[发明专利]一种直接回收废酸的草酸盐沉淀的方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理和湿法冶金技术领域，具体涉及一种湿法冶金工厂沉淀方法和废酸的回收利用。

背景技术

草酸根与很多金属离子极易形成晶形草酸盐沉淀物。草酸盐沉淀物不仅晶形和粒度分布良好，而且在工艺上沉淀速度快、易过滤、易洗涤、易干燥，所得产品杂质含量低，质量好；再加上它们在高温下可以分解转化为金属氧化物，所以在湿法冶金和粉末冶金领域，草酸沉淀工艺具有广泛的运用。

总的来说，现有的草酸盐沉淀及其废水处理是分不同的工序在不同的设备里进行。现有的草酸盐沉淀工艺及其废水的处理方法如下：

将可溶性金属盐类的溶液加入到带有搅拌的沉淀锅(材质一般是玻璃钢、塑料或搪瓷中的一种)里，加热(一般采用热蒸汽或电)后，加入草酸或草酸溶液，产生草酸盐沉淀物和废酸，再把沉淀物放出过滤、洗涤、干燥得到草酸盐产品。由于草酸盐在酸性溶液中具有一定的溶解性，为了使金属离子沉淀完全，草酸的加入量一般都是其理论需要量的1.2倍以上。过滤、洗涤所产生的酸性液体一般被收集到耐腐蚀的低位池或储槽中，充分澄清使少量草酸盐和草酸结晶、析出、沉降，而后再泵送废酸处理工序处理。

上述废酸的处理方法主要分为蒸馏法、碱中和法、有机胺中和法。

蒸馏法，该方法采用的设备一般是石墨蒸馏器、或者搪瓷蒸馏锅以及石墨冷热交换器等。这种方法虽然可以回收盐酸、草酸和少量的草酸盐，但由于沉淀后滤液与洗涤水相互混和在一起，造成废酸浓度很低，而且在沉淀物料出锅过滤、洗涤、废酸收集、澄清、输送等工艺过程中不可避免地造成能量损失和物质损失。这就导致了现有的蒸馏法蒸发量大、能量消耗很高的缺陷。另外由于高温酸气对现有工艺的设备的腐蚀很严重，因而设备折旧和维修费用也较高，所以现有的蒸馏法在处理该废水时经济效益上不具有可行性。目前很少企业采用此方法。

碱中和法以石灰中和法最具代表性。该方法设备很简单，一般采用耐腐蚀的中和池或反应釜、压滤机和澄清池等设备，将石灰或其它碱性物质加入废酸中，将废酸的pH值调节为中性，成本很低，被很多企业所采用。但是该工艺方法会产生大量难以综合利用的中和废渣，而且要向环境排放大量含氯化钙的废水，对环境的危害极为严重。

有机胺中和法，专利《稀土金属开采产生的盐酸废液中草酸及盐酸的回收方法》(公开号CN101723527A)先用有机胺中和废酸酸性后，加入可溶性钡盐回收草酸钡，向滤液中加入沉淀剂，把有机胺与盐酸的结合物沉淀下来作为副产品，以达到回收废酸之目的。该发明处理流程长、设备多，需要使用有机胺等易燃易爆有毒物质，并产生大量的有机胺与酸及沉淀剂形成的沉淀物副产品需要处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种草酸盐沉淀后直接回收废酸的方法和设备，可以有效回收草酸盐沉淀后产生的废酸，使回收后的酸液循环利用。具有流程简短、高效、节能、环保、化工原料消耗量少、经济效益明显之特点。

本发明采用的技术方案是：

直接回收废酸的草酸盐沉淀方法包括下述步骤：

(a)向沉淀蒸馏锅内加入可溶性金属盐溶液并加入草酸，充分搅拌，产生草酸盐沉淀和废酸。

(b)将沉淀蒸馏锅内废酸蒸馏回收。

(c)向沉淀蒸馏锅内加入水，将草酸盐沉淀搅拌成浆料。

(d)将沉淀蒸馏锅内浆料放出并过滤、洗涤、干燥，得到草酸盐产品。

上述方法的优选方案之一是步骤(a)所述可溶性金属盐为盐酸盐、甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐、硝酸盐中的一种，加入草酸时可溶性金属盐溶液温度为常温至90℃。

上述方法的再一优选方案是步骤(a)所述草酸为所需草酸理论量的1.0至1.05倍。

上述方法的再一优选方案是步骤(a)所述草酸盐沉淀与废酸蒸馏均在沉淀蒸馏锅内进行。

上述方法的再一优选方案是步骤(b)所述蒸馏包括常压蒸馏和减压蒸馏，蒸馏至沉淀蒸馏锅内剩余液体≤10％时停止蒸馏。

上述方法的再一优选方案是步骤(d)过滤、洗涤产生的含少量余酸的废水用少量碱或碳酸盐中和，澄清或过滤后清液送废水站处理。

实现直接回收废酸的草酸盐沉淀方法所采用的设备是：

将由内衬聚四氟乙烯的封闭釜体、自釜体顶部装入的搅拌器及安装于釜体底部的远红外加热器组成的沉淀蒸馏锅与石墨改性PP冷凝器、收集器、真空泵间依次采用管件紧凑连接组成沉淀蒸馏设备。

该沉淀蒸馏设备的优选方案之一是沉淀蒸馏锅内部件、沉淀蒸馏锅与冷凝器间管件与物料接触的表面均衬有聚四氟乙烯。

该沉淀蒸馏设备的再一优选方案是收集器及收集器与真空泵间管件采用聚丙烯或聚氯乙烯制成，或采用内衬聚四氟乙烯材料制成。