CN108408759B - 一种硫酸铜母液净化重结晶系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫酸铜母液净化重结晶系统及方法，该系统包括净化系统、蒸发系统及结晶系统，所述净化系统包括净化反应釜及压滤机，所述净化反应釜的出料口通过一泵与所述压滤机的进料口连接。所述蒸发系统包括分离器、换热器、缓冲罐及真空泵机组，所述分离器的第一进料口通过一泵与所述压滤机的出料口连接，所述分离器的第一出料口与所述换热器的进料口连接，所述换热器的出料口与所述分离器的第二进料口连接，所述分离器的第二出料口与所述缓冲罐的进料口连接，所述缓冲罐的出料口与所述真空泵组的抽气口连接。所述分离器的第三出料口通过一泵与所述结晶系统的进料口连接。本发明技术方案解决了硫酸铜母液无法重复多次使用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种硫酸铜母液净化重结晶系统及方法。
背景技术
以蚀刻废液为原料生产硫酸铜的工艺，目前以中和-压滤-打浆-酸化-结晶工艺为主，结晶后的硫酸铜母液由于多次循环使用，杂质富集导致无法用于硫酸铜的生产，必须作开路处理生产附加值比较低的铜泥，这就导到铜资源的浪费。同时，开路处理硫酸铜母液还会产生大量的废水，造成废水处理的压力
发明内容
本发明的主要目的是提出一种硫酸铜母液净化重结晶系统及方法，旨在解决硫酸铜母液无法重复多次使用的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种硫酸铜母液净化重结晶系统，包括净化系统、蒸发系统及结晶系统，所述净化系统包括净化反应釜及压滤机，所述净化反应釜的出料口通过一泵与所述压滤机的进料口连接。所述蒸发系统包括分离器、换热器、缓冲罐及真空泵机组，所述分离器的第一进料口通过一泵与所述压滤机的出料口连接，所述分离器的第一出料口与所述换热器的进料口连接，所述换热器的出料口与所述分离器的第二进料口连接，所述分离器的第二出料口与所述缓冲罐的进料口连接，所述缓冲罐的出料口与所述真空泵组的抽气口连接。所述分离器的第三出料口通过一泵与所述结晶系统的进料口连接。
优选地，所述结晶系统设置为一结晶釜。
优选地，所述压滤机与所述分离器之间还增设一缓冲贮液槽，所述缓冲贮液槽的进料口与所述压滤机的出料口连接，所述缓冲贮液槽的出料口通过一泵与所述分离器的第一进料口连接。
优选地，所述缓冲贮液槽与所述分离器之间还增设一保安过滤器，所述保安过滤器的进料口与所述缓冲贮液槽的出料口连接，所述保安过滤器的出料口通过一泵与所述分离器连接。
优选地，所述分离器设置为一蒸发浓缩分离器。
为解决上述问题，本发明还提供一种硫酸铜母液净化重结晶方法，包括以下步骤：
步骤S1：将硫酸铜母液倒入净化反应釜内，再加入药品进行搅拌，对所述硫酸铜母液进行净化除杂；
步骤S2：将净化除杂后的硫酸铜母液通过压滤机进行固液分离处理，将分离得到的硫酸铜母液送至分离器，将分离得到的杂质烘干做填埋或焚烧处理；
步骤S3：分离器对硫酸铜母液进行蒸发浓缩处理，将浓缩后的硫酸铜母液送至结晶系统；
步骤S4：结晶系统对浓缩的硫酸铜母液进行结晶处理，生成硫酸铜结晶。
优选地，所述药品包括双氧水、氢氧化钠。
优选地，所述结晶系统设置为一结晶釜。
优选地，所述步骤S2还包括：
S21：将固液分离后的硫酸铜母液送至缓冲贮液槽内进行缓冲储存；
S22：将储存后的硫酸铜母液送至保安过滤器进行过滤除杂处理；
S23：将经过保安过滤器除杂处理后的硫酸铜母液送至分离器。
优选地，所述步骤S3具体包括：
S31：分离器将硫酸铜母液送至换热器内进行加热处理；
S32：换热器将经过加热处理的硫酸铜母液送至分离器，加热后的硫酸铜母液进入分离器后，在真空泵组的作用下进行水分蒸发，生成浓缩的硫酸铜母液；
S33：对浓缩的硫酸铜母液进行抽样检测；
S34：若抽样检测的硫酸铜母液中的铜离子的质量分数为18％，则停止硫酸铜母液的的加热、蒸发浓缩处理，并将该硫酸铜母液送至结晶系统内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了硫酸铜母液无法重复多次使用的问题，去除了硫酸铜母液中的金属杂质及有机物，生产出质量合格的硫酸铜产品，防止原料的浪费，同时，防止了环境的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明硫酸铜母液净化重结晶系统的结构示意图；
图2为本发明硫酸铜母液净化重结晶方法的流程图；
图3为本发明硫酸铜母液净化重结晶方法步骤S2的具体流程图；
图4为本发明硫酸铜母液净化重结晶方法步骤S3的具体流程图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1为本发明硫酸铜母液净化重结晶系统的结构示意图，本实施例提出的一种硫酸铜母液净化重结晶系统，包括净化系统、蒸发系统及结晶系统，所述净化系统包括净化反应釜1及压滤机2，所述净化反应釜1的出料口通过一泵10与所述压滤机2的进料口连接。所述蒸发系统包括分离器3、换热器4、缓冲罐5及真空泵机组6，所述分离器3的第一进料口通过一泵10与所述压滤机2的出料口连接，所述分离器3的第一出料口与所述换热器4的进料口连接，所述换热器4的出料口与所述分离器3的第二进料口连接，所述分离器3的第二出料口与所述缓冲罐5的进料口连接，所述缓冲罐5的出料口与所述真空泵10组的抽气口连接。所述分离器3的第三出料口通过一泵10与所述结晶系统的进料口连接，所述结晶系统设置为一结晶釜7，所述分离器3设置为一蒸发浓缩分离器。
本实施例中，在对硫酸铜母液进行净化重结晶作业时，首先将硫酸铜母液投入所述净化反应釜1内，再加入药品进行净化反应。应当说明的是，所述硫酸铜母液内含有金属杂质和有机物，因此，投入的药品包括双氧水和氢氧化钠，双氧水可以与硫酸铜母液内的有机物进行反应，将有机物分解为二氧化碳，氢氧化钠可以与硫酸铜母液内的金属杂质进行反应，生成沉淀与硫酸铜母液分离。净化反应结束后，将净化后的硫酸铜母液送至压滤机2内进行固液分离，将硫酸铜母液内的杂质和沉淀与硫酸铜母液进一步分离，然后将过滤除杂后的硫酸铜母液引入分离器3内。应当说明的是，留在所述压滤机2内的沉淀物可以取出烘干做填埋和焚烧处理，防止对环境造成污染。硫酸铜母液进入分离器3后，通过其第一出料口进入所述换热器4，换热器4通过高温蒸汽对硫酸铜母液进行加热，将硫酸铜母液的温度迅速升高。加热后的硫酸铜母液被再次引入分离器3内。应当说明的是，分离器3通过缓冲罐5与真空泵机组6连通，真空泵机组6会进行抽气作业，从而分离器3内形成一负压空间，加热后的硫酸铜母液进行分离器3形成的负压空间内，其沸点会降低，从而硫酸铜母液内的部分水分会蒸发进入缓冲罐5，剩下的硫酸铜母液留在分离器3内。通过这一循环加热蒸发作业，硫酸铜母液的浓度降低。应当说明的是，所述分离器3侧壁设有一取样口(图中未示出)，工作人员可以通过取样口对硫酸铜母液进行取样检测，当硫酸铜母液内铜离子的质量分数大于等于百分之十八时，将分离器3的第一进料口、第二进料口、第一出料口及第二出料口关闭，打开其第三出料口，将达到目标浓度的硫酸铜母液引入所述结晶釜7进行结晶作业。应当说明的是，所述结晶釜7通过其内部的搅拌桨对硫酸铜母液进行搅拌作业，在搅拌过程中，硫酸铜母液的温度降低，冷却到一定温度后硫酸铜晶体析出，从而生成所需的硫酸铜结晶。
本实施例解决了硫酸铜母液无法重复多次使用的问题，去除了硫酸铜母液中的金属杂质及有机物，生产出质量合格的硫酸铜产品，防止原料的浪费，同时，防止了环境的污染。
进一步地，所述压滤机2与所述分离器3之间还增设一缓冲贮液槽8，所述缓冲贮液槽8的进料口与所述压滤机2的出料口连接，所述缓冲贮液槽8的出料口通过一泵10与所述分离器3的第一进料口连接。所述缓冲贮液槽8与所述分离器3之间还增设一保安过滤器9，所述保安过滤器9的进料口与所述缓冲贮液槽8的出料口连接，所述保安过滤器9的出料口通过一泵10与所述分离器3连接。应当说明的是，所述缓冲贮液槽8可以对净化后的硫酸铜母液进行缓冲作用，防至硫酸铜母液大量进入分离器3，导致系统损坏。同时，所述保安过滤器9可以对硫酸铜母液进一步进行过滤，提高硫酸铜母液的纯度，保证硫酸铜结晶的质量。
参照图2，图2为本发明硫酸铜母液净化重结晶方法的流程图，本实施例还提供一种硫酸铜母液净化重结晶方法，包括以下步骤：
步骤S1：将硫酸铜母液倒入净化反应釜1内，再加入药品进行搅拌，对所述硫酸铜母液进行净化除杂；
步骤S2：将净化除杂后的硫酸铜母液通过压滤机2进行固液分离处理，将分离得到的硫酸铜母液送至分离器3，将分离得到的杂质烘干做填埋或焚烧处理；
步骤S3：分离器3对硫酸铜母液进行蒸发浓缩处理，将浓缩后的硫酸铜母液送至结晶系统；
步骤S4：结晶系统对浓缩的硫酸铜母液进行结晶处理，生成硫酸铜结晶。
进一步地，所述步骤S3具体包括：
S31：分离器3将硫酸铜母液送至换热器4内进行加热处理；
S32：换热器4将经过加热处理的硫酸铜母液送至分离器3，加热后的硫酸铜母液进入分离器3后，在真空泵机组6的作用下进行水分蒸发，生成浓缩的硫酸铜母液；
S33：对浓缩的硫酸铜母液进行抽样检测；
S34：若抽样检测的硫酸铜母液中的铜离子的质量分数为18％，则停止硫酸铜母液的的加热、蒸发浓缩处理，并将该硫酸铜母液送至结晶系统内，所述结晶系统设置为一结晶釜7。
本实施例中，在对硫酸铜母液进行净化重结晶作业时，首先将硫酸铜母液投入所述净化反应釜1内，再加入药品进行净化反应。应当说明的是，所述硫酸铜母液内含有金属杂质和有机物，因此，投入的药品包括双氧水和氢氧化钠，双氧水可以与硫酸铜母液内的有机物进行反应，将有机物分解为二氧化碳，氢氧化钠可以与硫酸铜母液内的金属杂质进行反应，生成沉淀与硫酸铜母液分离。净化反应结束后，将净化后的硫酸铜母液送至压滤机2内进行固液分离，将硫酸铜母液内的杂质和沉淀与硫酸铜母液进一步分离，然后将过滤除杂后的硫酸铜母液引入分离器3内。应当说明的是，留在所述压滤机2内的沉淀物可以取出烘干做填埋和焚烧处理，防止对环境造成污染。硫酸铜母液进入分离器3后，通过其第一出料口进入所述换热器4，换热器4通过高温蒸汽对硫酸铜母液进行加热，将硫酸铜母液的温度迅速升高。加热后的硫酸铜母液被再次引入分离器3内。应当说明的是，分离器3通过缓冲罐5与真空泵机组6连通，真空泵机组6会进行抽气作业，从而分离器3内形成一负压空间，加热后的硫酸铜母液进行分离器3形成的负压空间内，其沸点会降低，从而硫酸铜母液内的部分水分会蒸发进入缓冲罐5，剩下的硫酸铜母液留在分离器3内。通过这一循环加热蒸发作业，硫酸铜母液的浓度降低。应当说明的是，所述分离器3侧壁设有一取样口，工作人员可以通过取样口对硫酸铜母液进行取样检测，当硫酸铜母液内铜离子的质量分数大于等于百分之十八时，将分离器3的第一进料口、第二进料口、第一出料口及第二出料口关闭，打开其第三出料口，将达到目标浓度的硫酸铜母液引入所述结晶釜7进行结晶作业。应当说明的是，所述结晶釜7通过其内部的搅拌桨对硫酸铜母液进行搅拌作业，在搅拌过程中，硫酸铜母液的温度降低，冷却到一定温度后硫酸铜晶体析出，从而生成所需的硫酸铜结晶。
进一步地，所述步骤S2还包括：
S21：将固液分离后的硫酸铜母液送至缓冲贮液槽8内进行缓冲储存；
S22：将储存后的硫酸铜母液送至保安过滤器9进行过滤除杂处理；
S3：将经过保安过滤器9除杂处理后的硫酸铜母液送至分离器3。
应当说明的是，所述缓冲贮液槽8可以对净化后的硫酸铜母液进行缓冲作用，防至硫酸铜母液大量进入分离器3，导致系统损坏。同时，所述保安过滤器9可以对硫酸铜母液进一步进行过滤，提高硫酸铜母液的纯度，保证硫酸铜结晶的质量。
本实施例解决了硫酸铜母液无法重复多次使用的问题，去除了硫酸铜母液中的金属杂质及有机物，生产出质量合格的硫酸铜产品，防止原料的浪费，同时，防止了环境的污染。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种硫酸铜母液净化重结晶系统，其特征在于，包括净化系统、蒸发系统及结晶系统，所述净化系统包括净化反应釜及压滤机，所述净化反应釜的出料口通过一泵与所述压滤机的进料口连接；所述蒸发系统包括分离器、换热器、缓冲罐及真空泵机组，所述分离器的第一进料口通过一泵与所述压滤机的出料口连接，所述分离器的第一出料口与所述换热器的进料口连接，所述换热器的出料口与所述分离器的第二进料口连接，所述分离器的第二出料口与所述缓冲罐的进料口连接，所述缓冲罐的出料口与所述真空泵机组的抽气口连接；所述分离器的第三出料口通过一泵与所述结晶系统的进料口连接；
所述压滤机与所述分离器之间还增设一缓冲贮液槽，所述缓冲贮液槽的进料口与所述压滤机的出料口连接，所述缓冲贮液槽的出料口通过一泵与所述分离器的第一进料口连接；
所述缓冲贮液槽与所述分离器之间还增设一保安过滤器，所述保安过滤器的进料口与所述缓冲贮液槽的出料口连接，所述保安过滤器的出料口通过一泵与所述分离器连接。
2.如权利要求1所述的硫酸铜母液净化重结晶系统，其特征在于，所述结晶系统设置为一结晶釜。
3.如权利要求1所述的硫酸铜母液净化重结晶系统，其特征在于，所述分离器设置为一蒸发浓缩分离器。
4.一种硫酸铜母液净化重结晶方法，采用权利要求1至3任意一项所述的硫酸铜母液净化重结晶系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将硫酸铜母液倒入净化反应釜内，再加入药品进行搅拌，对所述硫酸铜母液进行净化除杂；
步骤S2：将净化除杂后的硫酸铜母液通过压滤机进行固液分离处理，将分离得到的硫酸铜母液送至分离器，将分离得到的杂质烘干做填埋或焚烧处理；
步骤S3：分离器对硫酸铜母液进行蒸发浓缩处理，将浓缩后的硫酸铜母液送至结晶系统；
步骤S4：结晶系统对浓缩的硫酸铜母液进行结晶处理，生成硫酸铜结晶；
所述步骤S2还包括：
S21：将固液分离后的硫酸铜母液送至缓冲贮液槽内进行缓冲储存；
S22：将储存后的硫酸铜母液送至保安过滤器进行过滤除杂处理；
S23：将经过保安过滤器除杂处理后的硫酸铜母液送至分离器；
所述步骤S3具体包括：
S31：分离器将硫酸铜母液送至换热器内进行加热处理：
S32：换热器将经过加热处理的硫酸铜母液送至分离器，加热后的硫酸铜母液进入分离器后，在真空泵机组的作用下进行水分蒸发，生成浓缩的硫酸铜母液；
S33：对浓缩的硫酸铜母液进行抽样检测；
S34：若抽样检测的硫酸铜母液中的铜离子的质量分数为18％，则停止硫酸铜母液的加热、蒸发浓缩处理，并将该硫酸铜母液送至结晶系统内。
5.如权利要求4所述的硫酸铜母液净化重结晶方法，其特征在于，所述药品包括双氧水、氢氧化钠。
6.如权利要求4所述的硫酸铜母液净化重结晶方法，其特征在于，所述结晶系统设置为一结晶釜。
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2018
- 2018-04-02 CN CN201810283581.2A patent/CN108408759B/zh active Active
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