[发明专利]一种利用湿法冶炼锗产生的含铁、砷与多种重金属的废盐酸制备聚合氯化铝净水剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用湿法冶炼锗产生的含铁、砷与多种重金属的废盐酸制备聚合氯化铝净水剂的方法，包括：萃取除铁、酸反萃有机相脱砷、反萃回收铁、硫化法沉淀除砷、制备聚合氯化铝、聚合氯化铝除铅、镉、氯化铁溶液除重金属和氧化再聚合，共7个步骤。本发明可以实现含铁、砷与多种重金属的废盐酸制备成符合国家相关产品质量标准的液体聚合氯化铝净水剂，同时废盐酸中的铁富集到氯化铁溶液中，砷富集到硫化砷渣，铅与镉富集到硫化铅渣中被分步分离，得到的各种渣都可以作为工业冶炼的原料，本发明原理可信、工艺可行、成本低廉、管理方便，有很好的实用价值，本发明成功实施，有助于湿法冶炼锗行业健康、环保、可持续发展。

技术领域

本发明属于废酸处理与回收利用领域，具体涉及一种利用湿法冶炼锗过程中产生的含铁、砷与多种重金属的废盐酸经7个步骤，分别去除铁、砷与多种重金属制备聚合氯化铝净水剂的方法。

技术背景

湿法冶炼锗过程中产生的含铁、砷与多种重金属的废盐酸处理与回收现行工艺采用酸碱中和法，此法消耗石灰多，并产生大量含重金属的危废渣，难于进一步利用或处置，废渣中的重金属和Cl^-极易渗出而引发二次环境污染。由于缺乏合适的处理和处置工艺，危废处置企业不得不违法堆存含多种重金属的中和危废渣，已经诱发环境污染刑事案件，锗冶炼企业环保压力非常大，成为制约全行业可持续、健康发展的一个瓶颈问题。

膜回收废盐酸法：扩散渗析膜回收废盐酸是根据盐酸与酸中其余金属离子半径差距或膜内外侧离子浓度差的规律，废盐酸中的盐酸选择性的透过扩散或电渗析膜，进入水中富集，半径较大的离子被截留在废盐酸中，此法处理成本高，现有的商品膜处理含多种重金属离子共存的盐酸体系，其选择性较低，同时产生大量低浓度废盐酸需进一步中和法处理。可能由于铁离子容易和氯离子形成螯合物，经过膜渗析处理的酸，铁还是难于分离，其他重金属的分离的效果也不是很好，发明者尝试采用多种国内外优质扩散和电渗析膜处理此种废盐酸，均没有奏效。

中国专利CN107245582A，中国专利CN107245582B，中国专利CN110844963A、均公开了一种盐酸体系中萃取铁的方法，采用TBP作为有机相，铁的萃取率高，但是其主要针对的是不含重金属的盐酸体系，尤其是不含容易与铁发生协同共萃取的重金属。中国专利CN104451145A公开了氯化物体系中萃取铁的方法，采用N,N-二（2-乙基己基）乙酰胺有机相，氯化物体系中铁的萃取率大于94％，但是其针对的氯化物体系中也不含容易与铁发生共萃取的砷。中国专利CN108046507A，中国专利CN207862100U公开了一种含重金属酸洗废盐酸体系中萃取铁的方法，采用TBP作为有机相。但是其针对的是含铁、锌与铅三种重金属的酸洗废液，体系中仍然不含容易与铁发生共萃取的砷。

中国专利CN108046507A，中国专利CN207862100U公开了一种含重金属酸洗废盐酸体系中萃取铁的方法，采用TBP作为有机相同时萃取铁、锌，含铁或锌的有机相用碱液分步反萃，各级反萃液用碱液处理，以氢氧化铁、氢氧化锌的形式分别回收铁与锌。萃取后的含铅废盐酸再经蒸馏，分别回收盐酸和结晶氯化铅。其针对的是含铁、锌与铅三种重金属的酸洗废液，体系中不含砷，若废盐酸中含砷，蒸发时砷易以砷化氢形式挥发，难于处理。

段天平(《溶剂萃取分离铁锌》，四川联合大学化工系，10(3)，245-251)中介绍铁离子在盐酸体系中以FeCl_n^3-n络合物形式存在,其中氯离子在浓度为4～6mol/L时，以FeCl₃中性分子络合物形式存在的占60～80%，以FeCl⁺₂络合物形式存在的占20～30%，而以FeCl^-₄络合物形式存在的占不到5%。高自立等（《溶剂萃取化学》，科学出版, 1991，45~113）中性络合萃取剂 TBP对金属的萃取，是通过≡P=O键氧原子上的孤对电子与中性无机物分子中的金属原子配位，产生溶剂化作用，生成难溶于水，易溶于有机相的中性溶剂配合物而实现的，被萃物必须是中性分子。