【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污酸处理领域，更具体地，涉及一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统和方法。
技术介绍
1、随着我国有色金属冶炼工业的快速发展，冶炼过程中产生的污酸也越来越多。主要产生环节包括：冶炼烟气洗涤工段、烟气制酸工段以及电解净液工段。其产生量占整个冶炼生产过程产酸量的90％以上。污酸中含有铜、锌、铅等重金属，砷、硫酸以及氟氯混酸等污染物。
2、常见的污酸处理工艺：硫化法+石灰石/石灰中和法和石灰+铁盐法，重金属、砷分别以沉淀的形式去除，并中和污酸，出水同其它废水合并后送至污水处理站进一步处理。上述方法简单、有效、重金属去除率高，但是产生大量的硫化渣、石膏渣以及砷渣。
3、《铜冶炼污酸梯级回收利用工程技术规范》推荐典型工艺为气液分段硫化+酸蒸发浓缩工艺，其中气液分段硫化用于回收污酸中的有价金属，同时脱除污酸中的砷，酸蒸发浓缩段脱除氟氯混酸，同时回收硫酸，并采用氢氧化钙溶液吸收氟化氢和氯化氢气体，回收氟化钙和氯化钙。上述工艺路线关键在于硫酸中氟氯的脱除，通过控制酸蒸发浓缩倍数决定氟氯脱除率。但是该方法存在如下缺点：常压下，氟氯沸点较高，脱除困难，能耗较高；当硫酸浓度大于70％时，氟氯脱除率才能达到90％，此时无论酸蒸发母液还是冷凝液中，氟氯浓度均较高，对装置、设备及管路阀件的耐腐蚀性要求较高，设备投资大。
4、此外，亦可采用热风吹脱工艺除去氟氯，该工艺需要大量的180℃-200℃热空气，能耗较高，且易受水质波动影响，稳定性差。
5、基于此，有必要提供一种简单、高效、耐腐蚀、能
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统和方法。本专利技术具有耐酸、耐腐蚀、流程简单、效率高、能耗低、设备投资少等优点。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，所述系统包括预过滤子系统和电渗析子系统；
3、所述电渗析子系统包括正极板、负极板、电源和膜堆；所述膜堆包括至少两个膜对；每一膜对由阳离子交换膜、隔板、无选择阴离子交换膜、隔板、单价选择性阴离子交换膜和隔板依次排列构成；
4、所述阳离子交换膜、无选择阴离子交换膜与两者之间的隔板构成污酸室；所述无选择阴离子交换膜、单价选择性阴离子交换膜与两者之间的隔板构成硫酸室；所述单价选择性阴离子交换膜、阳离子交换膜与两者之间的隔板构成氟氯混酸室；
5、所述正极板和负极板设置于所述膜堆两侧；
6、所述预过滤子系统与所述电渗析子系统的污酸室连接。
7、根据本专利技术，优选地，所述污酸室连接有污酸循环单元，所述污酸循环单元用于实现经所述预过滤子系统处理后的污酸在所述污酸室和所述污酸循环单元之间的循环流动和浓缩富集砷酸。
8、根据本专利技术，优选地，所述硫酸室连接有硫酸循环单元，所述硫酸循环单元用于实现硫酸水溶液在所述硫酸室和所述硫酸循环单元之间的循环流动和浓缩富集硫酸。
9、根据本专利技术，优选地，所述氟氯混酸室连接有氟氯混酸循环单元，所述氟氯混酸循环单元用于实现氟氯混酸水溶液在所述氟氯混酸室和所述氟氯混酸循环单元之间的循环流动和浓缩富集氟氯混酸。
10、根据本专利技术，优选地，所述电渗析子系统的极室连接有极液循环单元，所述极液循环单元用于实现极液在所述电渗析子系统的极室和所述极液循环单元之间的循环流动。
11、在本专利技术中，污酸室、硫酸室、氟氯混酸室和电渗析子系统的极室，各个室内的液体的循环是相互独立的。
12、在本专利技术中，所述污酸循环单元、硫酸循环单元、氟氯混酸循环单元、极液循环单元各自独立地设置有流量计。
13、根据本专利技术，优选地，所述无选择阴离子交换膜为均相膜，湿膜厚度为100um-120um，膜面电阻为3.5-4.5ω·cm2。
14、根据本专利技术，优选地，所述阳离子交换膜为均相膜，湿膜厚度为100um-120um，膜面电阻为3.0-4.0ω·cm2，离子选择率大于95％。
15、根据本专利技术，优选地，所述单价选择性阴离子交换膜为均相膜，湿膜厚度为100um-120um，膜面电阻为3.5-4.5ω·cm2。
16、根据本专利技术，优选地，所述预过滤子系统包括原水泵和均孔膜过滤器；所述原水泵、均孔膜过滤器和所述污酸室依次连接。
17、根据本专利技术，优选地，所述均孔膜过滤器为压力驱动式过滤，过滤精度不大于0.1um，可有效拦截悬浮物、胶体及大分子有机物等杂质。根据进水水质情况，可以选择错流过滤或死端过滤两种方式。
18、根据本专利技术，优选地，所述预过滤子系统还包括保安过滤器，所述保安过滤器设置于所述原水泵的进水端，以应对进水水质较差的情况。
19、根据本专利技术，优选地，所述保安过滤器为袋式过滤器、精密过滤器或多介质过滤器。
20、根据本专利技术，优选地，所述正极板和负极板的材质均为石墨。
21、本专利技术另一方面提供了一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的方法，所述方法采用所述的系统，包括：
22、将经过滤的污酸送入所述电渗析子系统的污酸室，将纯水分别送入所述电渗析子系统的硫酸室和氟氯混酸室；
23、污酸室的污酸包括so42-、f-、cl-和h3aso3；
24、在电场作用下，所述so42-、f-、cl-透过无选择阴离子交换膜去到硫酸室，硫酸室中的f-、cl-继续透过单价选择性阴离子交换膜去到氟氯混酸室，
25、所述h3aso3不受电场作用(电渗析子系统处于低ph、低氧化还原电位条件下，因此，所述h3aso3不受电场作用)，因此不荷电，留在污酸室中，进而实现同步分离砷酸、硫酸和氟氯混酸。
26、在本专利技术中，所述电渗析子系统中的h+可在电场作用下，扩散通过单价选择性阴离子交换膜和透过阳离子交换膜，进而与so42-、f-、cl-结合，分别得到硫酸和氟氯混酸，如图3的本专利技术的电渗析原理图所示。
27、根据本专利技术，优选地，所述污酸室的液体的ph为2-4；所述电渗析子系统的电源为直流电源，电源工作模式为稳流模式或稳压模式，电源施加的电流密度不超过500a/m2，电源施加的电压每一膜对不超过1.0v，电源工作时间为50-70min。
28、根据本专利技术，优选地，所述电渗析子系统的极液为浓度0.8-1.2％的盐酸。
29、根据本专利技术，优选地，所述污酸循环单元、硫酸循环单元、氟氯混酸循环单元和极液循环单元调节所述污酸室的污酸、硫酸室的硫酸水溶液、氟氯混酸室的氟氯混酸水溶液和所述电渗析子系统的极室的极液的循环流量比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)：(0.8-1.2)：(0.4-0.6)。
30、根据本专利技术，优选地，所述均孔膜过滤器的进水压力不超过2.0bar，反冲洗压力不超过2.0b本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其特征在于，所述系统包括预过滤子系统和电渗析子系统；
2.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
3.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
4.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
5.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
6.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，所述正极板和负极板的材质均为石墨。
7.一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-6中任意一项所述的系统，包括：
8.根据权利要求7所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的方法，其中，所述污酸室的液体的pH为2-4；所述电渗析子系统的电源为直流电源，电源工作模式为稳流模式或稳压模式，电源施加的电流密度不超过500A/m2，电源施加的电压每一膜对不超过1.0V，电源工作时间为50-70min。<...
【技术特征摘要】
1.一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其特征在于，所述系统包括预过滤子系统和电渗析子系统；
2.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
3.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
4.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
5.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，
6.根据权利要求1所述的污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的系统，其中，所述正极板和负极板的材质均为石墨。
7.一种污酸中同步分离砷酸、硫酸与氟氯混酸的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-6中任意一项所述的系统，包括：
8.根据权利要求7所述的污...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，齐奇，曹辉，杨辉，李天伦，肖传绪，马林，祝凯，刘通，张迎，郭自腾，
申请(专利权)人：鲁信天地人环境科技安徽集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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