CN207862100U - 一种含重金属的酸洗废液资源化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含重金属的酸洗废液资源化系统，属于危险废弃物资源化领域。针对现有技术中存在含铁、锌和铅三种重金属的酸洗废液回收难度较高的问题，本实用新型提供了一种含重金属的酸洗废液资源化系统；所述系统包括萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置，萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置和固液分离装置依次相连，萃取装置和蒸发装置相连。所述方法包括以下步骤：萃取铁和锌、反萃取回收铁盐、反萃取回收锌盐、萃取剂回用、蒸发回收盐酸和回收铅盐。本实用新型可以实现含重金属的酸洗废液的资源化，从而分别回收得到高纯度的氢氧化铁、氢氧化锌、盐酸和氯化铅。

Description

一种含重金属的酸洗废液资源化系统

技术领域

本实用新型属于危险废弃物资源化领域，具体地说，涉及一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法。

背景技术

酸作为清洗剂在冶金、机械等行业得到广泛应用，如金属制品加工业，需要大量的酸进行表面清洗或腐蚀处理，目前大部分企业主要采用盐酸作为清洗液，当酸液中的金属离子达到一定浓度后，其清洗、腐蚀效果显著下降而成为酸洗废液。酸洗废液酸性强、浓度高、产生量大、易形成酸雾，如不对其进行妥善处理，不仅会严重污染环境，也会造成资源的极大浪费。

酸洗废液主要元素含量为：Fe²⁺含量70±5g/L、Fe³⁺含量30±5g/L、Zn²⁺含量5±1g/L、Pb²⁺含量3±1g/L。传统处理方法是采用NaOH或Ca(OH)₂进行中和处理，中和后虽然pH值可以达到要求，但其余各项指标很难达标，而且产生的大量泥渣含有金属盐类，脱水困难、不易干燥、处理难度大，大部分情况是堆积待处理，占用大量土地，同时浪费了大量的金属和酸。除此之外，还有其他的处理方法，如膜处理法、高温焙烧法。膜处理法能够高效回收酸和金属盐，酸回收率高、纯度高，但是处理量小，预处理要求高，膜组件容易污染，处置成本高。高温焙烧法投资大，设备占地面积大，对设备的设计、管理、控制和耐腐蚀的要求高，运行成本高，消耗大量冷却水、电、燃料，因此仅适合于大型企业，不适合于中小型企业。

经检索，目前关于酸洗废液萃取回收和蒸发回收的研究已有公开，如中国发明专利，公开号：CN105696010A，公开日：2016年6月22日，公开了一种含铁含锌废盐酸溶液的回收利用方法，其技术方案为向含锌酸洗废液中加入铁屑或者铁片，将废液中的三价铁还原为二价铁，再向其中加入由N235、异辛醇、磺化煤油组成的萃取剂萃取锌，得到萃余液为氯化亚铁溶液，含锌的负载有机相经反萃将锌转至反萃液，萃取有机相重复利用，反萃液分段加碱处理，获得氢氧化锌，反萃液重复利用。该专利主要针对含铁含锌的酸洗废水，其投加的由 N235、异辛醇、磺化煤油组成的萃取剂能够将锌和铁分离，但需要额外投入铁屑或铁片来还原废液中三价铁进一步制得氯化亚铁，这个三价铁还原过程需要严格控制设备中的氧化性物质含量，这不仅增加了生产成本，而且萃取后的产物氯化亚铁的稳定性较差，其又极易氧化成氯化铁；此外萃取剂无法对铅离子进行回收，且萃取剂中N235和磺化煤油的毒性较大；因此采用该专利方案无法实现对含铁、含锌和含铅的酸洗废水进行处理及回收。

又如中国发明专利，公开号：CN106430100A，公开日：2017年2月22日，公开了一种含铁废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备及方法，其技术方案为将待处理的含铁废酸液输送至热交换器加热，再将加热后的含铁废酸液输送至配料罐，向配料罐中加入氯化亚铁晶体，得到氯化亚铁溶液，再将氯化亚铁溶液输送至蒸发反应釜，蒸发反应釜加热蒸发，蒸发产生的含酸蒸汽经排气管与热交换器发生热交换后进入HCl收集罐，蒸发后的浓缩液被输送至结晶釜，结晶釜冷却结晶，固液分离罐对结晶后形成的氯化亚铁溶液和氯化亚铁晶体进行分离，分别收集分离后的氯化亚铁溶液和氯化亚铁晶体。该专利将含铁废酸液直接蒸发，分别回收盐酸和氯化亚铁，这种方法只适合于含有单一金属的废酸液，如果含有铅锌等其他金属，直接蒸发后剩余的的产物很难进一步分离，得到产物的纯度较低，经济性也较差。

实用新型内容

1、要解决的问题

针对现有技术中存在含铁、锌和铅三种重金属的酸洗废液回收难度较高的问题，本实用新型提供了一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法。它可以回收制得氢氧化铁、氢氧化锌、盐酸和氯化铅，实现危险废弃物的资源化。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种含重金属的酸洗废液资源化系统，包括萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置，所述搅拌装置包括搅拌装置A和搅拌装置B，所述固液分离装置包括固液分离装置A和固液分离装置B；所述萃取装置、所述鼓泡装置、所述搅拌装置A、所述固液分离装置A、所述搅拌装置B及所述固液分离装置B依次相连，所述萃取装置和所述蒸发装置相连。

优选地，所述萃取装置的内壁上沿着内壁纵向上设有多个固定环，相邻两个固定环之间设有转盘，所述转盘固定在所述萃取装置的中心轴上，萃取时转盘随中心轴高速转动，产生的剪切力迫使液体分散性破裂成许多细小液滴，并在液体内产生强烈的涡旋运动，增大相际接触面积和传质系数，有利于提高萃取效率；所述萃取装置的第一进料口通过液体泵与萃取剂储罐相连，所述萃取装置的第二进料口通过液体泵与酸洗废液储罐相连。

优选地，所述鼓泡装置的进料口通过液体泵与所述萃取装置的第一出料口相连；所述鼓泡装置内设有气体分布器，鼓入的氧化性气体可以充分与液体混合，达到完全氧化的目的；所述鼓泡装置的第一出气口通过气体泵与气体缓冲罐相连，所述气体缓冲罐与所述鼓泡装置的第二进气口相连。

优选地，所述搅拌装置A的第一进料口通过液体泵与所述鼓泡装置的出料口相连，所述搅拌装置A的第二进料口通过液体泵与碱液储罐A相连。所述搅拌装置A采用耐酸耐碱的反应釜，釜底采用椭圆底结构，有利于混合液的排出，搅拌装置A内部设有U型聚四氟乙烯搅拌桨，可以同时起到耐酸碱和搅拌均匀的作用。

优选地，所述固液分离装置A的第一进料口通过液体泵与所述搅拌装置A的出料口相连，固体收集装置A置于所述固液分离装置A的出料口的下方，液体收集槽A置于所述固液分离装置A的下方。所述固液分离装置A采用板框压滤方法，可以实现固体与液体的有效分离。

优选地，所述搅拌装置B的第一进料口通过液体泵与液体收集槽A相连，所述搅拌装置 B的第二进料口通过液体泵与碱液储罐B相连。所述搅拌装置B采用耐酸耐碱的反应釜，釜底采用椭圆底结构，有利于混合液的排出，搅拌装置B内部设有U型聚四氟乙烯搅拌桨，可以同时起到耐酸碱和搅拌均匀的作用。

优选地，所述固液分离装置B的第一进料口通过液体泵与搅拌装置B的出料口相连，所述固体收集装置B置于所述固液分离装置B的出料口的下方，液体收集槽B置于所述固液分离装置B的下方，所述液体收集槽B通过液体泵与所述萃取装置的第一进料口相连。所述固液分离装置B采用板框压滤方法，可以实现固体与液体的有效分离。

优选地，所述蒸发装置的进料口通过液体泵与所述萃取装置的第二出料口相连，冷凝装置的进气口通过气体泵与所述蒸发装置的出气口相连，冷却水储罐通过液体泵与冷凝装置的进水口相连，所述冷却水储罐通过液体泵与所述冷凝装置的进水口相连，冷凝装置和冷却水储罐形成循环，持续流动的冷却水将气体降温冷凝变成液体，当冷却水不足时，可通过外界进行补充；所述冷凝装置的出水口通过液体泵与所述冷却水储罐相连，液体收集装置与所述冷凝装置相连，固体收集装置C与所述蒸发装置的出料口连通。

一种含重金属的酸洗废液资源化方法，其步骤为：

A、萃取铁和锌：由萃取剂储罐通过液体泵向萃取装置中加入萃取剂，同时由酸洗废液储罐通过液体泵向萃取装置中加入含重金属的酸洗废液，萃取剂在萃取剂储罐内从上往下流动，酸洗废液在萃取剂储罐内从下往上流动，两者逆向接触进行萃取；萃取后分为萃取层和萃余层，萃取层为含有铁和锌的萃取液，由液体泵转移至鼓泡装置中，萃余层为含铅的酸洗废液，由液体泵转移至蒸发装置中；

B、反萃取回收铁盐：由气体泵将气体缓冲罐中的氧化性气体持续鼓入鼓泡装置中，将萃取液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，氧化性气体在鼓泡装置内从下往上流动进行鼓泡反应，随后经鼓泡装置的第一出气口流回气体缓冲罐，形成氧化性气体循环；氧化反应结束后的萃取液，经鼓泡装置的出料口由液体泵转移至搅拌装置A中，由碱液储罐A通过液体泵向搅拌装置A中加入碱液，并进行搅拌混合反应制得第一混合液，然后将混合液经搅拌装置A的出料口由液体泵转移至固液分离装置A中，分离得到的氢氧化铁固体收集于固体收集装置A中，含有锌的萃取液排至液体收集槽A中；

C、反萃取回收锌盐：液体收集槽A中的萃取液经液体泵转移至搅拌装置B中，由碱液储罐B通过液体泵向搅拌装置B中加入碱液，并进行搅拌混合反应制得第二混合液，然后将混合液经搅拌装置B的出料口由液体泵转移至固液分离装置B中，分离得到的氢氧化锌固体收集于固体收集装置B中，不含铁锌的萃取液排至液体收集槽B中；

D、萃取剂回用：液体收集槽B中的不含铁锌的萃取液，经液体泵回流至萃取装置进行重复利用；

E、蒸发回收盐酸：含铅的酸洗废液在蒸发装置中进行加热，盐酸气体从酸洗废液中蒸发出来，经蒸发装置的出气口通过气体泵流入冷凝装置中，冷却水储罐中的冷却水通过液体泵流入冷凝装置中，将高温的盐酸气体冷凝成液体，液体收集于液体收集装置中，同时冷却水从冷凝装置的出水口流出，经液体泵流回冷却水储罐中，形成冷却水循环；

F、回收铅盐：蒸发装置中的盐酸气体蒸发结束后，待温度降至室温，剩余的氯化铅固体收集于固体收集装置C中。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型中含重金属的酸洗废液资源化系统包括萃取装置、鼓泡装置、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置，各装置间均通过液体泵连接，从而提高生产效率，实现企业效益的最大化，同时回收得到具有较高附加值的金属盐，实现危险废弃物的资源化；

(2)本实用新型中含重金属的酸洗废液资源化系统的萃取装置内壁上安装固定环，相邻两个固定环之间安装装盘，转盘固定在中心轴上，萃取时可以增大相际接触面积和传质系数，提高萃取效率；

(3)本实用新型中含重金属的酸洗废液资源化系统的固液分离装置可以实现混合液中固体和液体的进一步分离，有利于得到纯度较高的氢氧化铁、氢氧化锌产品；固液分离装置采用板框压滤方法，可以实现固体与液体的有效分离；

(4)本实用新型中含重金属的酸洗废液资源化系统的搅拌装置的反应釜，反应釜的底部纵截面为椭圆形，该结构有利于混合液的排出；同时搅拌装置内部设有U型聚四氟乙烯搅拌桨，可以同时起到耐酸碱和搅拌均匀的作用；

(5)本实用新型中含重金属的酸洗废液资源化系统的鼓泡装置，其气体分布器使得鼓入的氧化性气体可以充分与液体混合，达到完全氧化的目的；

(6)本实用新型中含重金属的酸洗废液资源化方法，通过萃取和蒸发方法相结合的方式，实现了含铁锌铅的酸洗废液的有效分离，从而回收得到高纯度的氢氧化铁、氢氧化锌、盐酸和氯化铅；采用氧化性气体回流、冷却水回流、萃取剂回用的方式，可以大大降低生产成本，提高效益。

附图说明

图1为本实用新型中一种含重金属的酸洗废液资源化系统的结构示意图；

图2为本实用新型中一种含重金属的酸洗废液资源化方法的流程图。

图中：1、萃取剂储罐；2、酸洗废液储罐；3、液体泵；4、萃取装置；5、鼓泡装置；6、气体泵；7、气体缓冲罐；8、搅拌装置A；9、碱液储罐A；10、固液分离装置A；11、固体收集装置A；12、液体收集槽A；13、搅拌装置B；14、碱液储罐B；15、固液分离装置B； 16、固体收集装置B；17、液体收集槽B；18、蒸发装置；19、冷凝装置；20、冷却水储罐； 21、固体收集装置C；22、液体收集装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

一种含重金属的酸洗废液资源化系统，包括萃取装置4、鼓泡装置5、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置18，所述搅拌装置包括搅拌装置A8和搅拌装置B13，所述固液分离装置包括固液分离装置A10和固液分离装置B15；所述萃取装置4、所述鼓泡装置5、所述搅拌装置A8、所述固液分离装置A10、所述搅拌装置B13及所述固液分离装置B15依次相连，所述萃取装置4和所述蒸发装置18相连。

所述萃取装置4的内壁上沿着内壁纵向上设有多个固定环，相邻两个固定环之间设有转盘，所述转盘固定在所述萃取装置的中心轴上；所述萃取装置4的第一进料口通过液体泵3 与萃取剂储罐1相连，所述萃取装置4的第二进料口通过液体泵3与酸洗废液储罐2相连。

所述鼓泡装置5的进料口通过液体泵3与所述萃取装置4的第一出料口相连；所述鼓泡装置5内设有气体分布器，所述鼓泡装置5的第一出气口通过气体泵6与气体缓冲罐7相连，所述气体缓冲罐7与所述鼓泡装置5的第二进气口相连。

所述搅拌装置A8的第一进料口通过液体泵3与所述鼓泡装置5的出料口相连，所述搅拌装置A8的第二进料口通过液体泵3与碱液储罐A9相连，所述搅拌装置A8内部设有U型搅拌桨。

所述固液分离装置A10的第一进料口通过液体泵3与所述搅拌装置A8的出料口相连，固体收集装置A11置于所述固液分离装置A10的出料口的下方，液体收集槽A12置于所述固液分离装置A10的下方。

所述搅拌装置B13的第一进料口通过液体泵3与液体收集槽A12相连，所述搅拌装置B13的第二进料口通过液体泵3与碱液储罐B14相连，所述搅拌装置B13内部设有U型搅拌桨。

所述固液分离装置B15的第一进料口通过液体泵3与搅拌装置B13的出料口相连，所述固体收集装置B16置于所述固液分离装置B15的出料口的下方，液体收集槽B17置于所述固液分离装置B15的下方，所述液体收集槽B17通过液体泵3与所述萃取装置4的第一进料口相连。

所述蒸发装置18的进料口通过液体泵3与所述萃取装置4的第二出料口相连，冷凝装置 19的进气口通过气体泵6与所述蒸发装置18的出气口相连，冷却水储罐20通过液体泵3与冷凝装置19的进水口相连，所述冷却水储罐20通过液体泵3与所述冷凝装置19的进水口相连，所述冷凝装置19的出水口通过液体泵3与所述冷却水储罐20相连，液体收集装置22与所述冷凝装置19相连，固体收集装置C21与所述蒸发装置18的出料口连通。

一种含重金属的酸洗废液资源化方法，其步骤为：

A、萃取铁和锌：由萃取剂储罐1通过液体泵3向萃取装置4中加入萃取剂，同时由酸洗废液储罐2通过液体泵3向萃取装置4中加入含重金属的酸洗废液，萃取剂在萃取剂储罐1内从上往下流动，酸洗废液在萃取剂储罐1内从下往上流动，两者逆向接触进行萃取；萃取后分为萃取层和萃余层，萃取层为含有铁和锌的萃取液，由液体泵3转移至鼓泡装置5中，萃余层为含铅的酸洗废液，由液体泵3转移至蒸发装置18中；步骤A中所述萃取剂为TBP， TBP的投加体积为萃取装置4容积的1/3-1/2，酸洗废液的投加体积为TBP的投加体积的0.5-1倍(具体应用时，可以选择0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等数值)，萃取时间为1-2h(具体应用时，可以选择1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h等数值)。

B、反萃取回收铁盐：由气体泵6将气体缓冲罐7中的氧化性气体持续鼓入鼓泡装置5 中，将萃取液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，氧化性气体在鼓泡装置5内从下往上流动进行鼓泡反应，步骤B中的氧化性气体为氧气和/或臭氧，鼓泡反应的时间为2-3h(具体应用时，可以选择2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3h等数值)，所选择的氧化性气体为常见气体，可以节约成本，鼓泡时间的选择是为了反应完全；随后经鼓泡装置5的第一出气口流回气体缓冲罐7，形成氧化性气体循环；氧化反应结束后的萃取液，经鼓泡装置5的出料口由液体泵3转移至搅拌装置A8中，由碱液储罐A9通过液体泵3向搅拌装置A8中加入碱液，并进行搅拌混合反应制得第一混合液，步骤B中碱液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，加入碱液将第一混合液的pH调节为1-3(具体应用时，可以选择1、2、3等数值)；所述搅拌混合反应中搅拌转速为200-400r/min(具体应用时，可以选择200r/min、220r/min、240r/min、 260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min、400r/min等数值)，搅拌时间为1-2h(具体应用时，可以选择1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、 1.9h、2h等数值)；然后将混合液经搅拌装置A8的出料口由液体泵3转移至固液分离装置A10 中，分离得到的氢氧化铁固体收集于固体收集装置A11中，含有锌的萃取液排至液体收集槽 A12中；

C、反萃取回收锌盐：液体收集槽A12中的萃取液经液体泵3转移至搅拌装置B13中，由碱液储罐B14通过液体泵3向搅拌装置B13中加入碱液，并进行搅拌混合反应制得第二混合液，步骤C中碱液为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，加入碱液将第二混合液的pH调节为5-8(具体应用时，可以选择5、6、7、8等数值)；所述搅拌混合反应中搅拌转速为200-400r/min(具体应用时，可以选择200r/min、220r/min、240r/min、260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、 340r/min、360r/min、380r/min、400r/min等数值)，时间为1-2h(具体应用时，可以选择1h、 1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h等数值)；然后将混合液经搅拌装置B13的出料口由液体泵3转移至固液分离装置B15中，分离得到的氢氧化锌固体收集于固体收集装置B16中，不含铁锌的萃取液排至液体收集槽B17中；

D、萃取剂回用：液体收集槽B17中的不含铁锌的萃取液，经液体泵3回流至萃取装置4 进行重复利用；

E、蒸发回收盐酸：含铅的酸洗废液在蒸发装置18中进行加热，盐酸气体从酸洗废液中蒸发出来，经蒸发装置18的出气口通过气体泵6流入冷凝装置19中，冷却水储罐20中的冷却水通过液体泵3流入冷凝装置19中，将高温的盐酸气体冷凝成液体，液体收集于液体收集装置22中，同时冷却水从冷凝装置19的出水口流出，经液体泵3流回冷却水储罐20中，形成冷却水循环；

F、回收铅盐：蒸发装置18中的盐酸气体蒸发结束后，待温度降至室温，剩余的氯化铅固体收集于固体收集装置C21中。

实施例1

本实施例中的含重金属的酸洗废液资源化系统及方法如下，参考图1、图2，向萃取装置 4中加入萃取剂TBP，TBP的投加量为萃取装置体积的1/3，同时向萃取装置4中加入含重金属的酸洗废液，酸洗废液的投加量为V(酸洗废液)：V(TBP)＝0.5：1，萃取1h。萃取结束后，转移至鼓泡装置5中，萃余层转移至蒸发装置18中。向鼓泡装置5中持续鼓入氧气，鼓泡时间为2h。反应结束后萃取液转移至搅拌装置A8中，向其中加入氢氧化钠溶液，调节pH＝1，搅拌转速为200r/min，时间为1h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置A10中，分离得到的氢氧化铁固体收集于固体收集装置A11中，含有锌的萃取液转移至搅拌装置B13中。向搅拌装置B13中加入氢氧化钠溶液，调节pH＝5，搅拌转速为200r/min，时间为1h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置B15中，分离得到的氢氧化锌固体收集于固体收集装置B16中，不含铁锌的萃取液回流至萃取装置4中。含铅的酸洗废液在蒸发装置18中进行加热，温度为200℃，时间为1h。盐酸气体进入冷凝装置19中，持续流动的冷却水将高温的盐酸气体冷凝成液体，液体收集于液体收集装置22中。蒸发装置18中的盐酸气体蒸发结束后，待温度降至室温，剩余的氯化铅固体收集于固体收集装置C21中。

本实施例中酸洗废液经萃取装置4的处理实现铁和锌的萃取并将萃余层的含铅中间产物通过蒸发装置18来蒸发回收盐酸及铅盐，同时萃取层的含铁和锌的萃取液经过反萃取铁处理沉淀回收铁盐和反萃取锌处理沉淀回收锌盐，反萃取锌处理后的萃取液回流至萃取装置4再次萃取铁和锌，实现萃取剂回用，经检测，回收的各种产物中，氢氧化铁纯度为81％，氢氧化锌纯度为85％，盐酸浓度为29％，氯化铅纯度为88％。

实施例2

一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法，参考图1、图2，向萃取装置4中加入萃取剂TBP，TBP的投加量为萃取装置体积的1/4，同时向萃取装置4中加入含重金属的酸洗废液，酸洗废液的投加量为V(酸洗废液)：V(TBP)＝0.7：1，萃取1.5h。萃取结束后，转移至鼓泡装置5中，萃余层转移至蒸发装置18中。向鼓泡装置5中持续鼓入臭氧，鼓泡时间为 3h。反应结束后萃取液转移至搅拌装置A8中，向其中加入氢氧化钾溶液，调节pH＝3，搅拌转速为400r/min，时间为2h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置A10中，分离得到的氢氧化铁固体收集于固体收集装置A11中，含有锌的萃取液转移至搅拌装置B13中。向搅拌装置B13中加入氢氧化钾溶液，调节pH＝6，搅拌转速为300r/min，时间为1.5h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置B15中，分离得到的氢氧化锌固体收集于固体收集装置B16中，不含铁锌的萃取液回流至萃取装置4中。含铅的酸洗废液在蒸发装置18中进行加热，温度为 300℃，时间为2h。盐酸气体进入冷凝装置19中，持续流动的冷却水将高温的盐酸气体冷凝成液体，液体收集于液体收集装置22中。蒸发装置18中的盐酸气体蒸发结束后，待温度降至室温，剩余的氯化铅固体收集于固体收集装置C21中。

本实施例中酸洗废液经萃取装置4的处理实现铁和锌的萃取并将萃余层的含铅中间产物通过蒸发装置18来蒸发回收盐酸及铅盐，同时萃取层的含铁和锌的萃取液经过反萃取铁处理沉淀回收铁盐和反萃取锌处理沉淀回收锌盐，反萃取锌处理后的萃取液回流至萃取装置4再次萃取铁和锌，实现萃取剂回用，经检测，回收的各种产物中，氢氧化铁纯度为83％，氢氧化锌纯度为79％，盐酸浓度为31％，氯化铅纯度为85％。

实施例3

一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法，参考图1、图2，向萃取装置4中加入萃取剂TBP，TBP的投加量为萃取装置体积的1/2，同时向萃取装置4中加入含重金属的酸洗废液，酸洗废液的投加量为V(酸洗废液)：V(TBP)＝0.8：1，萃取2h。萃取结束后，转移至鼓泡装置5中，萃余层转移至蒸发装置18中。向鼓泡装置5中持续鼓入氧气和臭氧的混合气体，鼓泡时间为2.5h。反应结束后萃取液转移至搅拌装置A8中，向其中加入氢氧化钠和氢氧化钾的混合溶液，调节pH＝2，搅拌转速为300r/min，时间为1.5h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置A10中，分离得到的氢氧化铁固体收集于固体收集装置A11中，含有锌的萃取液转移至搅拌装置B13中。向搅拌装置B13中加入氢氧化钠溶液，调节pH＝8，搅拌转速为400r/min，时间为2h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置B15中，分离得到的氢氧化锌固体收集于固体收集装置B16中，不含铁锌的萃取液回流至萃取装置4中。含铅的酸洗废液在蒸发装置18中进行加热，温度为270℃，时间为1.5h。盐酸气体进入冷凝装置19 中，持续流动的冷却水将高温的盐酸气体冷凝成液体，液体收集于液体收集装置22中。蒸发装置18中的盐酸气体蒸发结束后，待温度降至室温，剩余的氯化铅固体收集于固体收集装置 C21中。

本实施例中酸洗废液经萃取装置4的处理实现铁和锌的萃取并将萃余层的含铅中间产物通过蒸发装置18来蒸发回收盐酸及铅盐，同时萃取层的含铁和锌的萃取液经过反萃取铁处理沉淀回收铁盐和反萃取锌处理沉淀回收锌盐，反萃取锌处理后的萃取液回流至萃取装置4再次萃取铁和锌，实现萃取剂回用，经检测，回收的各种产物中，氢氧化铁纯度为84％，氢氧化锌纯度为82％，盐酸浓度为30％，氯化铅纯度为86％。

实施例4

一种含重金属的酸洗废液资源化系统及方法，参考图1、图2，向萃取装置4中加入萃取剂TBP，TBP的投加量为萃取装置体积的1/3，同时向萃取装置4中加入含重金属的酸洗废液，酸洗废液的投加量为V(酸洗废液)：V(TBP)＝1：1，萃取2h。萃取结束后，转移至鼓泡装置5中，萃余层转移至蒸发装置18中。向鼓泡装置5中持续鼓入臭氧，鼓泡时间为 3h。反应结束后萃取液转移至搅拌装置A8中，向其中加入氢氧化钾溶液，调节pH＝2，搅拌转速为300r/min，时间为2h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置A10中，分离得到的氢氧化铁固体收集于固体收集装置A11中，含有锌的萃取液转移至搅拌装置B13中。向搅拌装置B13中加入氢氧化钠和氢氧化钾混合溶液，调节pH＝7，搅拌转速为300r/min，时间为 1.5h。反应结束后的混合液转移至固液分离装置B15中，分离得到的氢氧化锌固体收集于固体收集装置B16中，不含铁锌的萃取液回流至萃取装置4中。含铅的酸洗废液在蒸发装置18 中进行加热，温度为280℃，时间为2h。盐酸气体进入冷凝装置19中，持续流动的冷却水将高温的盐酸气体冷凝成液体，液体收集于液体收集装置22中。蒸发装置18中的盐酸气体蒸发结束后，待温度降至室温，剩余的氯化铅固体收集于固体收集装置C21中。

本申请方案则是利用萃取和蒸发的组合方法，将铁、锌、铅和盐酸完全分离，从而得到高纯度的氢氧化铁、氢氧化锌、盐酸和氯化铅，经济性较好；同时本申请方案中酸洗废液含有铅，所含金属元素不同，萃取方法因此也不同，需要先投加TBP作为萃取剂萃取铁锌，与含铅酸洗废液分离，再投加碱液调节pH分离铁和锌。

本实施例中酸洗废液经萃取装置4的处理实现铁和锌的萃取并将萃余层的含铅中间产物通过蒸发装置18来蒸发回收盐酸及铅盐，同时萃取层的含铁和锌的萃取液经过反萃取铁处理沉淀回收铁盐和反萃取锌处理沉淀回收锌盐，反萃取锌处理后的萃取液回流至萃取装置4再次萃取铁和锌，实现萃取剂回用，经检测，回收的各种产物中，氢氧化铁纯度为82％，氢氧化锌纯度为84％，盐酸浓度为28％，氯化铅纯度为87％。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种含重金属的酸洗废液资源化系统，包括萃取装置(4)、鼓泡装置(5)、搅拌装置、固液分离装置和蒸发装置(18)，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌装置A(8)和搅拌装置B(13)，所述固液分离装置包括固液分离装置A(10)和固液分离装置B(15)；所述萃取装置(4)、所述鼓泡装置(5)、所述搅拌装置A(8)、所述固液分离装置A(10)、所述搅拌装置B(13)及所述固液分离装置B(15)依次相连，所述萃取装置(4)和所述蒸发装置(18)相连。

2.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述萃取装置(4)的内壁上沿着内壁纵向上设有多个固定环，相邻两个固定环之间设有转盘，所述转盘固定在所述萃取装置的中心轴上；所述萃取装置(4)的第一进料口通过液体泵(3)与萃取剂储罐(1)相连，所述萃取装置(4)的第二进料口与酸洗废液储罐(2)相连。

3.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述鼓泡装置(5)的进料口与所述萃取装置(4)的第一出料口相连；所述鼓泡装置(5)内设有气体分布器，所述鼓泡装置(5)的第一出气口通过气体泵(6)与气体缓冲罐(7)相连，所述气体缓冲罐(7)与所述鼓泡装置(5)的第二进气口相连。

4.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述搅拌装置A(8)的第一进料口与所述鼓泡装置(5)的出料口相连，所述搅拌装置A(8)的第二进料口与碱液储罐A(9)相连，所述搅拌装置A(8)内部设有U型搅拌桨。

5.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述固液分离装置A(10)的第一进料口与所述搅拌装置A(8)的出料口相连，固体收集装置A(11)置于所述固液分离装置A(10)的出料口的下方，液体收集槽A(12)置于所述固液分离装置A(10)的下方。

6.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述搅拌装置B(13)的第一进料口与液体收集槽A(12)相连，所述搅拌装置B(13)的第二进料口与碱液储罐B(14)相连，所述搅拌装置B(13)内部设有U型搅拌桨。

7.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述固液分离装置B(15)的第一进料口与搅拌装置B(13)的出料口相连，固体收集装置B(16)置于所述固液分离装置B(15)的出料口的下方，液体收集槽B(17)置于所述固液分离装置B(15)的下方，所述液体收集槽B(17)与所述萃取装置(4)的第一进料口相连。

8.根据权利要求1所述一种含重金属的酸洗废液资源化系统，其特征在于：所述蒸发装置(18)的进料口与所述萃取装置(4)的第二出料口相连，冷凝装置(19)的进气口通过气体泵(6)与所述蒸发装置(18)的出气口相连，冷却水储罐(20)通过液体泵(3)与冷凝装置(19)的进水口相连，所述冷却水储罐(20)与所述冷凝装置(19)的进水口相连，所述冷凝装置(19)的出水口通过液体泵(3)与所述冷却水储罐(20)相连，液体收集装置(22)与所述冷凝装置(19)相连，固体收集装置C(21)与所述蒸发装置(18)的出料口连通。