[发明专利]一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机酸与无机酸盐的分离方法，具体地说是涉及一种硫酸与硫酸盐、硝酸与硝酸盐、盐酸与氯化物的分离方法。

背景技术

在硫酸生产的烟气净化过程中会产生一定量的废酸；在硫酸法钛白粉生产过程中也会产生大量的浓废酸；在湿法冶金电解(或电积)铜、镍、钴等金属时会产生一定量的高盐废酸。目前，处理这些废酸的常用方法是加石灰中和或蒸发浓缩。前者造成硫酸资源浪费，产生大量含重金属石膏渣的二次污染。蒸发浓缩处理能耗高，得到的硫酸不纯，会影响二次使用。在硫酸和硫酸盐分离方面，国外发展了二种技术，一种是树脂法，另一种是耐酸纳滤膜法。树脂法采用树脂交换床，交换床内充满能吸附强酸的树脂。当含盐硫酸通过树脂层时，硫酸会被树脂暂时吸附而硫酸盐和其他盐的水溶液不被树脂吸附(或吸附很少)越过树脂层。当树脂吸附的硫酸达到饱和即将被释放流出时，用清水反向进入树脂层，洗下硫酸。这种分离方法，在保证硫酸浓度下降不大于15％和硫酸损失不高于15％的前提下，它的硫酸和硫酸盐分离效率为50-70％。它的缺点是加水造成含盐废水和清酸的体积膨大。优点是分离效果不受硫酸盐浓度影响。往往硫酸盐浓度越高，树脂分离效果越好。单独采用树脂法处理上述几种废酸，受分离效率低限制，无法满足废酸的回用要求。

耐酸的纳滤膜，它的耐酸浓度能够耐硫酸25％，硫酸和硫酸盐的分离率在95-98％，纳滤膜的正常工作条件是硫酸盐在浓缩过程中不能饱和、结垢或结晶。同时处理的硫酸盐的浓度不能太高，不能使纳滤膜渗透压高于4.5MPa这一膜的最大工作压力。受纳滤膜对进液要求的影响，许多废酸不满足纳滤膜的使用条件而不能用纳滤处理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种处理成分复杂、含盐浓度比较高的废酸的处理方法，使硫酸净化后能够作为资源使用，减少三废排放。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离方法，包括以下步骤：

1)使原酸与来自纳滤膜过滤器的盐浓缩酸于原酸槽中混合后，进入树脂除盐器中通过树脂交换床吸附其中的无机酸；当树脂吸附饱和后，除盐器停止进液，用水冲洗树脂交换床至排出的洗脱液中所含无机酸的浓度低于原酸中所含无机酸浓度的20-40％，收集洗脱液于中间槽中；之后除盐器重新进液，重复进行该步骤；

2)使步骤1)所得洗脱液过滤后进入纳滤膜过滤器，分离出清酸和盐浓缩酸；其中，盐浓缩酸返回原酸槽，重复步骤1)。

本发明所提供的上述方法，尤其适用于因原酸中含盐浓度高而引起纳滤膜的渗透压高于纳滤膜运行的最高工作压力(4.5Mpa)，或者引起原酸中一些无机酸盐和溶解性物质在纳滤膜浓缩过程中饱和结晶(或结垢)的现象发生时的情况。

所述原酸可以是硫酸厂烟气洗涤排放的废酸、硫酸法钛白粉生产过程中产生的废酸或湿法冶金电解(或电积)铜、镍、钴等金属时产生的废酸。所述原酸中含有无机酸、无机酸盐和其他溶解性物质。根据原酸的来源不同，其中所含的无机酸和无机酸盐也不相同。

较佳的，所述无机酸为硫酸、硝酸或盐酸等强酸，所述无机酸盐为硫酸盐、硝酸盐和氯化物。所述无机酸盐中的阳离子包括并不限于铁离子、镁离子、钙离子、铝离子、铜离子、镉离子、镍离子、钴离子等中的一种或多种。

较佳的，所述的原酸中含有的无机酸盐的浓度为5.0-120g/L。

步骤1)中，所述树脂交换床内填充的树脂为可吸附无机酸、而几乎不吸附无机酸盐及其他溶解性物质的树脂；并且其吸附的无机酸能被水洗出。当含盐原酸通过树脂层时，无机酸会被树脂暂时吸附而无机酸盐和其他盐的水溶液不被树脂吸附(或吸附很少)越过树脂层；当树脂吸附的无机酸达到饱时，用清水反向进入树脂层，洗下无机酸。

较佳的，所述树脂选自拜耳公司生产的型号为VP OC1071的树脂或上海西恩化工设备有限公司生产的型号为CN007的树脂。

步骤2)中，所述过滤采用保安过滤器(精密过滤器)，以防止细小微粒(如破碎的树脂)进入下游装置。

较佳的，步骤2)中，使用高压泵在0.8-4.5MPa的压力下使所述洗脱液进入纳滤膜过滤器。

较佳的，步骤2)中，所述纳滤膜过滤器中排出盐浓缩酸的量为高压泵进液量的40-60％(体积比)。

较佳的，步骤2)中，所述纳滤膜过滤器的工作压力为0.8-4.5MPa。

较佳的，步骤2)中，所述纳滤膜过滤器中装填的纳滤膜为能够耐重量百分浓度为20％的硫酸的纳滤膜，例如GE公司生产的型号为NF4040、NF8080等的纳滤膜。