钽铌酸性生产废水资源化处理工艺及装置

摘要

本发明涉及钽铌酸性废水资源化回收利用处理工艺及装置，钽铌酸性废水进入渗析膜系统，回收酸性废水中的硫酸和氟硅酸、氟钛酸等，回收的酸回用于生产，剩余的残液废水进入中和沉淀系统；中和系统通过投加石灰乳中和酸性废水，中和后的废水进入沉淀池沉淀，清液进入精密过滤设备过滤系统，沉淀的污泥进入板框压滤机压滤，压滤清液和沉淀池上清液混合后进入精密过滤设备过滤系统，去除大部分悬浮颗粒物后，清液进入RO膜；RO膜去除水中的无机盐和有机物等杂质，得到的清液可用于渗析膜系统的加水透析回收酸，浓水进入蒸发结晶系统；RO浓水经过蒸发结晶得到杂盐，外运处理，蒸发冷凝液与RO清液混合返回渗析膜系统的加水透析回收酸。

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸性废水资源化回收利用处理工艺及装置，具体地说是涉及一种冶金行业酸性废水处理回收利用工艺及装置，属于水处理领域。

背景技术

钽(Ta)铌(Nb)属于高熔点、高沸点稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高等特性，广泛用于电子、精密陶瓷和精密玻璃工业、电声光器件、硬质合金、宇航及电子能工业、生物医学工程、超导工业、特种钢等产业。

近年来，我国钽铌冶炼工业发展很快，技术水平、生产能力都有了很大的提高，但其冶金的基本体系没有改变，在钽铌冶炼过程中，普遍采用酸分解矿石、HF-H

目前废硫酸资源化回收技术主要包括蒸发浓缩技术、氧化技术、萃取技术、结晶技术。其中蒸发浓缩和氧化技术不适于含金属离子等无机盐废酸回收；萃取技术能高效去除废酸中各类杂质，然而大多数萃取剂是易燃易爆的有机物，存在二次污染以及爆炸的风险；结晶技术既能回收硫酸又能回收废硫酸中携带杂质，然而该方法应用于含中、低浓度废硫酸回收过程，消耗能耗较大。因此，目前国内对于酸性废水中的处理较为普遍的方法是石灰沉淀法，生石灰是常用的药剂，它价格低、取材容易，但是有污泥量大，危废处置费用较高等缺陷。

因此，针对以上问题以及钽铌酸性废水的特点，开发一种钽铌酸性废水资源化回收利用处理工艺及装置具有潜在应用前景。

发明内容

本发明的目的是：解决现有技术中对钽铌酸性废水没有较好的酸回收和深度处理的方法，提出了一种钽铌酸性废水资源化回收利用处理工艺及装置。

钽铌酸性生产废水资源化处理工艺，包括如下步骤：

第1步，钽铌酸性废水进入通过扩散渗析处理，去除硫酸、氟硅酸、氟钛酸；

第2步，第1步中得到的渗析液加入石灰中和，使SO

第3步，将第2步得到的废水采用反渗透浓缩，浓缩液结晶后，得到废盐。

在一个实施方式中，所述的第1步中，扩散渗析采用阴膜作为选择性透过膜。

在一个实施方式中，所述的第1步中，得到的截留液送入钽铌冶炼过程中酸浸步骤。

在一个实施方式中，所述的的钽铌酸性废水中含有SO

在一个实施方式中，所述的扩散渗析过程中进行加水渗析。

在一个实施方式中，所述的第2步中，加入石灰中和后，废水pH>10；中和反应时间0.5~1h，沉淀时间为0.5~1h。

在一个实施方式中，所述的第2步中，过滤采用所陶瓷膜过滤设备、PVDF过滤设备或碟管膜过滤设备，过滤平均孔径范围为0.05~0.5μm。

在一个实施方式中，反渗透膜过滤压力1.5~2.5MPa，投加阻垢剂2~6mg/L。

在一个实施方式中，第2步中得到的废水需要经过采用铵根离子吸附剂的吸附处理后再进入第3步反渗透浓缩步骤。

在一个实施方式中，所述的铵根离子吸附剂选自天然天然斜发沸石、K改性沸石、Ca改性沸石、Mg改性沸石或者Ba改性沸石。

在一个实施方式中，所述的反渗透浓缩得到的渗透液返回第1步中作为加水渗析液。

钽铌酸性生产废水资源化处理装置，包括：

酸性废水罐，用于存储酸性废水；

扩散渗析装置，连接于酸性废水罐，用于对钽铌酸性生产废水进行扩散渗析处理；

中和反应池，连接于扩散渗析装置的渗透侧，用于对扩散渗析装置的渗析液进行中和反应；

石灰投加口，连接于中和反应池，用于向中和反应池中加入石灰；

固液分离器，连接于中和反应池，用于对中和反应后的废水进行过滤去除沉淀；

反渗透膜，连接于固液分离器的渗透侧，用于对去除沉淀后的废水进行过滤除盐；

蒸发结晶器，连接于反渗透膜的浓缩侧，用于对反渗透膜的截留液进行浓缩结晶处理。

在一个实施方式中，酸性废水罐和扩散渗析装置之间通过预过滤器连接。

在一个实施方式中，还包括加水装置，用于向扩散渗透装置中进行加水渗析。

在一个实施方式中，所述的反渗透膜的渗透侧连接于加水装置。

在一个实施方式中，还包括截留液罐，连接于扩散渗析装置的截留侧。

在一个实施方式中，还包括压滤机，连接于固液分离器的浓缩侧，用于对截留的沉淀进行脱水处理。

在一个实施方式中，固液分离器的渗透侧与反渗透膜的进水口之间通过吸附剂柱连接；所述的吸附剂柱中装填有氨根离子吸附剂。

在一个实施方式中，氨根离子吸附剂选自天然斜发沸石、K改性沸石、Ca改性沸石、Mg改性沸石或者Ba改性沸石。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明实现了钽铌酸性废水中的硫酸、氟硅酸、氟钛酸的资源化回收利用，减少了因中和酸产生的大量的废渣量，减少危废处置费用；2、对剩余的残液进行中和沉淀、精密过滤设备过滤、反渗透过滤和蒸发结晶处理后，得到清液可直接回用前端渗析膜系统工艺或生产工艺，实现系统内水的循环利用，无废水排放。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的装置图；

其中，1、酸性废水罐；2、预过滤器；3、扩散渗析装置；4、加水装置；5、截留液罐；6、中和反应池；7、石灰投加口；8、压滤机；9、固液分离器；10、吸附剂柱；11、反渗透膜；12、蒸发结晶器。

具体实施方式

本发明涉及一种钽铌酸性废水资源化回收利用处理工艺及装置。所述的工艺及装置主要包括：

钽铌酸性废水进入渗析膜系统，回收酸性废水中的硫酸和氟硅酸、氟钛酸等，酸浓度（Σ

在扩散渗析中得到的透析液中主要会含有H+、Zn

密过滤设备过滤系统去除大部分悬浮颗粒物后，通过吸附床层的对NH

基于以上的工艺，本发明提供的装置如图2所示，包括：

酸性废水罐1，用于存储酸性废水；

扩散渗析装置3，连接于酸性废水罐1，用于对钽铌酸性生产废水进行扩散渗析处理；

中和反应池6，连接于扩散渗析装置3的渗透侧，用于对扩散渗析装置3的渗析液进行中和反应；

石灰投加口7，连接于中和反应池6，用于向中和反应池6中加入石灰；

固液分离器9，连接于中和反应池6，用于对中和反应后的废水进行过滤去除沉淀；

反渗透膜11，连接于固液分离器9的渗透侧，用于对去除沉淀后的废水进行过滤除盐；

蒸发结晶器12，连接于反渗透膜11的浓缩侧，用于对反渗透膜11的截留液进行浓缩结晶处理。

其中，1、酸性废水罐；2、预过滤器；3、扩散渗析装置；4、加水装置；5、截留液罐；6、中和反应池；7、石灰投加口；8、压滤机；9、固液分离器；10、吸附剂柱；11、反渗透膜；12、蒸发结晶器。

在一个实施方式中，酸性废水罐1和扩散渗析装置3之间通过预过滤器2连接。

在一个实施方式中，还包括加水装置4，用于向扩散渗透装置3中进行加水渗析。

在一个实施方式中，所述的反渗透膜11的渗透侧连接于加水装置4。

在一个实施方式中，还包括截留液罐5，连接于扩散渗析装置3的截留侧。

在一个实施方式中，还包括压滤机8，连接于固液分离器9的浓缩侧，用于对截留的沉淀进行脱水处理。

实施例1

酸性废水酸浓度（Σ

实施例2

酸性废水酸浓度（Σ

实施例3

酸性废水酸浓度（Σ

实施例4

与实施例1的区别是：对进入反渗透膜的产水进行了天然斜发沸石的NH

酸性废水酸浓度（Σ

实施例5

与实施例1的区别是：对进入反渗透膜的产水进行了天然斜发沸石的NH

酸性废水酸浓度（Σ

实施例6

与实施例1的区别是：对进入反渗透膜的产水进行了天然斜发沸石的NH

酸性废水酸浓度（Σ

以上实施例中处理步骤中的运行参数如上表所示，从表中可以看出通过扩散渗透处理可以可以得到回收的酸液，能够再次应用于酸浸处理步骤；通过沉淀处理后，可以去除掉废水中的F