[发明专利]一种铝箔行业腐蚀废酸的零排放回收处理方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种将电容箔行业腐蚀工段产生的高浓度废盐酸、废硫酸、废硝酸及其混合废酸处理的方法及其系统，具体涉及一种铝箔行业腐蚀废酸的零排放回收处理方法及其系统。

背景技术

电解电容器用阳极箔的生产过程主要包括腐蚀和化成步骤。腐蚀工段的主要目的是在光箔表面形成有序的腐蚀坑洞以增大其表面积，进而增加成品箔的电容量。腐蚀的过程是在酸的作用下完成的，目前广泛使用的酸主要为HCl，H₂SO₄，HNO₃及其混合酸。光箔进入腐蚀槽后与这些游离酸接触，发生化学反应，其表面部分溶解形成腐蚀坑洞。与此同时，腐蚀槽中的游离H⁺会逐步消耗，浓度下降；取而代之的是Al³⁺离子。随着槽液H⁺浓度的降低及Al³⁺浓度的升高，其腐蚀作用越来越弱，不利于生产过程的稳定。通用的解决方案是不断向槽液中添加新鲜的游离酸，置换出部分腐蚀槽工作液。这部分被置换出的腐蚀槽工作液就是所谓的腐蚀废酸，它仍含有高浓度的游离酸，同时还含有大量的Al³⁺离子。

腐蚀废酸的产生对电容箔行业是非常不利的。首先，添加到腐蚀槽中的游离酸仅有一小部分与铝箔发生了化学发应生成铝盐，其它部分被直接排出。这样一来就造成了腐蚀工段所需游离酸的量增加，极大增加了企业购买这些化学品的成本。第二，这些排出的腐蚀废酸具有极大的腐蚀性和污染风险，企业必须支付额外的无害化处理费用来处置这些废液，进一步增加了成本。

目前对于铝箔行业腐蚀废酸的一个较好的处理方法是利用扩散渗析法来回收其中的游离酸，此方法在国内外都有所报道且已经成功商业化。扩散渗析是一种利用浓差驱动的膜分离过程，当废酸及纯水（作为游离酸的接收液）被注入扩散渗析器时，废酸中的阴离子及质子可在浓差驱动下透过其中的阴离子交换膜到达接收液，这样一来，在扩散渗析器的出口端就得到一股接收了大量阴离子及质子的游离酸及失去了大量游离酸的废盐液。扩散渗析技术具有高效，运行成本低的特点，在经济上非常具有吸引力。但扩散渗析也有它固有的问题，在得到回收酸的同时，它必然会产生废盐液。在铝箔废酸处理中，产生的这些废盐液中不但含有大量的铝盐，同时还含有大量的游离酸（大约占原始废酸中的10-20%）。这些废盐液的排放又成为了企业新的难题。因此急需开发一种针对铝箔废酸的零排放回收处理方法。

发明内容

本发明旨在提供一种铝箔行业腐蚀废酸的零排放回收处理方法及其系统。本发明可将铝箔行业腐蚀废酸中所有成分加以回收，将废酸中H⁺及部分阴离子转化为可重新使用的新鲜游离酸，同时将废酸中的Al³⁺及剩余阴离子转化为纯的铝盐或者碱度更高的聚合铝盐产品。由于废酸被完全转化成为了有用的化学原料，完全解决了废酸的排放问题。

本发明提出一种铝箔行业腐蚀废酸的零排放回收处理方法，具体包括以下步骤：

a)将原腐蚀废酸液流及作为扩散渗析接收液的纯水液流以反向流方式注入扩散渗析器101，分离得到第一股回收酸液流及含有绝大部分铝盐及部分游离酸的废盐液；

b)取第一股回收酸液流中的部分作为双极膜电渗析器103的双极膜电渗析酸接收液；

c)将扩散渗析器的废盐液及双极膜电渗析酸接收液以同向流方式注入双极膜电渗析器103，在电场作用下得到回收的纯净铝盐或聚合铝盐液和第二股回收酸液；

其中，废酸是废HCl、废H₂SO₄、废HNO₃以及这些酸的混合废酸。

本发明中，步骤b中还加入纯水与选取的第一股回收酸液流混合后，再作为双极膜电渗析器103的双极膜电渗析酸接收液。

本发明中，扩散渗析器101入口的原腐蚀废酸液流及纯水液流的流量强度为0.5-2.0L/(m²h)。

本发明中，双极膜电渗析器103的电流密度为20-400mA/cm²。

本发明中，扩散渗析器101中采用阴离子交换膜，扩散渗析器101几何外形为板框式或卷绕式组件。

本发明中，双极膜电渗析器103采用两隔室结构，极膜106内含大于等于一个重复单元200，其中，极膜106使用阳离子膜，重复单元200由阴离子膜108间隔双极性离子膜107组成。