CN115477411B - 一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：S1：用石灰乳中和废硫酸A，过滤得中和渣；S2：用废硫酸B溶解中和渣，过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙；S3：粗硫酸钙加水清洗，过滤得到石膏和滤液；S4：对滤液重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放；废硫酸A中：铝离子的浓度为0.20～0.50mol/L，硫酸根的浓度为0.80～1.25mol//L；废硫酸B中：铝离子的浓度为0.40～0.70mol/L，硫酸根的浓度为3.70～4.50mol/L。本发明的方法能同时处理不同浓度的硫酸废液，还能产出硫酸铝和石膏，具有显著的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体地，涉及一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法。
背景技术
电极箔包括腐蚀箔和化成箔，用于承载电荷，是铝电解电容器生产的关键基础材料。电极箔的性能决定铝电解电容器的漏电流、容量、寿命、损耗、体积大小等参数的好坏，同时电极箔也是铝电解电容器技术含量最高的部分。腐蚀和化成是电极箔生产必需经历的两道工序，其中，腐蚀是为了在高纯度电极箔表面形成腐蚀坑洞，进而通过增加表面积来提高电极箔的电容量，而腐蚀工序使用的硫酸、盐酸及其混合酸带来了大量的电极箔废液。目前，高压电极箔的生产过程中主要使用硫酸腐蚀体系，同时为了维持腐蚀液的化学稳定性，必须不断地添加新鲜的硫酸和置换部分旧腐蚀液，结果导致了大量硫酸废液的产生。电极箔硫酸废液不仅含有大量未消耗的硫酸，还含有一定量的铝，通常经过简单的处理可以降低电极箔硫酸废液的浓度，但是，此时低浓度的电极箔硫酸废液的排放及处理对企业而言仍旧是个十分麻烦的问题。此外，鲜少有方法能够同时处理不同浓度的硫酸废液，因此，开发一种能够同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法是具有重要有意义的。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法。该方法不仅能够同时处理不同浓度的硫酸废液，还能不断地循环处理电极箔硫酸废液，并同时产出副产品硫酸铝和石膏，达到了最大程度回收电极箔硫酸废液中有用资源的目的，而且具有显著的经济效益和环境效益。
为实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：用石灰乳中和废硫酸A，过滤得中和渣；
S2：用废硫酸B溶解中和渣，过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙；
S3：粗硫酸钙加水清洗，过滤得到石膏和滤液；
S4：对滤液重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放；
所述废硫酸A为低浓度电极箔硫酸废液，废硫酸A中：铝离子的浓度为0.20～0.50mol/L，硫酸根的浓度为0.80～1.25mol//L；所述废硫酸B为高浓度电极箔硫酸废液，废硫酸B中：铝离子的浓度为0.40～0.70mol/L，硫酸根的浓度为3.70～4.50mol/L。
该处理方法利用中和反应沉淀低浓度电极箔硫酸废液中的铝离子和硫酸根得到氢氧化铝和硫酸钙沉淀，接着再次利用中和反应通过高浓度电极箔硫酸废液溶解氢氧化铝得到硫酸铝溶液，硫酸铝溶液可作为净水剂得到二次利用，而硫酸钙沉淀则通过水洗洗去附着的少量硫酸铝和硫酸杂质，达到提高其纯净度的目的，进而作为石膏产品进行使用。
本发明的处理方法利用中和反应、过滤和水洗操作，并结合巧妙的设计实现了同时处理不同浓度电极箔硫酸废液的目的，并且得到了附加价值高的副产品硫酸铝和石膏，不仅环保而且还具有巨大的经济价值。
优选地，所述废硫酸A中：铝离子的浓度为0.30～0.45mol/L，硫酸根的浓度为0.90～1.10mol//L。
优选地，所述废硫酸B中：铝离子的浓度为0.45～0.65mol/L，硫酸根的浓度为3.80～4.40mol/L。
优选地，所述步骤S1中的中和渣中氧化铝质量分数为6.00～12.00％，硫酸钙质量分数为35.00～45.00％。
优选地，所述步骤S2中的硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数＞6.50％。
优选地，所述步骤S3中的石膏里的氧化铝质量分数＜0.10％。
优选地，所述步骤S1具体为：在中和池中加入废硫酸A和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为6.5～7.5，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣。
优选地，所述步骤S2具体为：将中和渣和废硫酸B加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙。
优选地，所述步骤S3具体为：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液。
优选地，所述步骤S4具体为：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，能够同时处理不同浓度的硫酸废液，还能不断地循环处理不达标的电极箔硫酸废液直至其达标，另外，本发明的处理方法产出了副产品硫酸铝溶液和石膏，实现了废物的二次利用，达到了最大程度回收电极箔硫酸废液中有用资源的目的，而且具有显著的经济效益和环境效益。
附图说明
图1为实施例1的一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
根据国标GB 31060-2014《水处理剂硫酸铝》检测中和渣、硫酸铝溶液和石膏中氧化铝的质量分数，并用氧化铝质量分数作为中和渣、硫酸铝溶液和石膏的质量指标。
实施例1
本实施例提供一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.20mol/L，硫酸根的浓度为0.80mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为6.30％，硫酸钙质量分数为43.70％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.70mol/L，硫酸根的浓度为4.50mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为6.58％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.03％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
实施例2
本实施例提供一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.50mol/L，硫酸根的浓度为1.25mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为9.33％，硫酸钙质量分数为40.67％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.40mol/L，硫酸根的浓度为3.70mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为6.63％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.02％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
实施例3
本实施例提供一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.30mol/L，硫酸根的浓度为0.90mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为8.02％，硫酸钙质量分数为41.97％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.65mol/L，硫酸根的浓度为4.40mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为7.25％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.02％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
实施例4
本实施例提供一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.45mol/L，硫酸根的浓度为1.10mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为9.50％，硫酸钙质量分数为40.50％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.45mol/L，硫酸根的浓度为3.80mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为6.84％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.01％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
实施例5
本实施例提供一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.45mol/L，硫酸根的浓度为0.90mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为11.14％，硫酸钙质量分数为38.85％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.65mol/L，硫酸根的浓度为4.40mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为8.24％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.03％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
对比例1
本对比例提供一种处理电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.15mol/L，硫酸根的浓度为0.70mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为5.47％，硫酸钙质量分数为44.50％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.70mol/L，硫酸根的浓度为4.50mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为6.00％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.02％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
对比例2
本对比例提供一种处理电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.55mol/L，硫酸根的浓度为2.50mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为5.60％，硫酸钙质量分数为44.40％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.70mol/L，硫酸根的浓度为4.50mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为6.08％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.02％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
对比例3
本对比例提供一种处理电极箔硫酸废液的处理方法，包括以下步骤：
S1：在中和池中加入废硫酸A(铝离子的浓度为0.20mol/L，硫酸根的浓度为0.80mol//L)和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为7.0，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣(氧化铝质量分数为11.14％，硫酸钙质量分数为38.85％)；
S2：将中和渣和废硫酸B(铝离子的浓度为0.30mol/L，硫酸根的浓度为3.30mol//L)加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙，硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数为6.35％；
S3：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液，石膏里的氧化铝质量分数为0.02％；
S4：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
从本发明各实施例和对比例可知：
(1)在其它条件不变的情况下，废硫酸A中铝离子和硫酸根浓度过低或过高，均不能得到氧化铝质量分数＞6.50％的硫酸铝溶液；在其它条件不变的情况下，废硫酸B中铝离子和硫酸根浓度过低，也不能得到氧化铝质量分数＞6.50％的硫酸铝溶液；只有当废硫酸A、B中的铝离子和硫酸根浓度在合适范围内时，即废硫酸A中的铝离子浓度在0.20～0.50mol/L范围内、硫酸根浓度在0.80～1.25mol//L范围内，而废硫酸B中的铝离子浓度在0.40～0.70mol/L范围内、硫酸根浓度在3.70～4.50mol/L内时，才能得到氧化铝质量分数＞6.50％的硫酸铝溶液，满足国标GB 31060-2014的要求。
(2)从实施例3和实施例5可知，在其它条件不变的情况下，废硫酸A中铝离子的浓度越大，不仅中和渣的氧化铝质量分数越大，而且后续操作得到的硫酸铝溶液的氧化铝质量分数也越大。
(3)从实施例4可知，即使废硫酸A和B的铝离子浓度一样，只要废硫酸B的硫酸根浓度大于废硫酸A的硫酸根浓度，也能得到氧化铝质量分数＞6.50％的硫酸铝溶液，而且，这也并不违背本发明所述的废硫酸A为低浓度电极箔硫酸废液和废硫酸B为高浓度电极箔硫酸废液。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种同时处理高低浓度电极箔硫酸废液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：用石灰乳中和废硫酸A，过滤得中和渣；
S2：用废硫酸B溶解中和渣，过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙；所述硫酸铝溶液中氧化铝的质量分数＞6.50％；
S3：粗硫酸钙加水清洗，过滤得到石膏和滤液；
S4：对滤液重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放；
所述废硫酸A为低浓度电极箔硫酸废液，废硫酸A中：铝离子的浓度为0.20～0.50mol/L，硫酸根的浓度为0.80～1.25mol//L；所述废硫酸B为高浓度电极箔硫酸废液，废硫酸B中：铝离子的浓度为0.40～0.70mol/L，硫酸根的浓度为3.70～4.50mol/L。
2.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述废硫酸A中：铝离子的浓度为0.30～0.45mol/L，硫酸根的浓度为0.90～1.10mol//L。
3.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述废硫酸B中：铝离子的浓度为0.45～0.65mol/L，硫酸根的浓度为3.80～4.40mol/L。
4.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤S1中的中和渣中氧化铝质量分数为6.00～12.00％，硫酸钙质量分数为35.00～45.00％。
5.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤S3中的石膏里的氧化铝质量分数＜0.10％。
6.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：在中和池中加入废硫酸A和石灰乳进行中和反应，控制中和反应的终点pH为6.5～7.5，接着用压滤机进行固液分离，滤液达标排放，得到中和渣。
7.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：将中和渣和废硫酸B加入反应釜，溶解中和渣，进行真空过滤，得到硫酸铝溶液和粗硫酸钙。
8.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：将粗硫酸钙传送至石膏池并加水清洗，真空过滤并用水淋洗，得到石膏和滤液。
9.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：滤液加入中和池中，重复步骤S1～S3多次，直至滤液水质符合标准，进行排放。
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