[发明专利]一种含重金属铅和铁的废盐酸资源化利用方法

说明书

技术领域

本发明属于化学废液无害处理领域，涉及一种含重金属铅和铁的废盐酸资源化利用方法。

背景技术

在金属材料加工去除表面金属氧化物的过程中普遍采用盐酸洗涤的方法，产生大量含有重金属的低浓度废酸（盐酸的质量浓度为3~12%），尤其是含铅的废酸，处理起来非常困难。目前国内的处理方法基本可以分成两大类。

第一类是当成废水进行处理。采用石灰、碳酸钠或者氢氧化钠等碱性物料进行中和后，再进行废水处理。这种方式会产生大量含有重金属铅的废渣，属于危险废物，需要进行固化稳定化后再安全填埋，易产生二次污染，且成本较高。

第二类是回收盐酸和铁。主要回收技术包括：（1）氧化焙烧法。将废盐酸喷入600°C的炉窑内，Fe₂O₃从炉底排除，氯化氢气体经水吸收后回用于酸洗工序。该技术的投资大，运行成本高，而且得到的Fe₂O₃质量较差，市场销售存在问题。（2）负压蒸馏结晶法。将废酸泵入循环蒸发器，废酸在102℃开始蒸发，进入精馏器中分离水和盐酸，蒸发后浓缩液低温结晶，离心脱水，产物为FeCl₂的结晶水合物。该技术的投资大，运行成本高，而且FeCl₂还需要进一步用氯气氧化为FeCl₃。（3）硫酸置换法。采用浓硫酸作为脱水剂，在蒸馏釜中将稀盐酸置换出来，硫酸亚铁在硫酸催化下通入氧气高温氧化为硫酸铁。该技术的主要问题是浓硫酸的用量大，在硫酸铁结晶后的母液中硫酸质量浓度只有50%左右，需要进一步蒸发浓缩后再回用于稀盐酸的置换过程，能耗较大。

发明内容

为了克服现有的工业含铅废酸处理技术的缺陷，本发明提供一种将含有重金属铅和铁的废盐酸进行资源化利用的方法，既可以实现废盐酸的无害化处理，还可以实现其资源化利用的目的。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

通过硫化物沉淀法去除废盐酸中的铅离子，得到聚合氯化铁絮凝剂；产生的硫化氢气体经过降膜吸收、填料塔吸收和活性炭吸附处理后，满足国家关于恶臭污染物排放标准的要求，同时回收硫化物，实现全过程硫元素的循环利用；产生的硫化铅纯度与工业硫化铅纯度相当，可用作工业原料。

具体步骤为：

（1）硫化物溶液除铅：按照硫化物溶液:废盐酸:保护剂=1:5~8:0.02的体积比，在废盐酸溶液中逐渐滴加质量浓度为10~20%的硫化物溶液和质量浓度为5%的三价铁保护剂溶液，持续搅拌反应30~60分钟后，出料至静置沉淀罐，静置1~3小时，然后将上清液泵入氯化铁溶液储罐，浓缩液经板框压滤，去除泥饼，滤液泵入静置沉淀罐；

（2）聚合氯化铁絮凝剂制备；将氯化铁溶液经袋式过滤器去除细微悬浮物，然后根据溶液中铁离子的质量浓度，决定是否加入三氯化铁，使得溶液中铁离子的质量浓度不低于11%；再用质量浓度为10~30%的碱性溶液调节氯化铁溶液的pH值至2.5~3.5，熟化72~96小时，得到聚合氯化铁絮凝剂；

（3）硫化氢气体净化；将硫化物溶液与废盐酸反应过程中产生的大量硫化氢气体，经降膜吸收、填料塔吸收、除雾器去除水分和活性炭吸附处理后，得到净化，具体步骤是，通过真空泵将硫化氢气体抽至降膜吸收器，采用从填料吸收塔出来的回流液作为硫化氢吸收剂，停留时间3~30分钟，从降膜吸收器出来的硫化氢气体，经过填料吸收塔吸收，采用质量浓度为10~30%的碱性溶液作为吸收液，停留时间10~30分钟，从填料吸收塔出来的气体经除雾器去除湿雾后，进入活性炭吸附塔处理，尾气经烟囱达标排放，满足《恶臭污染物排放标准》中的二级排放标准要求，其中，填料吸收塔中采用新鲜的碱性溶液作为吸收剂，从填料吸收塔出来的回流液用于降膜吸收器中吸收硫化氢气体，吸收饱和后得到硫化物溶液，该硫化物溶液重新用于废盐酸中和以及铅沉淀反应，从而实现了全过程硫元素的循环利用。

本发明所述废盐酸中盐酸的质量浓度为3~15%，铅离子质量浓度为100~3000ppm，铁离子质量浓度为5~15%；所述硫化物为硫化钠、硫化钾、硫氢化钠、硫氢化钾中的一种或多种；所述三价铁保护剂为磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾中的一种或多种；所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和碳酸钾溶液中的一种或者多种。