CN113479939A - 一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理剂及其应用，涉及热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理药剂技术领域。本发明包括氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB‑C001、氯化锌萃取剂HB‑C002、氯化锌反萃剂HB‑C003、氯化锌浓缩材料HB‑C004。本发明克服了现有的焙烧法回收盐酸投资成本较高、盐酸价值很低，在投入与产出中不匹配，克服了树脂吸附法和扩散渗析法使用水量较大、造成分出来的酸浓度低回用不完、水量不平衡、对多余水还是要通过中和排放，未能真正达到处理效果，浪费水资源和造成二次污染，克服了萃取法水量不平衡，无法全部使用，对用不完的还是按危废来处理，节约了大量资源也保护了环境。

Description

一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理剂及其应用

技术领域

本发明属于热镀锌行业废盐酸处理技术领域，特别是涉及一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理剂及其应用。

背景技术

我国在热镀锌市场庞大，表面处理废盐酸液产生量约500万m3/a。在废盐酸液中含有杂质(Cr、Cu、Ni)等、并含有130000mg/l FeCI₂和10000～100000不等的ZnCI₂ mg/l，但对热镀锌废盐酸处理方法，基本上都采用中和法、焙烧法、树脂吸附法、扩散渗析、萃取法等，但在以上处理工艺中都存在不同程度问题。

焙烧法通过加温将废酸液的水与酸全部蒸出来而达到排水时无金属离子目的，但由于盐酸沸点低，在蒸发时盐酸就与水蒸气一同排出，严重污染环境，但也有对盐酸回收，但回收投资成本较高、盐酸价值很低，在投入与产出中不匹配，在焙烧后，FeCI₂、ZnCI₂和其它杂质混在一起是危废，而危废处理成本极高。

树脂吸附法是通过树脂有选择性对物质的吸附，可吸附盐酸和其它种类酸，但存在着在吸附酸的同时，也吸附一些金属离子(FeCI₂、ZnCI₂、Cu₂₊等)，对产生的固废和焙烧法接近，还是不能分开，形成危废，最主要是在处理工艺中使用大量的反冲洗清水，导致吸附出来酸通过反冲洗清水稀释后，酸浓度起来越低，使生产工艺水量不平衡，对多余水还是要通过中和排放，未能真正达到处理效果，浪费水资源和造成二次污染；

扩散渗析法膜一面是正极、一面是负极，在处理过程中利用清水在通道中置换，每处理一立方废酸要使用一立方以上清水，在分离ZnCI₂时也存在FeCI₂，同时FeCI₂中也存在ZnCI₂的反渗现象，造成固废混淆成为危废，也造成二次污染；

萃取法是比较好的方法，但由于萃取含锌量低，在萃取时每组只萃取5000～8000mg/l，在反萃时用水量大，因无前道处理工艺，只能少量用于助镀液，主要是水量不平衡，无法全部使用，对用不完的还是按危废来处理。

在本发明之前，这些热镀锌废盐酸处理时，都是使用中和法、焙烧法、树脂吸附法、扩散渗析及萃取法等方法，针对废酸处理有着一定的作用，但是，对于处理过程中存在着缺陷，一是用水量不平衡；二是仍然产生危废；三是处理成本高，四是造成二次污染和浪费资源。

在利用除杂后的热镀锌废盐酸取样到实验室进行试验，用量杯取出5000ml，经检测盐酸浓度6％、FeCl₂ 130000mg/l、ZnCl₂60000mg/l利用本发明的氯化锌分离处理材料HB-C001、氯化锌萃取剂HB-C002、氯化锌反萃剂HB-C003；氯化锌浓缩材料HB-C004经处理后，废盐酸中FeCl₂的ZnCl₂含量低于200mg/l，而我国净水剂标准总锌含量是700mg/l，废盐酸中ZnCI₂中的FeCI₂低于2mg/l，经浓缩后的ZnCI₂达到80000mg/l，此浓度可做助镀液，也可满足后继电积锌单质处理要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理剂及其应用，解决上方水量不平衡、仍然产生危废、处理成本高以及造成二次污染和浪费资源的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理药剂，其特征在于，包括氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001、氯化锌萃取剂HB-C002、氯化锌反萃剂HB-C003；氯化锌浓缩材料HB-C004；所述氯化亚铁、氯化锌分离材料HB-C001，是PP材料制作的框架、PP制作的箱体、高速搅拌器；所述氯化锌萃取剂HB-C002，含有环化煤油、正癸醇、P204萃取剂，其重量比为80：10：10；所述氯化锌反萃剂HB-C003，含有HB-C002介质、去离子水,其重量比为10：90；所述氯化锌浓缩材料HB-C004，是不锈钢材料制作的框架、纳米材料制作装置。

优选地，氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001制备方法为：是PP15mm板材利用塑料焊条制作的机架尺寸为2400×700×1500mm、在机架里镶入PP材料制作∮500×400mm×5组的圆形桶、在圆形桶中利用UPVCPP制作的箱体尺寸为∮200×300mm×5组的圆形桶、在圆形桶中装有高速搅拌器，高速搅拌器利用调速电机，电机转速2500转/min,得到化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001。

优选地，含有环化煤油、正癸醇、P204萃取剂，制备方法为：利用圆形带有搅拌器21转/分钟桶，先加入环化煤油、第二步加入正癸醇，搅拌时间10min，使前者二项物质混合均匀，第三步加入P204萃取剂继续搅拌30min，以上配制在常温下进行，其重量比为80：10：10，得到氯化锌萃取剂HB-C002。

优选地，氯化锌反萃剂HB-C003制备方法为：PP材料制作的框架尺寸为2400×600×1000mm×3组，在框架内部隔为三个空格，第一组空格尺寸为400×600×1000mm×2组、第二、三组尺寸为800×600×1000mm×2组，在第一组空格内装有高速搅拌器，高速搅拌器利用调速电机，电机转速1500转/min,将含有HB-C002介质、其重量比为10：90进入第一组高速搅拌,混合时在常温下进行，使萃取剂与被萃取氯化锌在第二、第三组内实现分离，得到氯化锌反萃剂HB-C003。

优选地，氯化锌浓缩材料HB-C004的制备方法为：不锈钢做成的框架，利用陶瓷纳米级膜固定在框架上，陶瓷纳米级膜分为三组，每组尺寸为∮150×500mm，将反萃的氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级膜浓缩，膜内设有30kg压力反冲洗头，得到氯化锌浓缩材料HB-C004。

优选地，其使用步骤如下：

步骤一：安装制备所需的设备，进行调试检查，且在圆形桶中加入HB-C001；

步骤二：在桶中加入HB-C002，分离锌离子；

步骤三：在桶中加入HB-C003，利用高速搅拌分离氯化锌；

步骤四：在桶中加入HB-C004，将氯化锌浓缩；

优选地，具体步骤如下：

(1)将除杂质后的废盐酸，利用离心泵泵入到分离处理材料HB-C001共五组的第一组圆形桶中并装有流量计，五组是用PPR管相互连接，并在每组装有萃取剂输送泵，萃取剂输送时装有流量计，五组圆形桶中装有1500～3500转/min高速搅拌器，高速搅拌器用螺栓固定在机架上；

(2)氯化锌萃取剂HB-C002，利用萃取剂输送泵泵入到分离处理材料HB-C001五组中，在高速搅拌器作用下，含锌的废酸与萃取剂在流动的条件下可充分混合，使锌离子在五组萃取的条件下，可将99％以上的锌萃取出来，如遇锌含量特别高采用反复萃取，每5kg含锌废酸添加1kg氯化锌萃取剂；

(3)氯化锌反萃剂HB-C003，利用萃取剂HB-C002液在高低落差的条件下自流至机架内第一组空格内，在利用1500转/min高速搅拌器作用下，使锌与萃取剂在第二、三组箱体内分离，分离后萃取剂重复使用，分离后氯化锌自流至储存槽做下一轮处理，每1kg萃取剂添加9kg去离子水；

(4)氯化锌浓缩材料HB-C004，将反萃出来氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级第一组膜，浓缩材料共三组，每组是316不锈钢管相互连接，经三组浓缩后得到浓缩液，为了预防膜堵塞，每8小时开启30kg压力反冲洗泵，每次冲洗时间2min，浓缩液自流至储存槽，淡水自流至清水槽反复使用，浓缩液做下一轮处理，每1kg浓缩液添加9kg去离子水，是在常温下进行，是在常温下进行。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明克服了现有的一是焙烧法由于盐酸沸点低，在蒸发时盐酸就与水蒸气一同排出，严重污染环境，在焙烧后，FeCI₂、ZnCI₂和其它杂质混在一起是危废，而危废处理成本极高；二是树脂吸附法对产生的固废和焙烧法接近，还是不能分开，形成危废；三是扩散渗析法处理FeCI2中也存在ZnCI₂的反渗现象，造成固废混淆成为危废，也造成二次污染；四是萃取法由于萃取含锌量低，在萃取时每组只萃取5000～8000mg/l，在反萃时用水量大，因无前道处理工艺，无法浓缩，只能少量用于助镀液。

2.本发明克服了现有的焙烧法回收盐酸投资成本较高、盐酸价值很低，在投入与产出中不匹配，克服了树脂吸附法和扩散渗析法使用水量较大、造成分出来的酸浓度低回用不完、水量不平衡、对多余水还是要通过中和排放，未能真正达到处理效果，浪费水资源和造成二次污染，克服了萃取法水量不平衡，无法全部使用，对用不完的还是按危废来处理，节约了大量资源也保护了环境。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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获得其他的附图。

图1为本发明处理流程示意图；

图2为本发明与现有处理技术中和法、焙烧法、树脂吸附法、扩散渗析法以及萃取法处理效果数据对比示意图。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

请参阅图1-2所示，本发明为一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理药剂，其特征在于，包括氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001、氯化锌萃取剂HB-C002、氯化锌反萃剂HB-C003；氯化锌浓缩材料HB-C004；所述氯化亚铁、氯化锌分离材料HB-C001，是PP材料制作的框架、PP制作的箱体、高速搅拌器；所述氯化锌萃取剂HB-C002，含有环化煤油、正癸醇、P204萃取剂，其重量比为80：10：10。所述氯化锌反萃剂HB-C003，含有HB-C002介质、去离子水,其重量比为10：90。所述氯化锌浓缩材料HB-C004，是不锈钢材料制作的框架、纳米材料制作装置。

进一步地，氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001制备方法为：是PP15mm板材利用塑料焊条制作的机架尺寸为2400×700×1500mm、在机架里镶入PP材料制作∮500×400mm×5组的圆形桶、在圆形桶中利用PP制作的箱体尺寸为∮200×300mm×5组的圆形桶、在圆形桶中装有高速搅拌器，高速搅拌器利用调速电机，电机转速2500转/min,得到化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001。

进一步地，含有环化煤油、正癸醇、P204萃取剂，制备方法为：利用圆形带有搅拌器21转/分钟桶，先加入环化煤油、第二步加入正癸醇，搅拌时间10min，使前者二项物质混合均匀，第三步加入P204萃取剂继续搅拌30min，以上配制在常温下进行，其重量比为80：10：10，得到氯化锌萃取剂HB-C002。

进一步地，氯化锌反萃剂HB-C003制备方法为：PP材料制作的框架尺寸为2400×600×1000mm×2组，在框架内部隔为三个空格，第一组空格尺寸为400×600×1000mm×2组、第二、三组尺寸为800×600×1000mm×2组，在第一组空格内装有高速搅拌器，高速搅拌器利用调速电机，电机转速1500转/min,将含有HB-C002介质,其重量比为10：90进入第一组高速搅拌,混合时在常温下进行，使萃取剂与被萃取氯化锌在第二、第三组内实现分离，得到氯化锌反萃剂HB-C003。

进一步地，氯化锌浓缩材料HB-C004的制备方法为：不锈钢做成的框架，利用陶瓷纳米级膜固定在框架上，陶瓷纳米级膜分为三组，每组尺寸为∮150×500mm，将反萃的氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级膜浓缩，膜内设有30kg压力反冲洗头，得到氯化锌浓缩材料HB-C004。

进一步地，其使用步骤如下：

步骤一：安装制备所需的设备，进行调试检查，且在圆形桶中加入HB-C001；

步骤二：在桶中加入HB-C002，分离锌离子；

步骤三：在桶中加入HB-C003，利用高速搅拌分离氯化锌；

步骤四：在桶中加入HB-C004，将氯化锌浓缩；

进一步地，具体步骤如下：

(1)将除杂质后的废盐酸，利用离心泵泵入到分离处理材料HB-C001共五组的第一组圆形桶中并装有流量计，五组是用PP管相互连接，并在每组装有萃取剂输送泵，萃取剂输送时装有流量计，五组圆形桶中装有1500～3500转/min高速搅拌器，高速搅拌器用螺栓固定在机架上；

(2)氯化锌萃取剂HB-C002，利用萃取剂输送泵泵入到分离处理材料HB-C001五组中，在高速搅拌器作用下，含锌的废酸与萃取剂在流动的条件下可充分混合，使锌离子在五组萃取的条件下，可将99％以上的锌萃取出来，如遇锌含量特别高采用反复萃取，每5kg含锌废酸添加1kg氯化锌萃取剂；

(3)氯化锌反萃剂HB-C003，利用萃取剂HB-C002液在高低落差的条件下自流至机架内第一组空格内，在利用1500转/min高速搅拌器作用下，使锌与萃取剂在第二、三组箱体内分离，分离后萃取剂重复使用，分离后氯化锌自流至储存槽做下一轮处理，每1kg萃取剂添加9kg去离子水；

(4)氯化锌浓缩材料HB-C004，将反萃出来氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级第一组膜，浓缩材料共三组，每组是316不锈钢管相互连接，经三组浓缩后得到浓缩液，为了预防膜堵塞，每8小时开启30kg压力反冲洗泵，每次冲洗时间2min，浓缩液自流至储存槽，淡水自流至清水槽反复使用，浓缩液做下一轮处理，每1kg浓缩液添加9kg去离子水，是在常温下进行。

实施例二：

请参阅图1-2所示，本发明为一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理剂及其应用，其实验效果为：

在某热镀锌废盐酸池取样到实验室进行实验的过程中，分别取六组酸样，各取2000mL，酸度6％，含铁量130000mg/L，含锌量60000mg/L，分别采用中和法、焙烧法、树脂吸附法、扩散渗析法以及萃取法，锌分离率最高的是萃取法，试验过后，含锌量为2630mg/L，含铁量为5400mg/L，锌分离率为95.6％，但用水量较大，且去除不够完全，还是会危害环境。

利用本发明的氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001、氯化锌萃取剂HB-C002、氯化锌反萃剂HB-C003、氯化锌浓缩材料HB-C004时，处理后的含锌量为220mg/L，锌分离率为99.6％，符合国家标准。

实验步骤如下，利用离心泵泵入到分离处理材料HB-C001共五组的第一组圆形桶中并装有流量计，五组是用PPR管相互连接，并在每组装有萃取剂输送泵，萃取剂输送时装有流量计，五组圆形桶中装有2500转/min高速搅拌器，利用萃取剂HB-C002液在高低落差的条件下自流至机架内第一组空格内，在利用1500转/min高速搅拌器作用下，使锌与萃取剂在第二、三组箱体内分离，添加量9kg/kg萃取剂，利用萃取剂HB-C002液在高低落差的条件下自流至机架内第一组空格内，在利用1200～1800转/min高速搅拌器作用下，使锌与萃取剂在第二、三组箱体内分离，将反萃出来氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级第一组膜，浓缩材料共三组，每组是316不锈钢管相互连接，经三组浓缩后得到浓缩液，其中，高速搅拌器的型号为LR-1.5KW，流量计的型号为LDG-FMT。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理药剂，其特征在于，包括氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001、氯化锌萃取剂HB-C002、氯化锌反萃剂HB-C003、氯化锌浓缩材料HB-C004；所述氯化亚铁、氯化锌分离材料HB-C001，是PP材料制作的框架、PP制作的箱体、高速搅拌器；所述氯化锌萃取剂HB-C002，含有环化煤油、正癸醇、P204萃取剂，其重量比为80：10：10；所述氯化锌反萃剂HB-C003，含有HB-C002介质、去离子水,其重量比为10：90；所述氯化锌浓缩材料HB-C004，是不锈钢材料制作的框架、纳米材料制作装置。

2.根据权利要求1所述的一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离材料，其特征在于，氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001制备方法为：是PP15mm板材利用塑料焊条制作的机架尺寸为2400×700×1500mm、在机架里镶入PP材料制作∮500×400mm×5组的圆形桶、在圆形桶中利用PP制作的箱体尺寸为∮200×300mm×5组的圆形桶、在圆形桶中装有高速搅拌器，高速搅拌器利用调速电机，电机转速1500～3500转/min,得到氯化亚铁、氯化锌分离处理材料HB-C001。

3.根据权利要求1所述的氯化锌萃取剂HB-C002，其特征在于，含有环化煤油、正癸醇、P204萃取剂，制备方法为：利用圆形带有搅拌器21转/分钟桶，先加入环化煤油、第二步加入正癸醇，搅拌时间10min，使前者二项物质混合均匀，第三步加入P204萃取剂继续搅拌30min，以上配制在常温下进行，其重量比为80：10：10，得到氯化锌萃取剂HB-C002。

4.根据权利要求1所述的氯化锌反萃剂HB-C003，其特征在于，氯化锌反萃剂HB-C003制备方法为：PP材料制作的框架尺寸为2400×600×1000mm ×3组，在框架内部隔为三个空格，第一组空格尺寸为400×600×1000mm×2组、第二、三组尺寸为800×600×1000mm×2组，在第一组空格内装有高速搅拌器，高速搅拌器利用调速电机，电机转速1200～1800转/min,将含有HB-C002介质,其重量比为10：90进入第一组高速搅拌,混合时在常温下进行，使萃取剂与被萃取氯化锌在第二、第三组内实现分离，得到氯化锌反萃剂HB-C003。

5.根据权利要求1所述的氯化锌浓缩材料HB-C004，其特征在于，氯化锌浓缩材料HB-C004的制备方法为：不锈钢做成的框架，利用陶瓷纳米级膜固定在框架上，陶瓷纳米级膜分为三组，每组尺寸为∮150×500mm，将反萃的氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级膜浓缩，膜内设有30kg压力反冲洗头，得到氯化锌浓缩材料HB-C004。

6.根据权利要求1-5任意一所述的一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理药剂的应用，其特征在于，其使用步骤如下：

步骤一：安装制备所需的设备，进行调试检查，且在圆形桶中加入HB-C001；

步骤二：在桶中加入HB-C002，分离锌离子；

步骤三：在桶中加入HB-C003，利用高速搅拌分离氯化锌；

步骤四：在桶中加入HB-C004，将氯化锌浓缩。

7.根据权利要求6所述的一种热镀锌废盐酸液氯化亚铁、氯化锌分离处理药剂的应用，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将除杂质后的废盐酸，利用离心泵泵入到分离处理材料HB-C001共五组的第一组圆形桶中并装有流量计，五组是用PP管相互连接，并在每组装有萃取剂输送泵，萃取剂输送时装有流量计，五组圆形桶中装有1500～3500转/min高速搅拌器，高速搅拌器用螺栓固定在机架上；

(2)氯化锌萃取剂HB-C002，利用萃取剂输送泵泵入到分离处理材料HB-C001五组中，在高速搅拌器作用下，含锌的废酸与萃取剂在流动的条件下可充分混合，使锌离子在五组萃取的条件下，可将99％以上的锌萃取出来，如遇锌含量特别高采用反复萃取，每5kg含锌废酸添加1kg氯化锌萃取剂；

(3)氯化锌反萃剂HB-C003，利用萃取剂HB-C002液在高低落差的条件下自流至机架内第一组空格内，在利用1200～1800转/min高速搅拌器作用下，使锌与萃取剂在第二、三组箱体内分离，分离后萃取剂重复使用，分离后氯化锌自流至储存槽做下一轮处理，每1kg萃取剂添加9kg去离子水；

(4)氯化锌浓缩材料HB-C004，将反萃出来氯化锌利用12kg压力离心泵输入陶瓷纳米级第一组膜，浓缩材料共三组，每组是316不锈钢管相互连接，经三组浓缩后得到浓缩液，为了预防膜堵塞，每8小时开启30kg压力反冲洗泵，每次冲洗时间2min，浓缩液自流至储存槽，淡水自流至清水槽反复使用，浓缩液做下一轮处理，每1kg浓缩液添加9kg去离子水，是在常温下进行。

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