从含酸和盐的物料回收酸制造技术

一种用于从一种含酸和盐的溶液中回收和再生酸的改进的、节能的方法，包括向一个电渗析装置的第一分隔室供给一种含盐和第一种浓度的酸的溶液，向第二分隔室供给一种含水的液体，向该电渗析装置供应直流电以在第一分隔室中生成含盐和第二种浓度的酸的第一种产物，在第二分隔室中生成一种含水和增浓了相应量的酸的第二种产物，回收第一种产物，回收第二种产物，利用电渗析水分裂法从第一种产物中回收酸以转移至少一部分的盐到含酸的第三种产物中去，及回收第三种产物。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于从含酸和可溶性盐的物料回收酸的电渗析方法。更具体地说，本专利技术直接涉及从一种含有游离酸和可溶性盐的废生产液，如废酸洗液中回收混合酸，如HF和HNO3。用来从这样的物料中回收酸的方法是运用电渗析法来从该物料中回收游离酸和运用电渗析水分裂法从可溶性盐中再生酸。例如，酸洗浴是被用来除去金属如不锈钢表面的锅垢、氧化物和其它杂质的。这些酸洗液含有无机酸，如盐酸、硫酸、磷酸、硝酸和氢氟酸，而一般是它们的混合物。在使用过程中，酸洗液由于酸与氧化物、锅垢等的反应逐渐被消耗。最后，酸洗液变成一种含有混合盐和一些游离的(未反应的)酸的废液。必须相当多的钱来处理这些废液和更换酸。处理废生产液和更换酸浴一样，其经济效应都是很花钱的。还有，处理这些物料对环境所造成的影响也是件关系重大的事情。一种处理废酸洗液的方法要求用石灰来中和该液体以使金属值(metal values)和氟化物沉淀，然后把固体废物埋填，留下的可溶物在进一步处理后排出。然而这种处理方法花钱很多，而且因为它的毒性，特别是当它含有氟离子时，如不适当地处理会出现对环境的严重破坏。一些用于从含有上述同样物质的物料中回收游离酸的方法是公知的。它们包括a)扩散渗析法，b)用离子交换树脂的酸阻滞法和c)鲁思纳法(the Ruthner process)。扩散渗析法是指通过使酸从一个含有该液相的分隔室穿过一张隔膜转移到邻近的含水的分隔室使游离酸从液相中移出，其中转移的驱动力是穿过膜的酸的浓度梯度。酸阻滞法是指通过用一种离子交换树脂从该物料中吸附游离酸，把含酸的离子交换树脂从该物料中取出，然后用水洗涤该离子交换树脂使酸解吸。鲁思纳方法是指通过一种蒸发结晶方法使游离酸从一种液相中分离出来。上述所指的每种方法都有其主要缺点。对于扩散渗析法来说，当酸的浓度梯度减小时，酸的回收也减慢。对于用离子交换树脂的酸阻滞法来说，酸的回收被树脂的吸附和解吸能力所限制。而且，这两种方法都有附加的处理留下的贫酸盐液的问题。对于鲁思纳法来说，再生后的酸所含的金属量通常是上述提到的方法所产生酸的五至十倍。而且，鲁思纳方法耗能厉害，对于其设备有很强的腐蚀性。用于从盐类再生酸和碱的电渗析水分裂方法是公知的。例如，在美国专利No.4，082，835和No.4，107，015中揭示了用来再生用于从烟道气中洗提SOx的洗涤液的方法，这些方法是通过把从洗提段来的含盐产物的溶液送入一个电渗析水分裂机。在美国专利No.4，504，373中也揭示了一个方法，是用来再生用于从一种含硫酸盐的废嫘萦旋转浴中回收嫘萦的方法中的稀硫酸溶液的方法，该方法是通过使该盐类进行电渗析水分裂而实现的。我们已经专利技术了一种用于从一种含酸和盐的溶液中回收和再生酸的改进了的、节能的方法。该方法包括以下各步a)向包括第一分隔室和第二分隔室的一个电渗析装置的第一分隔室供给一种含盐和第一种浓度的酸的溶液;b)向第二分隔室供给一种含水的液体;c)向电渗析装置供应直流电以在第一分隔室生成含盐和第二种浓度的酸的第一种产物，酸的第二种浓度小于酸的第一种浓度;而在第二分隔室中生成一种含水和增浓了相应量的酸的第二种产物。d)回收第一种产物;e)从第一种产物中回收酸，就是用电渗析水分裂法使至少一部分该种盐转变成含酸的第三种产物;f)回收第三种产物。该方法对于从含游离硝酸和除硝酸阴离子外的阴离子盐类的废酸洗液中回收和再生混合酸特别有用。图1示意地说明一个用于实施本专利技术的电渗析步骤的电渗析装置。图2示意地说明用于进行本专利技术的水分裂步骤的一个三分隔室的电渗析水分裂机。图3示意地说明本专利技术的方法的一个较好的实施例，该实施例运用一个如图1中说明的类型的电渗析装置和一个如图2中所示类型的三分隔室电渗析分裂机。图4示意地说明本方法的一个最好的实施例，是用于处理废不锈钢酸洗液的。在查兰达(Chlanda)等人共同转让的美国专利No.729，848中，揭示了一个以高的电流效率从混合盐中回收混合酸的方法。该方法包括以下各步提供一个包含至少一个单元槽的电渗析水分裂机，每个单元槽中至少包括二个分隔室;把含从至少两种不同的阴离子所生成的至少二种盐的水溶液送入一个分隔室，所说的一种阴离子为氟离子;把一种含水的液体送入另一个分隔室;使电流通过所说的电渗析水分裂机以在一个分隔室中产生一种含有从不同的阴离子生成的混合酸的水性产物。我们已经专利技术了一种改进了的，低能耗的回收方法，该方法把电渗析法与电渗析水分裂法结合。根据本专利技术，含酸和盐的生产液首先在一个应用阳离子和阴离子选择性渗透膜的装置中进行电渗析以从该生产液中回收游离酸。在电渗析步骤的操作中，该游离酸的氢离子从一个含该生产液的一个分隔室通过阳离子选择性渗透膜转移到一个分隔室，氢离子与阴离子在其中结合生成能被回收的酸。主要含有金属盐的留下的贫酸的产物被回收，然后再对其实施电渗析水分裂法以使盐转变成酸和碱。从电渗析水分裂步骤来的酸可以与从电渗析步骤来的回收酸合起来并重新使用、进一步浓缩或出售等。本专利技术不仅表现为相当简单，而且提供了一系列超过用来从生产液中回收和再生酸的已有技术方法的优点。首先，可通过电渗析经济地回收游离酸。其次，因为过程是被电驱动的，在一个宽的浓度范围内回收清洁的酸的效率比那些方法好得多。而且，用于电渗析法的资金投资比用于扩散渗析或鲁思纳要少得多。还有，阳离子和阴离子膜的可用性，该类膜在氧化条件下操作能回收较强的氧化酸如HNO3，再还有一点，也是最重要的是，当该电渗析方法被用来移去大部分游离酸时，水分裂法可能用一个主要含盐的溶液来进行，而当这种盐是一种非氧化的弱酸如HF的盐时，通过水分裂步骤的再生效率被大大提高。一般来说，用电渗析法回收酸比起用电渗析水分裂法需要的设备简单，消耗的动力少。因此，本专利技术的方法能以较低的总能耗生产比单独用电渗析法或电渗析水分裂法能生产的质量更高的产物。用于实施本专利技术的方法的电渗析步骤的较好的装置是公知技术并在图1中示意的说明了。该电渗析装置包括至少一个单元槽。图1中，说明了两个单元槽，每一个含有一个阳离子交换膜和一个阴离子交换膜(分别为2a、2b和2a′、2b′)。这些单元槽可交替排列为稀分隔室D和浓分隔室C。用于本专利技术的电渗析装置的阳离子交换树脂可以是中等酸性的(如含膦酸基的)或强酸性的(如含磺酸基的)阳离子选择性渗透膜或酸性氟碳阳离子选择性渗透膜。特别有用的阳离子膜是杜邦的Nafion 酸性氟碳膜，尤其是Nafion 110、901和324阳离子膜。更适合的有在查兰达等人共同转让的美国专利No.869，555中揭示的组成和结构的阳离子膜。用于本专利技术的电渗析装置的阴离子膜是强的、中等的或弱碱性阴离子选择性渗透膜。有效的膜是例如Toyo Soda的DF43或Asahi Glass公司的以Selmion AMV，ASV或AAV的商标名出售的阴离子选择性渗透膜。用于本专利技术的阴离子选择性渗透膜最好为Asahi Glass公司AAV膜。再参见图1，那些单元槽在实际上总数可达两百个或多于两百个，是安排在阳极100(即一个铂阳极)和阴极200(即一个铂阴极)之间的。在操作中，把一种水性溶液，再好含有一种电解质的(更好是一种弱酸性溶液)，送入电极漂洗分隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含酸和盐的溶液中回收和再生酸的方法，该方法包括下列各步：ａ）向一个包括一个第一分隔室和一个第二分隔室的电渗析装置的第一分隔室提供一种含盐和第一种浓度的酸的溶液；ｂ）向第二分隔室提供一种含水液体；ｃ）向该电渗析装置供应直流电 以在第一分隔室中生成一种含盐和第二种浓度的酸的第一种产物，酸的第二种浓度要小于酸的第一种浓度，以及在第二分隔室中生成一种含水和增浓了一个相应数量的酸的第二种产物；ｄ）回收第一种产物；ｅ）从第一种产物中回收酸，就是用电渗析水分裂方法使 至少一部分该种盐转变成含酸的第三种产物；和ｆ）回收第三种产物，该方法对于从含游离硝酸和除硝酸阴离子外的阴离子的盐类的废酸洗液中回收和再生混合酸特别有用。

【技术特征摘要】
US 1986-10-14 917,4641.一种从含酸和盐的溶液中回收和再生酸的方法，该方法包括下列各步a)向一个包括一个第一分隔室和一个第二分隔室的电渗析装置的第一分隔室提供一种含盐和第一种浓度的酸的溶液；b)向第二分隔室提供一种含水液体；c)向该电渗析装置供应直流电以在第一分隔室中生成一种含盐和第二种浓度的酸的第一种产物，酸的第二种浓度要小于酸的第一种浓度，以及在第二分隔室中生成一种含水和增浓了一个相应数量的酸的第二种产物；d)回收第一种产物；e)从第一种产物中回收酸，就是用电渗析水分裂方法使至少一部分该种盐转变成含酸的第三种产物；和f)回收第三种产物，该方法对于从含游离硝酸和除硝酸阴离子外的阴离子的盐类的废酸洗液中回收和再生混合酸特别有用。2.如权利要求1所说的方法，其特征在于所说的游离酸包括HNO3和所说的盐包括氟化盐。3.如权利要求1所说的方法，其特征在于至少一部分被从该电渗析水分裂步骤中回收的酸被送往含有增浓了的酸的水溶液的分隔室。4.如权利要求1所说的方法，其特征在于该方法还包括用电渗析水分裂法从第一种产物回收一种碱化溶液的步骤。5.如权利要求4所说的方法，其特征在于该方法还包括在用电渗析分裂法从第一种产物回收酸之前使第一种产物与至少一部分碱化溶液接触的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：FP查兰达，YC奇澳，KN马尼，
申请(专利权)人：阿兰德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]