[发明专利]一种生产电极箔时废硫酸及废硫酸铝的回收方法及回收装置

说明书

本发明公开了一种生产电极箔时废硫酸及废硫酸铝的回收方法及回收装置，所述回收方法，其特征在于，在生产电极箔时产生的废弃物中，使硫酸废液与废硝酸进行热交换对硫酸废液进行预热，进一步通过低温蒸发组合膜在低温条件下将硫酸废液蒸发分离为硫酸及硫酸铝结晶体。

技术领域

本发明涉及电极生产领域，具体涉及一种生产电极箔时废硫酸及废硫酸铝的回收方法及回收装置。

背景技术

在电极箔(铝箔)生产过程中，硫酸废液主要为腐蚀箔工艺中一次电蚀工艺所产生，其主要成分包含硫酸、铝离子、水、微量金属离子。硫酸与铝箔的化学反应方程式：2AL+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

腐蚀箔一次电蚀的工艺原理是把浓硫酸稀释成低浓度的稀硫酸，作为腐蚀液，铝箔作为阳极在通直流电的情况下被均匀电化学腐蚀，其中阳极的单质铝会变成Al³⁺进入液体体系，在稀硫酸腐蚀的情况下以硫酸铝(化学式Al₂(SO₄)₃)存在，当铝离子含量达到一定程度，其中的酸度无法满足铝箔的电化学腐蚀液体环境，就会作为废液排出腐蚀箔工艺体系，变成废酸(一种含稀硫酸、硫酸铝的混合废液)，现在国内最普遍的处理办法是用稀硫酸与石灰乳混合发生中和反应生成石膏，石膏渣通过离心分离脱除水份后运出做为废渣处理，此工艺有以下几个运行缺陷：

(1)产生废渣需再做固废处理，处理成本高；由于采用石灰乳来中和系统产生的废硫酸，会生成大量的CaSO₄废渣，而且在此中和过程中需购买用于中和的原料石灰，还需购买辅助沉淀用的絮凝剂，同时还需配套使用离心机设备对渣浆进行分离，运行成本和配套设备、设施投入成本量大。以15m³/h的废硫酸处理设计计算，仅石膏废渣处理设备造价就要增加80万，且石灰购买成本每年需260万元、废渣处理成本每年需120万、辅材成本每年45万元、运行电耗成本每年需66万元，按照一年计算，每年就要增加580万元的成本。

(2)废硫酸无法回用；因采用石膏中和处理，所有废硫酸均参与中和反应生成废渣，无回收利用。以15m³/h的废硫酸处理设计计算，废硫酸浓度按10％计，则每天有60吨硫酸(98％)被排放，未回收硫酸成本2400元/天，每年按300天运行时间计，未回收硫酸成本可达72万元；此过程中对应的化学反应：H₂SO₄+Ca(OH)₂＝Ca SO₄↓+H2O

(3)硫酸铝未回收利用；用石灰进行中和反应产生的废渣不仅是石膏(CaSO₄)废渣，还有在碱中和过程中的Al(OH)₃产生，一并被作为废渣运出；硫酸铝可回收利用的物质大量流失。此过程中对应的化学反应：Al₂(SO₄)₃+3Ca(OH)₂＝2Al(OH)₃↓+3CaSO₄

(4)作业环境差；用石灰进行中和反应产生的废渣通过离心分离出来后，再通过汽车运输至外界固废场，中和分离的污水直接外排。此过程中会出现渣浆泄漏，污染现场作业环境，还会出现中和污水堵管溢流造成作业环境变差。

(5)运行和操作成本高；用石灰与废硫酸进行中和反应需配套大量的设备、设施，并配备各种设备相应的操作人员，产生的废渣在输送作业过程中经常发生泄漏，操作人员需定时、定期进行清洗和清扫，耗费大量人力、物力，采用石灰水中和的办法进行处理，每年要产生3万多吨的石灰粉中和沉淀钙盐铝盐污泥、还有大量的硫酸盐与废渣共存排出，处理成本高，而且还浪费大量水、电资源。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种生产电极箔时废硫酸及废硫酸铝的回收方法及回收装置。