电镀锡助熔槽外排液分级回用系统及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电镀锡助熔槽外排液分级回用系统及工艺，回用系统包括助熔槽1、外排液收集槽2、计量提升泵、加热器、蒸发器、电镀液储存槽、气液分离器、冷凝器、冷凝水均质池、催化氧化池和絮凝沉淀池；助熔槽、外排液收集槽、计量提升泵、加热器和蒸发器依次连通，蒸发器分别通过第一管道和第二管道与电镀液储槽和加热器相连通。本发明对电镀锡助溶槽外排液进行分级处理，通过加热、蒸发、循环浓缩实现浓缩液回用，冷凝水经均质、催化氧化、絮凝沉淀实现达标外排，实现了锡离子的高效回收和废水的达标排放，并且避免了酸浸、焙烧、还原、粗锡精制等操作，大大节约运行成本。
【专利说明】
电镀锡助熔槽外排液分级回用系统及工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种电镀锡助熔槽外排液分级回用系统及工艺，属于电镀锡废水回用和处理技术领域。
【背景技术】
[0002]目前电镀锡工艺大都采用不溶性阳极镀锡，电镀过程中电镀槽、回收槽、助熔槽依次串联，高速镀锡过程中，回收槽液随高速镀锡基板惯性带入助熔槽中，导致助熔槽内Sn2+浓度越来越高。为满足软熔工艺要求，助熔槽内Sn2+浓度需始终小于2.5g/L，当助熔槽内Sn2+浓度大于该值时，常规做法为用脱盐水置换部分助熔槽液，并添加适量PSA及ENSA。
[0003]置换的助溶槽液Sn2+浓度一般在2.0-2.5g/L，属于典型的含金属离子、高COD浓度、难降解的酸性废液，若直接排入电镀锡废水处理系统，不仅造成锡的浪费，而且对后续的污水处理系统造成极大的冲击负荷，影响废水处理效果，造成严重的环境污染。
[0004]近年来，部分企业开始采用分步沉淀的碱法回收锡离子，使其以氢氧化锡或氢氧化亚锡的形式沉淀，与生产线的锡泥混合后进行金属锡的回收，废水则进入电镀锡废水处理系统。专利号ZL201410372932.9公布了一种从电镀锡泥中回收镀锡用精锡的方法，通过酸浸、焙烧、保护气氛还原、粗锡精制等得到符合回用要求的精锡。上述方法尽管实现锡离子的回收和回用，但是废水仍然很难处理达标或处理费用昂贵，原因是废水中苯酚磺酸为强酸性、难降解有机物，传统活性污泥法很难处理达标，需要进行化学强化预处理、高效生物处理、芬顿深度氧化的组合工艺才能实现处理达标，处理费用昂贵，大大增加了企业的运行成本。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电镀锡助熔槽外排液分级回用系统及工艺，对电镀锡助溶槽外排液进行分级处理，通过加热、蒸发、循环浓缩实现浓缩液回用，冷凝水经均质、催化氧化、絮凝沉淀实现达标外排，实现了锡离子的高效回收和废水的达标排放，并且避免了酸浸、焙烧、还原、粗锡精制等操作，大大节约运行成本。
[0006]本发明所采取的技术方案是:
一种电镀锡助熔槽外排液分级回用系统，包括助熔槽1、外排液收集槽2、计量提升栗、加热器、蒸发器、电镀液储存槽、气液分离器、冷凝器、冷凝水均质池、催化氧化池和絮凝沉淀池；
助熔槽、外排液收集槽、计量提升栗、加热器和蒸发器依次连通，蒸发器分别通过第一管道和第二管道与电镀液储槽和加热器相连通；
蒸发器通过蒸汽管道与气液分离器连通;气液分离器的气相出口与冷凝器相连通;气液分离器的液相出口与加热器连通;冷凝器出口与冷凝水均质池、催化氧化池和絮凝沉淀池依次连通。
[0007]还包括水环式真空栗和循环水箱，循环水箱与水循环式真空栗连通，水循环式真空栗与蒸发器连接。
[0008]催化氧化池为序批式催化氧化池，含两级催化池、氧化池，两级催化池内装填料，从下往上依次为鹅软石、电化学氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形;两级催化池、氧化池为底部曝气。
[0009]絮凝沉淀池为中心布水的上进水上出水反应器。
[0010]本发明还提供一种电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，包括下述步骤:
助熔槽的外排液进入外排液收集槽，然后进入加热器进行加热，经温度传感器检测温度达标后进入蒸发器进行浓缩，浓缩液在蒸发器和加热器间循环；
蒸发器的浓缩液经锡离子浓度在线检测后，关闭第二管道，打开符合质量要求的浓缩液经第一管道进入电镀液储存槽实现回用；
蒸发器蒸发出的蒸汽通过蒸汽管道进入气液分离器进行气液分离，气液分离器分离出的液相进入加热器继续循环，分离出的气相进入冷凝器进行冷凝，然后依次经进入冷凝水均质池进行均质处理、催化氧化池催化氧化处理、絮凝沉淀池混凝沉淀，混凝沉淀后达到出水直接达标排放。
[0011]其中，蒸发器压力为-0.06MPa?-0.1MPa，由水环式真空栗控制蒸发器压力，水环式真空栗与循环水箱相连。
[0012]加热器温度为50?70°C，由温度传感器实时监测温度，与蒸汽流量实现连锁控制。
[0013]蒸发器中的浓缩液中锡离子经Sn2+浓度在线检测浓度在18-28g/L时，进入电镀液储存槽，实现镀锡线回用。
[0014]催化氧化池为序批式催化氧化池，含两级催化池、氧化池，两级催化池内装填料，从下往上依次为鹅软石、电化学氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形;两级催化池、氧化池为底部曝气，曝气量根据来水水量调节气水比:4:1-2:1。
[0015]絮凝沉淀池为中心布水的上进水上出水反应器，通过中和剂调整进水PH为8.0-10.0;所述絮凝剂为PAM、PAC的一种或两种。絮凝剂计量栗、中和剂计量栗与PH在线检测仪实现连锁控制。所述中和剂为质量分数为30%的NaOH。
[0016]冷凝水均质后PH为3.0-4.0，酸性调节剂为质量分数为98%的硫酸，pH在线检测仪与酸性调节剂流量栗连锁控制。
[0017]采用该工艺可实现大部分助溶槽外排液的达标回用，剩余外排液的处理难度大大降低，通过催化氧化、絮凝沉淀工艺便可实现达标排放，大大节约废水处理成本。回收的助熔槽外排液完全达到回用要求，进入电镀液储存槽后实现镀锡线回用，避免了锡离子的浪费，或复杂的锡回收、酸浸、焙烧、还原、粗锡精制等步骤，大大节约运行成本。该工艺流程简单、运行稳定、实现了助熔槽外排液的高效回用和处理，环境效益和经济效益显著。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明对电镀锡助溶槽外排液进行分级处理，通过加热、蒸发、循环浓缩实现浓缩液回用，冷凝水经均质、催化氧化、絮凝沉淀实现达标外排，实现了锡离子的高效回收和废水的达标排放，并且避免了酸浸、焙烧、还原、粗锡精制等操作，大大节约运行成本。
[0019]本工艺与外排液传统处理方法相比，工艺简单，运行成本低，经济效益和环境效益显著。
【附图说明】
[0020]图1为本发明电镀锡助熔槽外排液分级回用系统的结构图；
其中，1、助熔槽;2、外排液收集槽;3、计量提升栗；4、加热器;5、蒸发器;6、水环式真空栗;7、电镀液储存槽;8、气液分离器;9、循环水箱；10、冷凝器;11、冷凝水均质池；12、催化氧化池;13、絮凝沉淀池;14、第一管道;15、蒸汽管道;16、第二管道。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例对本发明做进一步地说明；
实施例1电镀锡助熔槽外排液分级回用系统
如图1所示，电镀锡助熔槽外排液分级回用系统，包括助熔槽1、外排液收集槽2、计量提升栗3、加热器4、蒸发器5、电镀液储存槽7、气液分离器8、冷凝器10、冷凝水均质池11、催化氧化池12和絮凝沉淀池13;
助熔槽1、外排液收集槽2、计量提升栗3、加热器4和蒸发器5依次连通，蒸发器5分别通过第一管道14和第二管道16与电镀液储槽7和加热器4相连通；
蒸发器5通过蒸汽管道15与气液分离器8连通;气液分离器8的气相出口与冷凝器10相连通;气液分离器8的液相出口与加热器4连通;冷凝器10出口与冷凝水均质池11、催化氧化池12和絮凝沉淀池13依次连通。
[0022]本发明的另一优选技术方案为，还包括水环式真空栗6和循环水箱9，循环水箱9与水循环式真空栗6连通，水循环式真空栗6与蒸发器5连接。
[0023]本发明的另一优选的技术方案为，催化氧化池12为序批式催化氧化池，含两级催化池、氧化池，两级催化池内装填料，从下往上依次为鹅软石、电化学氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形;两级催化池、氧化池为底部曝气。
[0024]本发明的进一步优选的技术方案为，絮凝沉淀池13为中心布水的上进水上出水反应器。
[0025]实施例2-实施例5为电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺实施例实施例2
助熔槽外排液PH为1.0、Sn2+浓度为2.4g/L、COD为18000mg/L，属于典型强酸性、含金属离子、高浓度难降解有机物，经提升计量栗以8m3/h的流量打入加热器，加热器体积约4m3，加热器通入温度160°C、压力0.55MPa的蒸汽，控制温度65°C，加热的助溶槽外排液进入蒸发器，蒸发器压力为-0.08MPa，外排液在蒸发器内蒸发，气体进入气液分离器，液体回到加热器进行循环浓缩，当检测到循环浓缩液的Sn2+浓度达到24g/L时，关闭循环管路阀门，打开电镀液储存槽进口阀，浓缩液(体积约0.4m3)进入电镀液储存槽实现镀锡线回用。气液分离后冷凝液体积约3.6m3，C0D为600mg/L、PH为5.5，相对助熔槽外排液COD去除率达96.7%。用浓度为98%的浓硫酸调节冷凝液pH值为3.5，均质后的冷凝液进入序批式催化氧化池，两级催化池内装有鹅软石、氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形，停留时间分别为Ih，曝气量调整为10m3/h，之后进入氧化塔，曝气量为10m3/h，停留时间2h，反应结束的冷凝液进入絮凝沉淀池，用浓度30%的NaOH溶液调整PH为8.5，PAM投加量为0.2%，停留时间1.5h，经沉淀后出水COD为80mg/L，小于电镀废水最低排放指标达标排放。本工艺实现了助熔槽外排液中Sn2+的全部回收，与传统处理工艺相比，运行费用低，流程简单，环境效益明显。
[0026]实施例3
助熔槽外排液PH为1.2、Sn2+浓度为2.6g/L、COD为18500mg/L，属于典型强酸性、含金属离子、高浓度难降解有机物，经提升计量栗以8m3/h的流量打入加热器，加热器体积约4m3，加热器通入温度160°C、压力0.55MPa的蒸汽，控制温度70°C，加热的助溶槽外排液进入蒸发器，蒸发器压力为-0.06MPa，外排液在蒸发器内蒸发，气体进入气液分离器，液体回到加热器进行循环浓缩，当检测到循环浓缩液的Sn2+浓度达到26g/L时，关闭循环管路阀门，打开电镀液储存槽进口阀，浓缩液(体积约0.4m3)进入电镀液储存槽实现镀锡线回用。气液分离后冷凝液体积约3.6m3，C0D为700mg/L、PH为5.5，相对助熔槽外排液COD去除率达96.2%。用浓度为98%的浓硫酸调节冷凝液pH值为4.0，均质后的冷凝液进入序批式催化氧化池，两级催化池内装有鹅软石、氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形，停留时间分别为lh，曝气量调整为10m3/h，之后进入氧化塔，曝气量为10m3/h，停留时间1.5h，反应结束的冷凝液进入絮凝沉淀池，用浓度30%的NaOH溶液调整PH为9.0，PAM投加量为0.1%，停留时间2h，经沉淀后出水COD为100mg/L，小于电镀废水最低排放指标达标排放。本工艺实现了助熔槽外排液中Sn2+的全部回收，与传统处理工艺相比，运行费用低，流程简单，环境效益明显。
[0027]实施例4
助熔槽外排液PH为1.0、3112+浓度为2.(^/1、0)0为175001^/1，属于典型强酸性、含金属离子、高浓度难降解有机物，经提升计量栗以8m3/h的流量打入加热器，加热器体积约4m3，加热器通入温度160°C、压力0.55MPa的蒸汽，控制温度60°C，加热的助溶槽外排液进入蒸发器，蒸发器压力为-0.09MPa，外排液在蒸发器内蒸发，气体进入气液分离器，液体回到加热器进行循环浓缩，当检测到循环浓缩液的Sn2+浓度达到28g/L时，关闭循环管路阀门，打开电镀液储存槽进口阀，浓缩液(体积约0.33m3)进入电镀液储存槽实现镀锡线回用。气液分离后冷凝液体积约3.67m3，COD为650mg/L、PH为5.4，相对助熔槽外排液COD去除率达96.6%。用浓度为98%的浓硫酸调节冷凝液pH值为3.5，均质后的冷凝液进入序批式催化氧化池，两级催化池内装有鹅软石、氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形，停留时间分别为lh，曝气量调整为llm3/h，之后进入氧化塔，曝气量为llm3/h，停留时间2h，反应结束的冷凝液进入絮凝沉淀池，用浓度30%的NaOH溶液调整PH为10.0，PAM投加量为0.5%，停留时间2h，经沉淀后出水COD为90mg/L，小于电镀废水最低排放指标达标排放。本工艺实现了助熔槽外排液中Sn2+的全部回收，与传统处理工艺相比，运行费用低，流程简单，环境效益明显。
[0028]实施例5
助熔槽外排液PH为1.1、Sn2+浓度为2.1g/L、COD为17800mg/L，属于典型强酸性、含金属离子、高浓度难降解有机物，经提升计量栗以8m3/h的流量打入加热器，加热器体积约4m3，加热器通入温度160°C、压力0.55MPa的蒸汽，控制温度50°C，加热的助溶槽外排液进入蒸发器，蒸发器压力为-0.1MPa，外排液在蒸发器内蒸发，气体进入气液分离器，液体回到加热器进行循环浓缩，当检测到循环浓缩液的Sn2+浓度达到18g/L时，关闭循环管路阀门，打开电镀液储存槽进口阀，浓缩液(体积约0.33m3)进入电镀液储存槽实现镀锡线回用。气液分离后冷凝液体积约3.67m3，COD为650mg/L、PH为5.4，相对助熔槽外排液COD去除率达96.6%。用浓度为98%的浓硫酸调节冷凝液pH值为3.0，均质后的冷凝液进入序批式催化氧化池，两级催化池内装有鹅软石、氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形，停留时间分别为lh，曝气量调整为llm3/h，之后进入氧化塔，曝气量为llm3/h，停留时间2h，反应结束的冷凝液进入絮凝沉淀池，用浓度30%的NaOH溶液调整PH为8.0，PAM和PAC投加总量为0.5%，停留时间2h，经沉淀后出水COD为90mg/L，小于电镀废水最低排放指标达标排放。本工艺实现了助熔槽外排液中Sn2+的全部回收，与传统处理工艺相比，运行费用低，流程简单，环境效益明显。
【主权项】
1.一种电镀锡助熔槽外排液分级回用系统，其特征在于包括助熔槽(I)、外排液收集槽(2)、计量提升栗(3)、加热器(4)、蒸发器(5)、电镀液储存槽(7)、气液分离器(8)、冷凝器(1 )、冷凝水均质池(11)、催化氧化池(12 )和絮凝沉淀池(13 );所述助熔槽(I)、外排液收集槽(2)、计量提升栗(3)、加热器(4)和蒸发器(5)依次连通，蒸发器(5)分别通过第一管道(14)和第二管道(16)与电镀液储槽(7)和加热器(4)相连通； 所述蒸发器(5)通过蒸汽管道(15)与气液分离器(8)连通;气液分离器(8)的气相出口与冷凝器(10)相连通;气液分离器(8)的液相出口与加热器(4)连通;冷凝器(10)出口与冷凝水均质池(11)、催化氧化池(12)和絮凝沉淀池(13)依次连通。2.根据权利要求1所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用系统，其特征在于还包括水环式真空栗(6)和循环水箱(9)，循环水箱(9)与水循环式真空栗(6)连通，水循环式真空栗(6)与蒸发器(5)连接。3.根据权利要求1所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用系统，其特征在于所述催化氧化池(12)为序批式催化氧化池，含两级催化池、氧化池，两级催化池内装填料，从下往上依次为鹅软石、电化学氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形;两级催化池、氧化池为底部曝气;所述絮凝沉淀池(13)为中心布水的上进水上出水反应器。4.一种电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于包括下述步骤: 助熔槽(I)的外排液进入外排液收集槽(2)，然后进入加热器(4)进行加热，经温度传感器检测温度达标后进入蒸发器(5)进行浓缩，浓缩液在蒸发器(5)和加热器(4)间循环； 蒸发器(5)的浓缩液经锡离子浓度在线检测后，关闭第二管道(16)，打开符合质量要求的浓缩液经第一管道(14)进入电镀液储存槽(7)实现回用； 蒸发器(5)蒸发出的蒸汽通过蒸汽管道(15)进入气液分离器(8)进行气液分离，气液分离器(8)分离出的液相进入加热器(4)继续循环，分离出的气相进入冷凝器(10)进行冷凝，然后依次经进入冷凝水均质池(11)进行均质处理、催化氧化池(12)催化氧化处理、絮凝沉淀池(13 )混凝沉淀，混凝沉淀后达到出水直接达标排放。5.如权利要求4所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于所述蒸发器(5)压力为_0.06MPa?-0.1MPa，由水环式真空栗(6)控制蒸发器压力，水环式真空栗(6)与循环水箱(9)相连。6.根据权利要求4所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于所述加热器(4)温度为50?70°C，由温度传感器实时监测温度。7.根据权利要求4所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于所述蒸发器(5)中的浓缩液中锡离子经Sn2+浓度在线检测浓度在18-28g/L时，进入电镀液储存槽，实现镀锡线回用。8.根据权利要求4所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于所述催化氧化池(12)为序批式催化氧化池，含两级催化池、氧化池，两级催化池内装填料，从下往上依次为鹅软石、电化学氧化填料，填料孔隙率为60-70%，为l-3cm的椭球形;两级催化池、氧化池为底部曝气，曝气量根据来水水量调节气水比:4:1-2:1。9.根据权利要求4所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于所述絮凝沉淀池(13)为中心布水的上进水上出水反应器，通过中和剂调整进水PH为8.0-10.0 ；絮凝剂计量栗、中和剂计量栗与PH在线检测仪实现连锁控制，所述絮凝剂为PAM、PAC的一种或两种;所述中和剂为质量分数为30%的NaOH。10.根据权利要求4所述的电镀锡助熔槽外排液分级回用工艺，其特征在于所述冷凝水均质后PH为3.0-4.0，酸性调节剂为质量分数为98%的硫酸，pH在线检测仪与酸性调节剂流量栗连锁控制。
【文档编号】C02F103/16GK106045177SQ201610597989
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月27日 公开号201610597989.8, CN 106045177 A, CN 106045177A, CN 201610597989, CN-A-106045177, CN106045177 A, CN106045177A, CN201610597989, CN201610597989.8
【发明人】田京雷, 李立业, 黄世平, 王庆森, 毕杰勋
【申请人】河钢股份有限公司