一種廢棄氯化鈉和廢酸的資源化處理方法
【專利說明】
(一)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及固廢處理領域和廢水處理領域，具體涉及一種廢棄氯化鈉和廢酸的的資源化處理方法。
(二)
【背景技術】
[0002]氯化鈉和硫酸鈉廣泛應用于染料、醫(yī)藥合成等工業(yè)領域。但是現(xiàn)階段，氯化鈉和硫酸鈉已經(jīng)供應過剩，導致許多化工企業(yè)副產(chǎn)的氯化鈉和硫酸鈉成為固廢，長期堆放或填埋，占地面積大，且造成土地鹽堿化，形成了極大的污染和資源浪費。有研究用雙極膜將無機鹽電離得到酸和鹽的技術，但該方法需要高純度無機鹽，且能耗高、耗水多、效果不穩(wěn)定，產(chǎn)出的酸和堿濃度小于10%，需進一步濃縮。本發(fā)明研究了一種從源頭上解決這一問題的方法。
[0003]化工企業(yè)中，硫酸和鹽酸、硝酸耗量極大，產(chǎn)生的廢酸因工藝不同而成分各異，處理方法也多種多樣。將含酸廢水可分為含鹽含酸廢水和無鹽含酸廢水。
[0004]酸化廢水、酸析廢水及部分磺化、硝化廢水及產(chǎn)品洗滌水中含雜質較少且不含無機鹽，雜去除后可經(jīng)濃縮代替新鮮酸使用。廢硫酸濃縮主要有2種方法:1.用廢硫酸去吸收SO3或蒸發(fā)濃縮;2.廢硫酸高溫裂解后經(jīng)凈化轉化成SO3再用濃硫酸去吸收。(李輝林等，‘青海鹽湖工業(yè)集團廢硫酸再生裝置的工藝優(yōu)化’，青?？萍迹?010年6月)方法I無法去除有機物，方法2能耗高且對設備腐蝕嚴重。含鹽廢酸主要來自中和、磺化、鹽析及部分產(chǎn)品洗滌，廢水中不僅含有大量硫酸，還有硫酸鈉或氯化鈉及有機磺酸鈉鹽等。這類廢水高鹽、高酸、高色度，且生物毒性大，難以生化處理，常用萃取法處理，但處理后的廢水中含有硫酸鈉鹽或氯化鈉鹽，回收得到的鹽做固廢堆放或填埋。濕式氧化法與萃取法有同樣的缺點，且設備腐蝕嚴重。高溫氧化濃縮法回收硫酸成本高、危險大，而且鹽與酸的混合物極難分離；中和法回收到的混鹽很難回用，大多做固廢處理。
[0005]如何有效的處理含酸廢水和廢鹽，不產(chǎn)生二次污染，又能實現(xiàn)資源的綜合利用，一直是本領域技術人員亟待解決的問題。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服這類廢水和廢棄氯化鈉獨立處理時存在的各種缺點，本發(fā)明提供一種綜合處理方法，不僅可以簡單、高效、安全的處理含酸廢水和/或廢鹽(氯化鈉)，還可以回收到尚品質、尚價值的硫酸鐘和鹽酸。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案是:
[0008]—種廢棄氯化鈉和廢酸的資源化處理方法，所述方法包括:
[0009](I)預處理:通過預處理，去除廢棄氯化鈉和廢酸的中的有機物，得到氯化鈉鹽I和酸液I;所述廢棄氯化鈉來自:磺化吐氏酸母液廢水、纖維素廢水、6氯廢水、鹽析廢水等含氯化鈉廢水或固廢氯化鈉，所述廢酸來自下列含酸廢水:T酸母液廢水、G鹽母液廢水、K酸廢水、磺化吐氏酸母液廢水、CLT酸廢水、PNT廢水、R鹽廢水或蒽醌生產(chǎn)廢水;所述處理對象可以單獨是某一種同時含有氯化鈉和廢酸的廢水(如磺化吐氏酸母液廢水、G鹽廢水、R鹽廢水，此時預處理得到的是氯化鈉鹽I和酸液I的混合物，步驟(2)中則不需要混合)，也可以是兩種廢水(或廢棄物)的混合物(例如鹽析廢水或和PNT廢水)，含酸廢水中含酸量為15?40% (w/w)，廢酸可為廢硫酸，或是含有少量鹽酸和/或硝酸的廢硫酸。
[0010](2)回收酸:將氯化鈉鹽1(廢棄氯化鈉來自固廢氯化鈉時，無需預處理步驟，將固廢氯化鈉加入預處理后的酸液中即可)和足量酸液I混勻，加熱到70?150°C(優(yōu)選80?90°C)，通過降膜吸收回收鹽酸，得到濃縮液Π ;
[0011](3)鹽循環(huán):向濃縮液Π中投加氯化鉀，加熱至100?130°C，攪拌反應2?6h后，冷卻(優(yōu)選冷卻至30?60°C)結晶，分離得到硫酸鉀晶體和濾液m。
[0012]本發(fā)明所述的鹽析廢水包括直接黑VSF600、活性紅K-2BP、活性橙KN-5R、224#紅、71#藍、直接黑G等染料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鹽析廢水。
[0013]本發(fā)明所涉及的反應如下:
[0014]2NaCl+H2S04^Na2S04+2HCl——(a)
[0015]Na2S04+2KCl^NaCl+K2S04——(b)
[0016]氯化鈉與硫酸先進行反應(a)，回收到鹽酸并得到濃縮液，濃縮液進入反應(b)，得到的硫酸鉀做鉀肥，得到的濾液(含氯化鈉)可繼續(xù)進入反應(a)。
[0017]所述氯化鈉來自含氯化鈉廢水時，所述方法如下:
[0018](I)預處理:采用萃取、吸附或濃縮預處理，分別去除含氯化鈉廢水和含酸廢水中的有機物，得到氯化鈉溶液I和酸液I;所述含氯化鈉廢水為磺化吐氏酸母液廢水、纖維素廢水、6氯廢水、鹽析廢水等；
[0019](2)回收酸:向氯化鈉溶液I中加入酸液I，加熱到80?90°C，通過降膜吸收，得到鹽酸和濃縮液Π。作為優(yōu)選，反應中硫酸應過量3?10%，混合后的酸液中硫酸的質量含量應大于 15% (w/w)。
[0020](3)鹽循環(huán):向濃縮液Π中投加氯化鉀，加熱至100?130°C，攪拌反應2?6h后，冷卻至30?60°C結晶，分離得到硫酸鉀晶體和濾液Π。
[0021]步驟(3)得到的濾液Π(含氯化鈉)可繼續(xù)重復步驟(2)回收酸反應，循環(huán)處理。
[0022]所述氯化鈉來自同時含有氯化鈉和廢酸的廢水時，所述方法可如下:
[0023](A)預處理:采用萃取、吸附或濃縮預處理，去除含酸廢水中的有機物，得到含鹽酸液I;所述含酸廢水為磺化吐氏酸母液廢水、G鹽母液廢水或R鹽廢水；
[0024](B)回收酸:含鹽酸液I加熱到70?150°C，通過降膜吸收，得到鹽酸和濃縮液2;
[0025](C)鹽循環(huán):向濃縮液2中投加氯化鉀，加熱至100?130°C，攪拌反應2?6h后，冷卻結晶，分離得到硫酸鉀晶體和濾液3。
[0026]步驟(C)所得濾液3(含氯化鈉)可繼續(xù)重復步驟(B)回收酸反應。
[0027]所述氯化鈉來自固廢氯化鈉時，所述方法如下:
[0028](I)預處理:采用萃取、吸附或濃縮預處理，去除含酸廢水中的有機物，得到酸液I;
[0029](2)回收酸:向酸液I中加入固廢氯化鈉至飽和，加熱到80?90°C，通過降膜吸收，得到鹽酸和濃縮液2;
[0030](3)鹽循環(huán):向濃縮液2中投加氯化鉀，加熱至100?130°C，攪拌反應2?6h后，冷卻至30?60°C結晶，分離得到硫酸鉀晶體和濾液2。
[0031]步驟(3)得到的濾液Π(含氯化鈉)可繼續(xù)重復步驟(B)回收酸反應。
[0032]回收到的鹽酸可繼續(xù)用于工業(yè)生產(chǎn)，回收到的硫酸鉀可作為農(nóng)用化肥出售使用。
[0033]本發(fā)明所述處理方法中，物料的理論投加量按照化學方程式計算。其中，鹽循環(huán)步驟中，氯化鉀的投加量為理論投加量(摩爾質量)的I?1.1倍；回收酸步驟中，硫酸的投加量為理論投加量(摩爾質量)的I?1.1倍。再優(yōu)選，回收酸步驟中，硫酸加量比理論投加量(質量)過量3?10%。
[0034]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:
[0035](I)避免傳統(tǒng)廢酸回收方法高危險、高能耗的問題；
[0036](2)改進了傳統(tǒng)含鹽廢酸回收的鹽種類不一、質量差、再生經(jīng)濟性差的狀況。
[0037](3)研發(fā)出一種廢水資源化處理的循環(huán)系統(tǒng)，利用廢酸及其中的鹽或工業(yè)廢鹽生廣更尚價值、品位的廣品。
[0038](4)在處理廢水廢鹽的同時，不斷產(chǎn)出高品質、高價值的鹽和酸。
[0039](5)本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)對廢酸適用范圍廣，需要的原料也是化工行業(yè)常用的原理，極適合應用與化工工業(yè)園區(qū)集中處理廢酸。
[0040](6)易實現(xiàn)自控管理。
(四)
【具體實施方式】
[0041]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:
[0042]實施例1:
[0043]磺化吐氏酸母液廢水中含硫酸28% (w/w)，含氯化鈉10% (w/w) ,C0D = 29000mg/Lo
[0044](I)廢水萃取后，得到含鹽酸液⑶D約230mg/L、含酸25% (w/w)、氯化鈉10.2% (w/
W) O
[0045](2)將含鹽酸液加熱至90°C，降膜回收鹽酸，測得氯的回收率為97%、回收的鹽酸質量濃度為38%，用于重氮反應制染料。
[0046](3)向步驟(2)回收鹽酸后得到的濃縮液中加入13 % (以濃縮液質量