[发明专利]一种电渗析回收草酸沉淀废水中盐酸的系统及方法

说明书

一种电渗析回收草酸沉淀废水中盐酸的系统及方法，属于废水处理技术领域，系统包括依次连接的冷却沉降装置、过滤装置和电渗析装置，所述电渗析装置包括电源、阴极、阳极和阴阳离子交换膜，所述阴阳离子交换膜为耐酸膜，且阴离子交换膜具有选择性透过一价离子和二价离子的性能，能够优先迁移一价离子。本发明可将草酸沉淀废水中的盐酸和草酸一步分离，回收其中的盐酸并回用；同时具有流程短，能耗低，设备占地面积小的优点。本发明不产生二次污染，并使废水资源化回用，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种电渗析回收草酸沉淀废水中盐酸的系统及方法。

背景技术

稀土冶炼过程中，为了使氯化稀土转变成氧化稀土，而加入大量草酸，使产品以草酸稀土形式沉淀析出，但此过程会产生大量草酸和盐酸混合的草酸沉淀废水，通常这类废水中盐酸浓度高达2~5 mol/L，草酸浓度约0.1~0.5 mol/L。此类废水若直接回用，盐酸中的草酸会影响稀土产品收率，若直接外排，酸性过高，腐蚀性强，COD超标。

目前此类废水的传统处理方法主要有石灰中和沉淀法和蒸发浓缩法。其中石灰中和沉淀法通过投加石灰乳中和盐酸的同时将草酸根以草酸钙的形式沉淀去除，但是此过程需要药剂投加量大，废水体积膨胀多，且处理后废水COD不易达标，污泥量巨大，造成二次污染，增加企业固废处理成本。蒸发浓缩法是通过加热使盐酸和水以共沸物的形式挥发并回收的方法，该方法能耗高，设备耐腐蚀要求高，投资成本大。

公开号为CN109912093A的中国发明申请，公开了一种基于镨、钕反萃取液的零排放生产工艺，沉淀滤液（相当于草酸沉淀废水）通过离子交换分离有价金属，出水通过扩散渗析膜堆或酸阻滞树脂矮床回收稀盐酸溶液，稀盐酸溶液经电渗析进一步浓缩得到盐酸溶液，盐酸回收出水经膜蒸馏回收草酸，淡水回用。该方法相对于传统处理方法具有全流程不存在二次污染等优势，但是具有流程长、工艺较为复杂的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种电渗析回收草酸沉淀废水中盐酸的系统及方法，可将草酸沉淀废水中的盐酸和草酸一步分离，回收其中的盐酸并回用。本发明流程短，能耗低，设备占地面积小，不产生二次污染，并使废水资源化回用，具有广阔的应用前景。本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种电渗析回收草酸沉淀废水中盐酸的系统，其特征在于，包括依次连接的冷却沉降装置、过滤装置和电渗析装置，电渗析装置包括电源、阴极、阳极和阴阳离子交换膜，所述阴阳离子交换膜为耐酸膜，且阴离子交换膜具有选择性透过一价离子和二价离子的性能，能够优先迁移一价离子。阳离子交换膜简称阳膜，阴离子交换膜简称阴膜。

草酸沉淀废水一般为草酸沉淀稀土元素时产生，草酸沉淀废水初始温度在80~90℃，因温度高其中溶解了大量草酸稀土，待冷却降温后，会有草酸稀土沉淀析出，故草酸沉淀废水经冷却沉降后将析出的草酸沉淀稀土回收（稀土价值高），上清液中可能会有少量漂浮的沉淀物，经过滤器过滤后，才可进入电渗析系统，目的是保护电渗析所用离子交换膜，过滤后的沉淀物可同沉降沉淀物一同回收。由于阴离子交换膜优先迁移一价离子，以此实现一价离子和二价离子的分离，达到盐酸和草酸分离效果。电渗析处理后得到的浓缩液为盐酸，浓度可达到1.4~4 mol/L，含有的草酸浓度降到0.02 mol/L以下，可返回到萃取工段作为反萃用酸。电渗析处理后得到的淡液主要成分为草酸，酸度（H⁺）为0.6~1.6 mol/L，草酸浓度为0.2~0.5 mol/L，可作为配制草酸的溶剂。整个工艺中草酸和盐酸均得到资源化利用，无废水外排。

进一步地，所述冷却沉降装置中冷却可分为自然静置冷却、换热器冷却等，沉降可使用沉降器或沉降池进行重力沉降；所述过滤装置可选袋式过滤器、板框压滤、超滤等；所述阴极和阳极均为钛涂钌或石墨电极。

进一步地，所述阴阳离子交换膜的排列方式为：阳极-阳膜-阴膜-阳膜-阴膜……-阳膜-阴极。