采用膜技術(shù)從液相催化氧化?生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用膜技術(shù)從液相催化氧化?生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法。其特征在于用含金屬離子的副產(chǎn)稀酸液為原料，先輸送到預(yù)處理裝置中過濾，再輸送到處理料液混合槽中混合，用加壓泵壓送到納濾膜分離處理裝置中的納濾膜處理后，同時得到回收硫酸溶液和回收金屬離子溶液。本發(fā)明技術(shù)方法所需設(shè)備簡單，操作方便，容易控制，便于推廣。本發(fā)明技術(shù)方法回收的硫酸可用作濕法冶金的浸取液，而回收的金屬離子溶液則可返回?zé)煔饷摿騼艋b置中循環(huán)再使用。因此本發(fā)明技術(shù)方法無論是對現(xiàn)有有色金屬冶金企業(yè)煙氣脫硫系統(tǒng)的改造，還是對新建企業(yè)SO2煙氣凈化系統(tǒng)投資及運(yùn)行成本的降低和凈化效率的提高，都具有重大意義。
【專利說明】
采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001 ]本發(fā)明涉及一種用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]有色金屬冶金工業(yè)是SO2排放大戶之一，雖然許多有色冶金企業(yè)已在利用濃度較高的SO2冶煉煙氣制作硫酸，但是低濃度SO2煙氣的污染治理問題，至今仍沒有得到很好地解決。特別是在有色金屬礦產(chǎn)資源豐富的偏遠(yuǎn)山區(qū)，由于交通、電力、設(shè)備規(guī)模及外部條件等原因，在礦區(qū)附近建設(shè)運(yùn)行的中小型有色金屬冶煉廠一般難以利用SO2冶煉煙氣制作硫酸，其SO2煙氣通常只是經(jīng)過簡單處理后即外排。這不僅會嚴(yán)重污染區(qū)域大氣環(huán)境，而且造成了硫資源的浪費(fèi)。如有色冶金企業(yè)為提高產(chǎn)品附加值而設(shè)有濕法冶金生產(chǎn)工藝，則需要從外部購買硫酸來進(jìn)行濕法冶金生產(chǎn)。這類企業(yè)從外部購買硫酸的運(yùn)輸費(fèi)用，一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硫酸的銷售價(jià)，有時高達(dá)數(shù)倍，給企業(yè)造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。如果能夠研究出有效利用企業(yè)外排的低濃度SO2煙氣制作適合于濕法冶金生產(chǎn)的稀硫酸液的實(shí)用技術(shù)，則有望達(dá)到企業(yè)和環(huán)境“雙贏”的最佳效果。
[0003]液相催化氧化-微生物法煙氣脫除SO2技術(shù)集成液相催化氧化凈化法和生物凈化法的優(yōu)勢及特性，運(yùn)用小型實(shí)驗(yàn)生物膜填料塔系統(tǒng)，在循環(huán)噴淋液中添加金屬離子催化劑，使廢氣中SO2被氧化生成硫酸并進(jìn)入循環(huán)液中，從而實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫[1—3]。在凈化操作中，為保持SO2凈化效率需要排出一部分含有金屬離子的稀酸循環(huán)液。作為煙氣脫硫的副產(chǎn)物，其中的硫酸濃度一般可達(dá)8?20%。但如果不將這些含金屬離子的硫酸液進(jìn)行處理回收，勢必會造成二次污染，同時也是硫資源的浪費(fèi)。
[0004]近年來，國內(nèi)外有人研究采用膜技術(shù)處理含有單一或兩種金屬離子的工業(yè)酸洗廢液，將其中的硫酸回收再利用。但目前尚未看到采用膜技術(shù)同時分離處理硫酸溶液中多種金屬離子(如Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+)的相關(guān)研究報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，在總結(jié)成功實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上形成的，針對在液相催化氧化-微生物法煙氣脫硫工藝中作為副產(chǎn)物的含有多種金屬離子的稀酸液，發(fā)明采用膜技術(shù)同時分離處理其中的多種金屬離子(如Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+)并回收硫酸的新技術(shù)，具體的是采用耐酸滲析膜將液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中多種金屬離子與硫酸分離并回收硫酸的新技術(shù)，是一種采用膜滲析法同時分離處理硫酸溶液中多種金屬離子(如Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+)并回收硫酸的新型技術(shù)方法。
[0006]本發(fā)明采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于用含金屬離子的副產(chǎn)稀酸液(I)為原料，先輸送到預(yù)處理裝置(2)中過濾，再輸送到處理料液混合槽(3)中混合，用加壓栗壓(4)送到納濾膜分離處理裝置(5)中的納濾膜處理后，同時得到回收硫酸溶液(6)和回收金屬離子溶液(7)。
[0007]副產(chǎn)原料稀酸液分離液中硫酸濃度4-10%范圍，其中所含各金屬離子濃度Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+在 0.13-1.7g/L 范圍。
[0008]納濾膜分離處理裝置(5)中，納濾膜選擇性地過濾截留金屬離子組分，讓H+及SO42一陰離子能有效通過納濾膜，從而使金屬離子與硫酸分離。
[0009]納濾膜分離處理裝置(5)中的操作壓力在15_20bar范圍，溫度在O °C -45 °C范圍。
[0010]所述納濾膜分離處理裝置安裝的濾膜是耐酸納濾膜。
[0011]對廢液進(jìn)行預(yù)處理，使用格柵或?yàn)V網(wǎng)去除稀硫酸液中的懸浮物。
[0012]回收獲得的硫酸溶液濃度在5-15%范圍，其中回收的硫酸溶液中所含各金屬離子濃度 Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+在 10-100mg/L 范圍。
[0013]采用本發(fā)明形成的膜分離設(shè)備分離處理液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中金屬離子與硫酸，在適宜分離回收操作條件下，硫酸回收率可達(dá)70 % -80 %左右，對Fe2+、Μη2+、Ζη2+、Α13+四種金屬離子的分離截留率均可達(dá)93%-96%左右，分離效果良好。
[0014]本發(fā)明技術(shù)方法所需設(shè)備簡單，操作方便，容易控制，便于推廣。本發(fā)明技術(shù)方法回收的硫酸可用作濕法冶金的浸取液，而回收的金屬離子溶液則可返回?zé)煔饷摿騼艋b置中循環(huán)再使用。因此本發(fā)明技術(shù)方法無論是對現(xiàn)有有色金屬冶金企業(yè)煙氣脫硫系統(tǒng)的改造，還是對新建企業(yè)SO2煙氣凈化系統(tǒng)投資及運(yùn)行成本的降低和凈化效率的提高，都具有重大意義。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于此實(shí)施例。
[0016]圖1為本發(fā)明膜分離裝置工藝流程示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明處理裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0018]本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)篩選并確定耐酸納濾膜設(shè)備具有良好的分離效果和使用壽命，進(jìn)而建立了膜法分離液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中金屬離子與硫酸的新方法及裝置，其裝置工藝技術(shù)流程見圖1。并在處理實(shí)驗(yàn)中考察了分離液中硫酸濃度、金屬離子濃度、操作壓力等因素對硫酸分離回收的影響，獲得了適宜分離回收操作條件。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]使用的納濾膜選用市場銷售的由新加坡三達(dá)集團(tuán)三達(dá)膜科技(廈門)有限公司生產(chǎn)的S3B01-PBC8-2540型耐酸納濾膜。當(dāng)液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中硫酸濃度為8 %，F(xiàn)e2Mn2+、Zn2+、Al3+濃度分別為 I.0I g/L、0.65g/L、I.13g/L、0.81 g/L (該組濃度為液相催化氧化-生物法煙氣脫硫技術(shù)中金屬離子催化劑的最佳配比濃度)，分離金屬離子的透過納濾膜產(chǎn)生的溶液與未能透過納濾膜的溶液比為2:1，操作壓力為18bar( Ibar =
0.1Mpa)時，采用本發(fā)明膜分離技術(shù)及裝置處理，硫酸回收率可達(dá)80%左右，四種金屬離子截留率均可達(dá)96%左右。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]使用的納濾膜選用市場銷售的由新加坡三達(dá)集團(tuán)三達(dá)膜科技(廈門)有限公司生產(chǎn)的S3B01-PBC8-2540型耐酸納濾膜。當(dāng)液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中硫酸濃度為 10%，F(xiàn)e2+、Mn2+、Zn2+、Al3+濃度分別為I.52g/L、0.98g/L、I.70g/L、I.22g/L(最佳配比濃度的1.5倍)，分離金屬離子的稀液與濃液比為2:1，操作壓力為20bar(lbar = 0.1Mpa)時，采用本發(fā)明膜分離技術(shù)及裝置處理，硫酸回收率可達(dá)80%左右，四種金屬離子截留率均可達(dá)95%左右。
[0023]實(shí)施例3:
[0024]使用的納濾膜選用市場銷售的由新加坡三達(dá)集團(tuán)三達(dá)膜科技(廈門)有限公司生產(chǎn)的S3B01-PBC8-2540型耐酸納濾膜。當(dāng)液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中硫酸濃度為4%，F(xiàn)e2+、Mn2+、Zn2+、Al3+濃度分別為0.2g/L、0.13g/L、0.23g/L、0.16g/L(最佳配比濃度的0.2倍)，分離金屬離子的稀液與濃液比為2:1，操作壓力為15bar(lbar = 0.1Mpa)時，采用本發(fā)明膜分離技術(shù)及裝置處理，硫酸回收率可達(dá)70%左右，四種金屬離子截留率均可達(dá)93%左右。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于用含金屬離子的副產(chǎn)稀酸液(I)為原料，先輸送到預(yù)處理裝置(2)中過濾，再輸送到處理料液混合槽(3)中混合，用加壓栗壓(4)送到納濾膜分離處理裝置(5)中的納濾膜處理后，同時得到回收硫酸溶液(6)和回收金屬離子溶液(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于副產(chǎn)原料稀酸液分離液中硫酸濃度4-10%范圍，其中所含各金屬離子濃度Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+在0.13-1.7g/L范圍。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于納濾膜分離處理裝置(5)中，納濾膜選擇性地過濾截留金屬離子組分，讓H+及SO42-陰離子能有效通過納濾膜，從而使金屬離子與硫酸分離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于納濾膜分離處理裝置(5)中的操作壓力在15-20bar范圍，溫度在0°C_45°C范圍。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于所述納濾膜分離處理裝置安裝的濾膜是耐酸納濾膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于對廢液進(jìn)行預(yù)處理，使用格柵或?yàn)V網(wǎng)去除稀硫酸液中的懸浮物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用膜技術(shù)從液相催化氧化-生物法煙氣脫硫副產(chǎn)稀酸液中回收硫酸的方法，其特征在于回收獲得的硫酸溶液濃度在5-15%范圍，其中回收的硫酸溶液中所含各金屬離子濃度Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al3+在10-100mg/L范圍。
【文檔編號】B01D53/78GK106039950SQ201610650878
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610650878.9, CN 106039950 A, CN 106039950A, CN 201610650878, CN-A-106039950, CN106039950 A, CN106039950A, CN201610650878, CN201610650878.9
【發(fā)明人】王娜
【申請人】天津佳晟染料貿(mào)易有限公司