專利名稱：一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢液回收技術，具體涉及一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備及工藝。
背景技術：
目前，某些化工行業(yè)，如鋁電解電容器鋁箔、鋼鐵等金屬表面處理制程中，會產(chǎn)生大量的含金屬鹽的廢稀磷酸，處理這些廢稀磷酸的傳統(tǒng)做法有些是直接排放，既浪費寶貴資源又嚴重污染環(huán)境；有些是用石灰中和，浪費資源的同時也增加了成本，還會產(chǎn)生大量污泥造成二次污染。因此，開發(fā)廢稀磷酸的回收再利用節(jié)能減排新技術已經(jīng)成為社會和企業(yè)的迫切需要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種環(huán)保、無二次污染又具有高效益回報的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備及工藝。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)
本發(fā)明一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備，包括
預處理系統(tǒng)用于濾除廢稀磷酸溶液中的固型或膠體微粒；所述預處理系統(tǒng)包括反沖式過濾裝置，該反沖式過濾裝置包括串聯(lián)或并聯(lián)設置的可反沖洗濾布或聚乙烯(PE) 燒結濾芯過濾器及保安過濾器；
壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)用于分離經(jīng)過所述預處理系統(tǒng)處理的廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽和游離稀磷酸；所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)包括能夠分離一價與二價或多價正離子的微孔荷電卷式分離膜，廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽(二或多價正離子，如鋁)不能通過該微孔荷電卷式分離膜而被濃縮形成濃縮鹽溶液，游離稀磷酸能夠通過該微孔荷電卷式分離膜而成為可回收稀磷酸；
樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)用于進一步處理經(jīng)過所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)得到的含酸濃縮鹽溶液，分離磷酸鹽和游離稀磷酸；所述樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)包括能夠吸附游離酸而濾出鹽溶液的游離酸吸附樹脂床，吸附在所述游離酸吸附樹脂床中的游離酸可以用水脫附后再回流進入所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)進行循環(huán)處理，從所述游離酸吸附樹脂床中濾出的含微量酸鹽溶液排放至廢水處理系統(tǒng)中進行常規(guī)廢水處理。
進一步地，上述的一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備，所述預過濾系統(tǒng)還包括用于降低進料廢液溫度的冷卻裝置。
進一步地，上述的一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備，所述可反沖洗濾布或聚乙烯(PE)燒結濾芯過濾器的過濾孔徑在I 100 μ m之間。
本發(fā)明含金屬鹽廢稀磷酸的回 收處理工藝，是利用上述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備處理廢液，具體包括如下步驟
(I)、將含金屬鹽廢稀磷酸溶液送入預處理系統(tǒng)進行處理，濾除廢稀磷酸溶液中的固型或膠體微粒，避免堵塞后續(xù)系統(tǒng)中的其他過濾設備；
(2)、經(jīng)過步驟(I)預過濾系統(tǒng)處理的廢稀磷酸溶液再送入壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)中繼續(xù)進行過濾廢稀磷酸溶液經(jīng)泵加壓通過微孔荷電卷式分離膜，廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽(二或多價正離子，如鋁)不能通過該微孔荷電卷式分離膜而被濃縮形成含酸濃縮鹽溶液，游離稀磷酸能夠通過該微孔荷電卷式分離膜而成為可回收稀磷酸；
(3)、經(jīng)過步驟(2)得到的含酸濃縮鹽溶液再送入樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)進行進一步過濾處理先使步驟(2)得到的含酸濃縮鹽溶液通過游離酸吸附樹脂床，游離稀磷酸被吸附在所述游離酸吸附樹脂床中，濾出液為被吸除游離稀磷酸的(二或多價正離子，如鋁)鹽溶液；再向所述游離酸吸附樹脂床中通入水以脫附樹脂床中的游離稀磷酸， 并將脫附下來的游離稀磷酸回流送入所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)中循環(huán)進行步驟(2) 的處理過程,而濾出的含微量鹽溶液則排放至廢水處理系統(tǒng)進行常規(guī)廢水處理。
進一步地，上述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，步驟(I)中，含金屬鹽廢稀磷酸溶液在預處理的過程中進行了冷卻處理。
進一步地，上述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，步驟(2)中，當濃縮鹽溶液達到一定濃度時，需定量或連續(xù)排放濃縮鹽溶液，以避免所述微孔荷電卷式分離膜受滲透壓影響而造成膜過濾速率變緩。
進一步地，上述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，步驟(2)中，需定時定量用高流速純水沖洗所述微孔荷電卷式分離膜的膜面，以減少微粒及濃度極化現(xiàn)象阻塞膜面而影響膜通量。
進一步地，上述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，利用該工藝處理的含金屬鹽廢稀磷酸中，游離稀磷酸的質(zhì)量濃度在O 30%之間，金屬鹽的質(zhì)量濃度在O 10%之間。
本發(fā)明技術方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在
本發(fā)明提供的含金屬鹽廢稀磷酸純化回收設備及利用該設備處理廢磷酸的工藝， 處理過程只需用到水，不使用任何化學物品，無二次污染，同時還能使廢磷酸的絕大部分得到回收，既環(huán)保又節(jié)省了回收成本，另外還具有投資回報短、經(jīng)濟效益高的優(yōu)點。


下面結合附圖對本 發(fā)明技術方案作進一步說明
圖1為實施例中使用本發(fā)明設備回收處理含鋁廢磷酸的工藝過程示意圖；具體實施方式
以下結合具體實施例，對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
實施例
本實施例以磷酸質(zhì)量濃度約為5%、鋁離子質(zhì)量濃度為IOOOppm的含鋁廢磷酸為待處理廢液，利用本發(fā)明的設備對該廢液進行稀磷酸的回收處理。參見圖1，具體過程如下
(I)、將含鋁廢稀磷酸溶液(H3PO4 5% ；A13+ 1000ppm)以1000L/hr的流量送入預過濾系統(tǒng)中進行處理。所述預過濾系統(tǒng)包括反沖式過濾裝置，該反沖式過濾裝置由串聯(lián)或并聯(lián)(視具體需要而定)設置的可反沖洗濾布或PE燒結濾芯過濾器及保安過濾器構成，此步主要是濾除廢稀磷酸溶液中的固型或膠體微粒，避免堵塞后續(xù)系統(tǒng)中的分離膜和吸附樹脂等其他過濾設備；所述預處理系統(tǒng)還包括冷卻裝置，用于降低進料酸溫度，以保護后續(xù)設備、延長膜及樹脂的使用壽命，冷卻裝置可視需要采用。
(2)、經(jīng)過步驟(I)預處理系統(tǒng)處理的廢稀磷酸溶液再送入壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)中繼續(xù)進行過濾。所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)利用一種可分離一價與二價或多價正離子的特殊微孔荷電卷式分離膜，以分離鋁鹽和游離稀磷酸。經(jīng)過步驟(I)過濾冷卻處理的廢稀磷酸溶液經(jīng)泵加壓通過所述微孔荷電卷式分離膜，游離稀磷酸能夠通過該分離膜而成為可回收稀磷酸(H3PO4 -4% ；A13+ < IOOppm)，而鋁鹽不能通過該分離膜，因此在膜的一側堆積濃縮形成濃磷酸鋁廢液(H3PO4 :_4%;Al3+:4500ppm)。當該濃磷酸鋁廢液堆積達到一定濃度時，需定量或連續(xù)排放，；另外還需定時定量用高流速純水沖洗所述微孔荷電卷式分離膜的膜面，以減少微粒及濃度極化現(xiàn)象阻塞膜面而影響膜通量。
(3)、經(jīng)過步驟(2)得到的含酸濃磷酸鋁廢液再送入樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)中進行進一步過濾處理。首先使步驟(2)得到的含酸濃磷酸鋁廢液通過游離酸吸附樹脂床(它是一種能夠先吸附游離酸，然后用水脫附出游離酸的特殊樹脂)，游離稀磷酸被吸附在所述游離酸吸附樹脂床中，濾出液為被吸除大部份游離稀磷酸的磷酸鋁廢液(還含有少量磷酸，H3PO4 1% ；A13+ :3500ppm)，該磷酸鋁廢液中游離酸含量得到極大降低，直接排放至廢水處理系統(tǒng)中進行常規(guī)的廢水處理；向樹脂床中通入純水以脫附樹脂上的稀磷酸，將這種鋁鹽濃度較低的較純的稀磷酸(H3PO4 3%；A13+ =IOOOppm)重新回流送入壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)進行循環(huán)過濾處理。
本發(fā)明能夠使含金屬鹽廢稀磷酸中的磷酸絕大部分得到回收，全部程序只用到水，不污染環(huán)境，既環(huán)保又具有很高的經(jīng)濟效益。
需要 理解到的是上述說明并非是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構思范圍內(nèi)，所進行的添加、變換、替換等，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備，其特征在于包括 預處理系統(tǒng)用于濾除廢稀磷酸溶液中的固型或膠體微粒；所述預處理系統(tǒng)包括反沖式過濾裝置，該反沖式過濾裝置包括串聯(lián)或并聯(lián)設置的可反沖洗濾布或聚乙烯燒結濾芯過濾器及保安過濾器； 壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)用于分離經(jīng)過所述預處理系統(tǒng)處理的含鹽廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽和游離稀磷酸；所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)包括能夠分離一價與二價或多價離子的微孔荷電卷式分離膜，廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽不能通過該微孔荷電卷式分離膜而被濃縮形成濃縮鹽溶液，游離稀磷酸能夠通過該微孔荷電卷式分離膜而成為可回收稀磷酸； 樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)用于進一步處理經(jīng)過所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)得到的含酸濃縮鹽溶液，分離磷酸鹽和游離稀磷酸；所述樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)包括能夠吸附游離酸而濾出鹽溶液的游離酸吸附樹脂床，吸附在所述游離酸吸附樹脂床中的游離酸可以用水脫附后再回流進入所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)進行循環(huán)處理，從所述游離酸吸附樹脂床中濾出的鹽溶液排放至廢水處理系統(tǒng)中進行常規(guī)廢水處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備，其特征在于所述預處理系統(tǒng)還包括用于降低進料廢液溫度的冷卻裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備，其特征在于所述可反沖洗濾布或聚乙烯燒結濾芯過濾器的過濾孔徑在I 100 μ m之間。
4.利用權利要求1所述裝置實現(xiàn)含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，其特征在于包括如下步驟 (1)、將含金屬鹽廢稀磷酸溶液送入預處理系統(tǒng)進行處理，濾除廢稀磷酸溶液中的固型或膠體微粒，避免堵塞后續(xù)系統(tǒng)中的其他過濾設備； (2)、經(jīng)過步驟(I)預處理系統(tǒng)處理的廢稀磷酸溶液再送入壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)中繼續(xù)進行過濾廢稀磷酸溶液經(jīng)泵加壓通過微孔荷電卷式分離膜，廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽不通過該微孔荷電卷式分離膜而被濃縮形成濃縮鹽溶液，游離稀磷酸能夠通過該微孔荷電卷式分離膜而成為可回收稀磷酸； (3)、經(jīng)過步驟(2)得到的含酸濃縮鹽溶液再送入樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)進行進一步過濾處理先使步驟(2)得到的含酸濃縮鹽溶液通過游離酸吸附樹脂床，游離稀磷酸被吸附在所述游離酸吸附樹脂床中，濾出液為被吸除游離稀磷酸的鹽溶液；再向所述游離酸吸附樹脂床中通入水以脫附樹脂床中的游離稀磷酸，并將脫附下來的游離稀磷酸送入所述壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)中循環(huán)進行步驟(2)的進一步脫鹽處理過程，而濾出的極微量酸的鹽溶液則排放至廢水處理系統(tǒng)進行常規(guī)廢水處理。
5.根據(jù)權利要求4所述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，其特征在于步驟(I)中，含金屬鹽廢稀磷酸溶液在進料和過濾處理的過程中進行冷卻處理。
6.根據(jù)權利要求4所述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，其特征在于步驟(2)中，當濃縮鹽溶液達到一定濃度時，需定量或連續(xù)排放濃縮鹽溶液，以避免所述微孔荷電卷式分離膜受滲透壓影響而造成膜過濾速率變緩。
7.根據(jù)權利要求4所述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，其特征在于步驟(2)中，需定時定量用高流速純水沖洗所述微孔荷電卷式分離膜的膜面，以減少微粒及濃度極化現(xiàn)象阻塞膜面而影響膜通量。
8.根據(jù)權利要求4所述的含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理工藝，其特征在于利用該エ藝處理的含金屬鹽廢稀磷酸中，游離稀磷酸的質(zhì)量濃度在O 30%之間，金屬鹽的質(zhì)量濃度在0 10%之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含金屬鹽廢稀磷酸的回收處理設備及工藝，該設備包括用于濾除廢稀磷酸溶液中的固型或膠體微粒的預過濾系統(tǒng)、用于分離經(jīng)過上步處理的廢稀磷酸溶液中的磷酸鹽和游離稀磷酸的壓力分離膜脫鹽回收系統(tǒng)以及用于進一步處理經(jīng)過上步處理得到的含酸濃縮鹽溶液以進一步分離磷酸鹽和殘余游離稀磷酸的樹脂酸吸附法磷酸回收除鹽系統(tǒng)。本發(fā)明提供的設備及利用該設備處理回收含鹽廢磷酸的工藝，處理過程只需用到水，不使用任何化學物品，無二次污染，同時還能使廢磷酸的絕大部分得到回收，既環(huán)保又節(jié)省了回收成本，還具有投資回報短、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。
文檔編號C01B25/18GK103030123SQ20121057618
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者夏涵瑩, 夏浩中 申請人:蘇州浩中環(huán)保設備有限公司