高浓度废硫酸处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高浓度废硫酸处理方法，包括：(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液进行初次热交换；(2)将初次热交换所得的废硫酸液进行再次热交换进一步降温；(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存；将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；(4)对浓硫酸进行蒸发浓缩。本发明专利技术公开了一种高浓度废硫酸处理系统。本发明专利技术减少前期硫酸稀释量，以及降低后期蒸发量，降低了生产能耗。

Treatment method and system of high concentration waste sulfuric acid

【技术实现步骤摘要】
高浓度废硫酸处理方法及系统
本专利技术涉及湿法冶金
，具体而言，涉及一种高浓度废硫酸处理方法及系统。
技术介绍
在湿法冶金中，浸出、电解精炼等冶金生产过程中会产生大量的高浓度废硫酸，高浓度废硫酸中含有不同浓度的无机酸、有机物、有价金属，这些高浓度废硫酸如果直接排放不仅会造成环境污染而且其中的有价金属以及硫酸得不到合理回收。目前，现有技术中高浓度硫酸处理普遍采用中和法，其缺点在于中和法不能有效回收硫酸和有价金属，并且还会有大量废渣堆积。除此之外，在进行中和法处理时需要对高浓度废硫酸进行稀释，浓硫酸稀释到过低浓度处理时整体工艺设备增大，投资过大，而且浓硫酸在稀释过程中大量放热未能利用，而硫酸蒸发浓缩中又需要加热，处理能耗增加。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供高浓度废硫酸处理方法及系统，以解决现有技术中高浓度废硫酸处理时回收率低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种高浓度废硫酸处理方法，包括以下步骤：(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液通过初次热交换系统进行初次热交换；(2)将初次热交换所得的废硫酸液经过再次热交换系统进行再次热交换进一步降温；(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存；将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；(4)对所得浓硫酸进行蒸发浓缩。进一步地，在步骤(4)中将所得纯水返回用作二级纳滤膜洗滤用水，所述浓硫酸经过初次热交换系统并利用初次热交换产生的热量对浓硫酸进行预热，之后对预热过后的浓硫酸进行蒸发浓缩。进一步地，采用去离子水对高浓度废硫酸进行稀释，所述高浓度废硫酸中硫酸浓度＞30％，杂质含量＜20％，稀释后的废硫酸液中硫酸浓度为20％，再次热交换对废硫酸液进行降温并将温度调节≤45℃。进一步地，蒸发浓缩产生的蒸汽冷凝水回用作高浓度废硫酸的稀释用水。本专利技术高浓度废硫酸处理系统相比于现有技术的优点在于：采用膜浓缩系统对高浓度含杂废硫酸进行过滤浓缩，由此减少前期硫酸稀释量，以及降低后期蒸发量，降低了生产能耗；本专利技术采用物理分离法，不添加辅助剂等化学物品，降低成本同时也降低后端废水处理难度；本专利技术系统充分回收和利用浓硫酸稀释时释放的热量，降低了能耗和生产成本。本专利技术工艺中废硫酸中的水得到最大化回收利用，且排放的废水PH值接近中性，废水处理和回收难度低。利用反渗透膜对溶质和溶剂的分离作用实现硫酸溶液的浓缩。二级纳滤膜将高价离子，例如Fe3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等拦截在浓液侧，H+等离子穿过膜进入清液侧，实现硫酸溶液杂质离子的去除。本专利技术还公开了一种高浓度废硫酸处理系统，包括硫酸稀释装置、初次热交换系统、再次热交换系统、膜浓缩系统、蒸发浓缩装置，其中：硫酸稀释装置包括浓度调节罐、设置于浓度调节罐上的稀释用水进口；所述初次热交换系统包括与浓度调节罐相连的循环管路、设置于循环管路上的循环泵以及设置于循环管路上的第一换热器；所述再次热交换系统包括与循环管路连通的第二换热器；膜浓缩系统包括与第二换热器相连的预处理过滤器、与预处理过滤器相连的一级纳滤膜过滤装置、二级纳滤膜过滤装置、硫酸缓存装置、反渗透膜过滤装置、洗滤水缓存装置，所述一级纳滤膜过滤装置的一级清液出口与硫酸缓存装置的入液口相连，所述一级纳滤膜过滤装置的一级浓液出口与二级纳滤膜过滤装置的入液口相连，所述洗滤水缓存装置的出水口与二级纳滤膜过滤装置的入液口相连，所述二级纳滤膜过滤装置的二级清液出口与硫酸缓存装置入液口相连，所述硫酸缓存装置的出液口与反渗透膜过滤装置的入液口相连，所述反渗透膜过滤装置的反渗透浓液出口与蒸发浓缩装置相连。浓硫酸稀释时会释放除大量热量，如热量不带走会产生大量含酸蒸汽对设备造成严重腐蚀，而且比较危险，本专利技术利用循环管路以及循环管路上的第一换热器与后段提纯浓缩后的硫酸液进行热交换，不仅降低了调节罐内硫酸溶液的温度，还将后续需要蒸发的浓硫酸进行预热，减少蒸发器的能源功耗。专利技术采用物理分离法，不添加辅助剂等化学物品，降低成本同时也降低后端废水处理难度；本专利技术系统充分回收和利用浓硫酸稀释时释放的热量，降低了能耗和生产成本。进一步地，所述循环管路上还设有流量调节阀。流量调节阀能够有效地调节废硫酸液进入膜浓缩系统的流量。进一步地，所述反渗透膜过滤装置的反渗透浓液出口与第二换热器相连，所述第二换热器与蒸发浓缩装置相连。反渗透膜过滤之后的浓硫酸通过与前段工艺中浓度调节罐的第一换热器进行蒸发预热，进一步降低后期的蒸发能耗。进一步地，所述反渗透膜过滤装置的反渗透清液出口与洗滤水缓存装置入水口相连。由此经过反渗透过滤所得的纯水能够用作前段工序洗滤水用作二级纳滤膜的洗滤用水，进一步提高废硫酸液的回收利用率。进一步地，所述蒸发浓缩装置的蒸发冷凝液出口与稀释用水进口连通。由此蒸发冷凝产生的蒸发冷凝液回用至前段工序用作于浓硫酸稀释用水。进一步地，一级纳滤膜过滤装置截留分子量200-1000的有机物以及溶解的2价金属离子。二级纳滤膜过滤装置截留分子量200-1000以及溶解的2价金属离子。反渗透膜过滤装置截留分子量＞100的有机物以及溶解盐。可见，本专利技术减少前期硫酸稀释量，以及降低后期蒸发量，降低了生产能耗；本专利技术采用物理分离法，不添加辅助剂等化学物品，降低成本同时也降低后端废水处理难度；本专利技术系统充分回收和利用浓硫酸稀释时释放的热量，降低了能耗和生产成本。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术高浓度废硫酸处理系统的设备流程示意图。上述附图中的有关标记为：1：浓度调节罐；2：第一换热器；3：第二换热器；4：预处理过滤器；5：一级纳滤膜过滤装置；6：二级纳滤膜过滤装置；7：硫酸缓存装置；8：反渗透膜过滤装置；9：洗滤水缓存装置；10：蒸发浓缩装置；11：第一高压泵；12：流量调节阀；13：第二高压泵；14：第三高压泵；15：第四高压泵。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在结合附图对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高浓度废硫酸处理方法，包括以下步骤：/n(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液通过初次热交换系统进行初次热交换；/n(2)将初次热交换所得的废硫酸液经过再次热交换系统进行再次热交换进一步降温；/n(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存，将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；/n(4)对所得浓硫酸进行蒸发浓缩。/n

【技术特征摘要】
1.高浓度废硫酸处理方法，包括以下步骤：
(1)对高浓度废硫酸进行稀释，稀释后的废硫酸液通过初次热交换系统进行初次热交换；
(2)将初次热交换所得的废硫酸液经过再次热交换系统进行再次热交换进一步降温；
(3)将再次热交换后的废硫酸液经过预处理过滤去掉颗粒杂质得到初滤液；将初滤液经过一级纳滤去掉溶解性杂质盐以及高价金属离子，过滤所得一级清液进行储存，过滤后的一级浓液经过二级纳滤膜进行洗滤，将二级纳滤膜洗滤所得二级清液与一级清液汇总为硫酸清液储存，将硫酸清液通过反渗透膜过滤得到浓硫酸、过滤得到纯水；
(4)对所得浓硫酸进行蒸发浓缩。


2.如权利要求1所述的高浓度废硫酸处理方法，其特征在于，在步骤(4)中将所得纯水返回用作二级纳滤膜洗滤用水，所述浓硫酸经过初次热交换系统并利用初次热交换产生的热量对浓硫酸进行预热，之后对预热过后的浓硫酸进行蒸发浓缩。


3.如权利要求1所述的高浓度废硫酸处理方法，其特征在于，采用去离子水对高浓度废硫酸进行稀释，所述高浓度废硫酸中硫酸浓度＞30％，杂质含量＜20％，稀释后的废硫酸液中硫酸浓度为20％，再次热交换对废硫酸液进行降温并将温度调节≤45℃。


4.如权利要求1所述的高浓度废硫酸处理方法，其特征在于，蒸发浓缩产生的蒸汽冷凝水回用作高浓度废硫酸的稀释用水。


5.高浓度废硫酸处理系统，其特征在于，包括硫酸稀释装置、初次热交换系统、再次热交换系统、膜浓缩系统、蒸发浓缩装置(10)，其中：
硫酸稀释装置包括浓度调节罐(1)、设置于浓度调节罐(1)上的稀释用水进口；
所述初次热交换系统包括与浓度调节罐(1)相连的循环管路、设置于循环管路上的循环泵以及设置于循环管路上的第一换热器(2)；
所述再次热交换系统包括与循环管路连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭定江，刘兵，唐波，阳开勇，王志华，郭乾勇，
申请(专利权)人：四川恩特普环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51