，蒸发器（11）的第三出口与凝水箱（13）的入口连接，分离器（12）的出口与酸回收装置（8）的入口连接。
3.根据权利要求1所述的一种处理湿法冶金重金属废水的装置，其特征在于：所述的酸浓缩系统（7）内还设有浓度检测装置。
4.根据权利要求1所述的一种处理湿法冶金重金属废水的装置，其特征在于：所述的预处理系统（1）、pH调节系统（2）、吸附系统（3）、电积系统（4）、金属提取装置（5）、膜分离系统（6）、酸浓缩系统（7）、泵A（9）和泵B（10）均与电控装置电连接。
5.根据权利要求1所述的一种处理湿法冶金重金属废水的装置，其特征在于：所述的电积系统（4）内设有pH值检测装置。
6.根据权利要求1所述的一种处理湿法冶金重金属废水的装置，其特征在于：所述的吸附系统（3）中的吸附材料为高分子材料。
7.一种如权利要求1所述的处理湿法冶金重金属废水的装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将废水通过预处理系统（1）去除废水中大颗粒杂质，然后由pH调节系统（1）调节pH值为4-5，再将废水经由吸附系统（3）去除废水中小颗粒杂质，然后将废水引入电积系统（4）；
（2）废水在电压为4-10V的电积系统（4）中电解40-80min，电解过程中控制pH值为4-5，电解后的金属由金属提取装置（5）回收，电解后的废水引入膜分离系统（6）；
（3）电解后废水在0.6-0.9MPa下，经由膜分离系统（6）分离后得到酸液，将酸液引入酸浓缩系统（7），在80-120℃下蒸馏、浓缩，得到浓缩后酸液并由酸回收装置（8）收集。
8.根据权利要求7所述的一种处理湿法冶金重金属废水的装置的处理方法，其特征在于，所述电积系统（4）采用石墨烯阳极和不锈钢阴极配对电极。
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