CN207175684U - 从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统 - Google Patents

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王进坚
谢文艳
王启阳
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Abstract

本实用新型涉及一种从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其中包括废酸罐、过滤器、蒸炼器、加热器、冷凝器、冷却真空结晶罐和离心过滤器,所述废液罐经过所述过滤器与所述蒸炼器相连通,所述加热器与所述蒸炼器连通,所述加热器用于对废液循环加热,所述冷凝器位于所述蒸炼器的出气端,所述冷却真空结晶罐与所述蒸炼器的底部出口端相连通,所述离心过滤器与所述冷却真空结晶罐的出口相连通。将本实用新型具有降低废液对环境的污染,节能减排的同时还可提高经济效益的优点。

Description

从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及废液处理技术领域,尤其涉及盐酸酸洗废液处理技术领域,特别 是从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统。
背景技术
[0002]目前,大部分带钢企业,化工厂及电镀等行业在酸洗过程中,随着酸洗的进行,酸 浓度降低,铁离子含量增加,酸清洗能力下降,降到一定的数值后,酸洗液就变为废液,给生 态环境造成严重的污染。许多企业为达到环保排放要求,普遍采用中和法处理,即在废酸酸 洗液中加入一定比例的碱中和后排放。该处理方式既消耗碱,增加成本,又产生废渣,形成 二次污染。
[0003] 国内外针对钢材盐酸洗涤废液的常规处理方法有:(1)焙烧法;(2)离子树脂交换 法;C3)膜析处理法。这些方法处理的缺点是回收成本高,技术难度大,设备防爆等级高。其 中焙烧法设备投资大,能耗高,不适用于中小型企业,离子交换树脂法提炼出的提取物浓度 较低,基本没有再回用价值。膜析处理法中膜投入大,且容易造成堵塞,给设备的检修带来 了极大的困难。
[0004] 因此,如何提供既能同时从盐酸酸洗废液蒸炼出盐酸,氯化亚铁或硫酸亚铁,又能 零排放污水,且成本低,结构简单的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,成为 业界亟待解决的技术难题。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的,提供了一种能够实现将盐酸酸洗废液同时蒸炼出盐酸,氯化 亚铁或硫酸亚铁及零排放污水、结构简单、低成本的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化 合物的系统。
[0006] 本实用新型公开了:
[0007] —种从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在于:包括废酸罐、 过滤器、加热器、蒸炼器、冷凝器、冷却真空结晶罐以及离心过滤器。所述废液罐用于存储废 液;所述过滤器用于对所述废液进行过滤;所述废液罐中的废液通过所述过滤器过滤后输 送至蒸炼器;所述加热器与所述蒸炼器连通,所述加热器用于对所述蒸炼器中废液循环加 热;所述蒸炼器用于对废液进行气液分离,未挥发的废液在所述蒸炼器中浓缩提纯为母液; 所述冷凝器与所述蒸炼器的出气端连通;所述冷凝器用于将所述蒸炼器中挥发的气体消除 气浊,并使气体冷凝后变液体;所述冷却真空结晶罐与所述蒸炼器的底部出口端相连通,所 述冷却真空结晶罐用于对所述蒸炼器输送来的母液进行结晶处理;所述离心过滤器与所述 冷却真空结晶罐的出口相连通,所述离心过滤器用于对所述冷却真空结晶罐输送过来的母 液和结晶进行分离。进一步地,所述蒸炼器为真空蒸炼器。
[0008] 上述方案中,所述的离心过滤器的出口还与所述废液罐相连通,用于将所述离心 过滤器分离出的母液送回至所述废液罐。
[0009] 上述方案中,所述过滤器和所述废液罐之间还设有沉淀池,所述沉淀池对所述废 液罐输送过来的废液进行沉淀去除杂质,然后将沉淀后的废液再输送给所述过滤器进行过 滤。
[0010] 上述方案中,还包括混配槽,所述混配槽分别与所述过滤器通过和所述蒸炼器相 连通,过滤后的废液送至所述混配槽中与所述混配槽中的硫酸和助剂混合后再输送至所述 蒸炼器。
[0011] 上述方案中,还包括捕液器,所述捕液器与所述冷凝器的出口相连通。
[0012] 上述方案中,所述捕液器与水力喷射器相连接,所述水力喷射器用于产生负压真 空。根据废液中氯化氢易挥发和易溶于水的特性及铁离子在盐酸溶液中溶解度的规律,采 用蒸汽间接循环加热,使氯化氢气体蒸发并循环冷却,使其冷凝成为液体,采用抽真空原理 降低蒸发温度,提炼出纯度较高的盐酸可再次回用。
[0013] 上述方案中,包括盐酸回用储罐,所述盐酸回用储罐与所述捕液器的出口相连通。
[0014] 上述方案中,所述废酸罐中的废酸含有铝离子、锌离子、铁离子、锡离子、铜离子、 铬离子、锰离子、钛离子、镍离子和钴离子中的至少一种。
[0015] 本实用新型从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的具体是这样实现的:
[0016] (1)使用栗使废酸从废酸罐依次经过过滤器进入蒸炼器;
[0017] ⑵对蒸炼器中废酸进行加热;
[0018] (3)蒸炼器的顶部通过管道将混合气体送入冷凝器中冷凝,得到酸液;
[0019] ⑷蒸炼器的底部的浓缩液输送至冷却真空结晶罐后再经过离心过滤器进行离心 分离,得到金属氯化物晶体和浓缩母液。
[0020] 还可以:
[0021] (1)使用泵使废酸从废酸罐进入过滤器;
[0022] ⑵过滤后的酸液送至混配槽,所述混配槽中有硫酸和助剂;
[0023] ⑶混配后的酸液进入蒸炼器;
[0024] ⑷蒸炼器的顶部通过管道将混合气体送入冷凝器中冷凝,得到酸液;
[0025] 蒸炼器的底部的浓缩液输送至冷却真空结晶罐后再经过离心过滤器进行离心 分离,得到金属氯化物晶体。
[0026]还可,将所述离心过滤器离心分离后得到的液体回流至所述废酸罐,然后再重复 上述步骤。
[0027] 其中,所述蒸炼器内绝对真空度为0 • 07—0 • 08Mpa,蒸发温度控制在6〇—90度。 [0028]本实用新型具有以下优点:
[0029] 1、本实用新型采用蒸汽循环加热,负压蒸发,一是节省能耗,二是降低蒸发温度, 三是提高蒸发速度,四是降低物料的残留结垢,五是提高了提炼的纯度。采用该技术处理的 废酸液可回收90%以上的盐酸。使Fe2+基本以Fecl2固体形式析出,并提取到含量为90%左 右的氯化亚铁或硫酸亚铁。该过程中蒸汽消耗量小,汽液比为1:4.5左右,基本实现废酸液 的零排放,为企业节约成本,增加收入,减少污染。
[0030] 2、通过本实用新型从废酸酸液中提炼出不含铁盐的纯净盐酸,又从金属铁离子中 提取出氯化亚铁晶体或者合成硫酸亚铁晶体。本实用新型改变传统单一的提取方式,根据 企业的不同需求可将盐酸酸洗废液同时蒸炼出盐酸,氯化亚铁或硫酸亚铁,盐酸经配比调 整浓度后可重新投入到酸洗中使用,提高了环保效益和经济效益。
[0031] 3、基于废酸液中的铁离子是极难挥发的固相物质,而盐酸则为蒸发点极低的物 质,也称可挥发性液体,在废液受热蒸发这一过程中,金属盐类与部分母液沉淀于釜底,不 同的处理法可结晶为氯化亚铁晶体或者硫酸亚铁晶体,做到一种装置多种使用,以满足企 业不同的需求。
附图说明
[0032]图1为本实用新型的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统的结构示意 图。
具体实施方式
[0033]为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容,下面结合附图对本实实用新型进 一步的说明。
[0034] 实施例一(提取盐酸)
[0035] 结合附图1可知,首先在废酸罐存储一定量的的盐酸酸洗废液,盐酸酸洗废液通过 循环栗送至沉淀池沉淀,盐酸酸洗废液在沉淀池进行杂质初步沉淀后,经过栗将沉淀后的 盐酸酸洗废液送至过滤器过滤,过滤后的盐酸酸洗废液由泵送至真空蒸炼器,真空蒸炼器 的酸液通过循环泵送至蒸汽加热器强制循环加热。真空蒸炼器的出气端(顶部)通过管道将 混合气体送至冷凝器冷凝,生成酸液,部分气体在捕液器中进行气液分离,所得液体与冷凝 器中所得盐酸液体一并流入盐酸回用储罐。
[0036]实施例二㈧(提取氯化亚铁)
[0037]结合附图1可知,首先在废酸罐存储一定量的的盐酸酸洗废液,盐酸酸洗废液通过 循环栗送至沉淀池沉淀,盐酸酸洗废液在沉淀池进行杂质初步沉淀后,经过泵将沉淀后的 盐酸酸洗废液送至过滤器过滤,过滤后的盐酸酸洗废液由泵送至真空蒸炼器,真空蒸炼器 的酸液通过循环栗送至蒸汽加热器强制循环加热。
[0038] 真空蒸炼器的出气端(顶部)通过管道将混合气体送至冷凝器冷凝,生成酸液,部 分气体在捕液器中进行气液分离,所得液体与冷凝器中所得盐酸液体一并流入盐酸回用储 罐。
[0039] 真空蒸炼器的底部所得的浓缩液输送至冷却真空结晶罐再经过离心过滤器进行 离心分离,提取到氯化亚铁晶体,离心分离后的部分母液回流至废酸罐进行循环提炼。
[0040] 实施例二⑻(提取硫酸亚铁)
[0041] 结合附图1可知,废酸罐中的盐酸酸洗废液经过泵送至沉淀池沉淀掉部分杂质后, 通过栗打入过滤器,过滤后的酸液再送至混配槽,按硫酸摩尔比为1:0.7一1:1.5及助巧为 0.08—0.5%。进行混配后通过泵输送至真空蒸炼器。真空蒸炼器连接蒸汽加热器并进行抽 真空强制循环加热,受热后的氯化氢气体从蒸炼器的出气端(顶部)通过管道^塔混合气体送 至冷凝器冷凝进,通过冷凝器冷却循环,生成酸液,部分气体在捕液器中进行气液分离,所 得液体与冷凝器中所得盐酸液体一并流入盐酸回用储罐。 > __
[0042] 蒸炼器底部出口端的母液则送至冷却真空结晶罐,再打入离心过滤器进行离心处 理,得到硫酸亚铁结晶体。部分母液流回废酸罐进行循环提炼。
[0043] 注:1,蒸炼器内绝对真空度为0 . 〇7—0 • 08Mpa,蒸发温度控制在60—90度;2,在混 配槽装置中安装阀门开关,流量计,以调节流量;3,循环冷却温度控制在20—40度;
[0044]废酸罐的出口端通过泵连接沉淀池的进口端,沉淀池的出口处连接过滤器的进口 端,在实施例一,二(A)的步骤时,过滤器通过泵连接真空蒸炼器第一进口端。(在实施例二 (B)步骤时过滤器通过泵连接硫酸+助剂的混配槽,并安装阀门开关和流量控制表控制流 量,混配槽通过管道连接至真空蒸炼器。)
[0045]真空蒸炼器的顶部出口端通过管道连接冷凝器的进口端,冷凝器的侧端连接捕液 器的进口端。捕液器的侧壁连接水力喷射器进行水力喷射产生负压抽真空。真空蒸炼器的 侧端,通过管道连接蒸汽加热器的进口端,蒸汽加热器的出口端连接真空蒸炼器进口端进 行强制循环蒸发,蒸汽加热器的进口端连接蒸汽管道。冷凝器在底部出口端排除冷凝水。真 空蒸炼器的底部出口端通过管道连接冷却真空结晶罐的进口,冷却真空结晶罐的出口端连 接离心过滤器的进口端,离心过滤器的第一出口端通过管道连接废酸罐的进口端进行循环 提取,,离心过滤器的第二出口端连接氯化亚铁晶体或者硫酸亚铁晶体。
[0046]本实用新型也适用于下列金属离子的盐酸酸洗废液:铝(AL3+)、锌(Zn2+)、铁(Fe2+, Fe3+)锡(Sn2+,Sn4+)、铜(Cu2+)、铬(Cr3+)、锰(Mn2+)、钛(Ti4+)、镍(Ni2+)、钴(Co2+,Co3+)。
[0047]使用本实用新后,某钢洗盐酸废液日处理量为1〇〇吨,根据检验结果为盐酸含量 5%,铁离子含量为27%,经本工艺提取后结果为:盐酸提取物为20吨,含量为15%—18%之 间,回收率为90%以上。氯化亚铁或硫酸亚铁提取物为25吨,回收率为92%以上。
[0048]在此说明书中,本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以 作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是 说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1. 一种从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在于:包括 废酸罐,所述废液罐用于存储废液; 过滤器,所述过滤器用于对所述废液进行过滤;所述废液罐中的废液通过所述过滤器 过滤后输送至蒸炼器; 加热器,所述加热器与所述蒸炼器连通,所述加热器用于对所述蒸炼器中废液循环加 热; 所述蒸炼器用于对废液进行气液分离,未挥发的废液在所述蒸炼器中浓缩提纯为母 液; 冷凝器,所述冷凝器与所述蒸炼器的出气端连通;所述冷凝器用于将所述蒸炼器中挥 发的气体消除气浊,并使气体冷凝后变液体; 冷却真空结晶罐,所述冷却真空结晶罐与所述蒸炼器的底部出口端相连通,所述冷却 真空结晶罐用于对所述蒸炼器输送来的母液进行结晶处理; 离心过滤器,所述离心过滤器与所述冷却真空结晶罐的出口相连通,所述离心过滤器 用于对所述冷却真空结晶罐输送过来的母液和结晶进行分离。
2. 根据权利要求1所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,所述的离心过滤器的出口与所述废液罐相连通,所述的离心过滤器用于将分离出的母 液送回至所述废液罐。
3. 根据权利要求1所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,还包括混配槽,所述混配槽分别与所述过滤器通过和所述蒸炼器相连通,所述过滤器过 滤后的废液送至所述混配槽中与所述混配槽中的硫酸和助剂混合后再输送至所述蒸炼器。
4. 根据权利要求1所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,所述过滤器和所述废液罐之间还设有沉淀池,所述沉淀池对所述废液罐输送过来的废 液进行沉淀去除杂质,然后将沉淀后的废液再输送给所述过滤器进行过滤。
5. 根据权利要求3所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,所述过滤器和所述废液罐之间还设有沉淀池,所述沉淀池对所述废液罐输送过来的废 液进行沉淀去除杂质,然后将沉淀后的废液再输送给所述过滤器进行过滤。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统, 其特征在于,还包括捕液器,所述捕液器与所述冷凝器的出口相连通。
7. 根据权利要求6所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,所述捕液器与水力喷射器相连接,所述水力喷射器用于产生负压真空。
8. 根据权利要求6所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,包括盐酸回用储罐,所述盐酸回用储罐与所述捕液器的出口相连通。
9. 根据权利要求6所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系统,其特征在 于,所述蒸炼器为真空蒸炼器。
10. 根据权利要求1至5任一项所述的从盐酸酸洗废液中回收盐酸和金属化合物的系 统,其特征在于,所述蒸炼器为真空蒸炼器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109231603A (zh) * 2018-11-21 2019-01-18 江苏南大环保科技有限公司 在粘胶纤维生产工艺中协同处置酸性废液的方法及装置

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