一种用于废酸洗液选择性除锌的萃取系统及萃取分离方法与流程

本发明属于萃取设备技术领域，具体涉及一种用于废酸洗液选择性除锌的萃取系统及萃取分离方法。

背景技术：

热镀锌工艺中有一道必不可少的环节：酸洗，该环节主要是除去待镀件的铁锈或镀锌件返洗（对旧镀锌件或质量有重大缺陷需要二次镀锌的镀锌件进行重新酸洗），酸洗液中不可避免引入锌离子。随着酸洗的进行，金属离子增加，氢离子减少，酸洗效果下降，变成废酸洗液。目前对于废酸洗液的资源化处理的方法很多，例如，真空蒸馏生产fecl24h2o，调节ph生产氧化铁红。这些处理工艺可以变废为宝，增加企业生产效益，但锌离子的存在，使得产出的产品附加值降低，去除锌离子是这类废物资源化的前提。

目前，国内外处理热镀锌行业产生的含锌酸洗废液常用的方法包括主要有选择性沉淀，离子交换，电解沉积等。选择性沉淀不适用于废酸洗液的情况，铁离子含量远远高于锌离子，进行ph调节的时，很难保证铁离子不沉淀。以离子交换技术为基础的固定床离子交换器需要树脂的高投资成本。电解沉淀需要大量能量消耗，还有有毒气体的产生。

为此，研究开发一种能从将锌离子从酸洗废液中分离除去，将废液变为原料，操作简单，运行成本低，清洁高效的废酸洗液选择性除锌的系统及分离方法是解决上述问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以实现热镀锌废酸重金属离子的去除，将废酸洗液变为一种可生产fecl2•4h2o或氧化铁红的原料，从而提高工业废弃物的利用率，降低环保压力的废酸洗液选择性除锌的萃取系统及萃取分离方法。

本发明的第一目的是这样实现的，一种用于废酸洗液选择性除锌的萃取系统，包括废酸原料槽、萃取塔、离心分相器、反萃塔、反萃剂料槽、有机相料槽、储液罐、澄清池、控制器，所述废酸原料槽与萃取塔通过输送管连接，所述萃取塔、反萃塔、离心分相器、有机相料槽之间通过输送管顺次连接，所述有机相料槽通过输送管与萃取塔连接形成循环环路，所述萃取塔通过输送管与储液罐连接，所述反萃剂料槽通过输送管与反萃塔连接，所述离心分相器通过输送管与澄清池连接，所述每段输送管上都设置有电磁阀门，所述成循环环路输送管上至少设置有一个液体泵，所述电磁阀门、液体泵与控制器电连接。

第二目的是这样实现的，一种萃取分离方法，包括如下步骤：

a、废酸还原，在废酸原料槽中加入铁粉搅拌还原废酸0.5~3小时；

b、搅拌萃取，有机相料槽内将萃取剂与稀释剂搅拌均匀，输送到萃取塔内，同时步骤a的还原废酸经压滤后滤液输送到萃取塔内，搅拌萃取、静置分层；

c、分层处置，将步骤b下层萃余液输送到下一级萃取塔内与萃取剂溶液混合，搅拌萃取、静置分层，多级萃取直到萃余液锌离子含量降至20ppm以下，将萃余液运输到储液罐暂存，将上层饱和有机相输送到反萃塔；

d、溶液反萃，将反萃剂料槽的反萃剂输送到反萃塔内与饱和有机相混合，搅拌反萃；

e、分离复用，将步骤d溶液输送到离心分相器萃取分离，分离出的有机相输送到有机相料槽循环使用，萃余液输送到澄清池。

本发明具有以下技术效果：

1、萃取设备的下层锥形结构更有利于萃取结束后的两相分层排出，离心分相器可以快速的分离反萃之后的水相和有机相，节约了时间成本，提高设备运行效率。

2、通过本发明可以实现热镀锌废酸重金属离子的去除，将废酸洗液变为一种可生产fecl2•4h2o或氧化铁红的原料，从而提高工业废弃物的利用率，在降低环保压力的基础上提高企业经济效益。

3、本发明选择性除锌设备简单，控制器控制易于操作，自动化水平高，降低了人工劳动强度。

附图说明

图1为本发明一级萃取系统结构示意图；

图2为本发明二级萃取系统结构示意图；

图3为本发明控制连接示意框图；

图中：1-废酸原料槽，2-板框压滤机，3、7、9、13、16、18、22、25、28、31-液体泵，4、8、10、14、17、19、21、26、27、32-电磁阀，5、29-萃取塔，6、12-搅拌设备，11-反萃塔，15-反萃剂料槽，20-离心分相器，23-有机相料槽，24-储液罐，30-澄清池，33-控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如图1－3所示，本发明一种废酸洗液选择性除锌的萃取系统，包括废酸原料槽1、萃取塔5、反萃塔11、反萃剂料槽15、离心分相器20、有机相料槽23、储液罐24、澄清池30、控制器30，所述废酸原料槽1与萃取塔5通过输送管连接，所述萃取塔5、反萃塔11、离心分相器20、有机相料槽23之间通过输送管顺次连接，所述有机相料槽23通过输送管与萃取塔5连接形成循环环路，所述萃取塔5通过输送管与储液罐25连接，所述反萃剂料槽15通过输送管与反萃塔11连接，所述离心分相器20通过输送管与澄清池30连接，所述每段输送管上都设置有电磁阀门，所述成循环环路输送管上至少设置有一个液体泵，所述电磁阀门、液体泵与控制器33电连接。利用高位差，只需用一个液体泵可以实现循环。

所述废酸原料槽1与萃取塔5之间输送管上设置有板框过滤机2。

所述每个电磁阀门都设置有与其配合的液体泵，所述液体泵与控制器33电连接，利于相互配合控制流量，提高输送效率。

所述萃取塔5、反萃塔11上设置有搅拌设备，所述搅拌设备与控制器电连接。

所述废酸原料槽1、反萃剂料槽15、有机相料槽23内设置有搅拌设备，所述搅拌设备与控制器33电连接。

所述萃取塔5底部呈漏斗状，所述漏斗底部最低端设置出料口，所述出料口分别与反萃塔11、储液罐24通过输送管连接。

所述萃取塔5有多个，多个萃取塔依次与上个萃取塔出料口通过输送管连接构成多级萃取塔阵，最后一个萃取塔出料口通过输送管与储液罐24连接。

所述多个萃取塔都通过输送管与反萃塔11、有机相料槽23连接。

废酸原料槽、有机相料槽、反萃剂料槽为方形槽，所述搅拌设备的搅拌叶片设置在槽底。

所述离心分相器与控制器电连接。

所述废酸原料槽、萃取塔、离心分相器、反萃塔、反萃剂料槽、有机相料槽、储液罐均为多层结构，至少内层为耐酸层。

所述耐酸层材质为聚醚醚酮。

所述储液罐与氮气包连接，利于排出罐内空气，避免空气中氧气引起罐内萃余液氧化反应。

所述离心分相器内槽与外槽侧壁之间设置有多个稳定滑轮，所述离心分相器内槽与外槽底部之间设置有多个支撑滑轮。

一种废酸洗液选择性除锌的萃取系统的萃取分离方法，包括如下步骤：

a、废酸还原，在废酸原料槽中加入铁粉搅拌还原废酸0.5~3小时；

b、搅拌萃取，有机相料槽内将萃取剂与稀释剂搅拌均匀，输送到萃取塔内，同时步骤a的还原废酸经压滤后滤液输送到萃取塔内，搅拌萃取、静置分层；

c、分层处置，将步骤b下层萃余液输送到下一级萃取塔内与萃取剂溶液混合，搅拌萃取、静置分层，多级萃取直到萃余液锌离子含量降至20ppm以下，将萃余液运输到储液罐暂存，将上层饱和有机相输送到反萃塔；

d、溶液反萃，将反萃剂料槽的反萃剂输送到反萃塔内与饱和有机相混合，搅拌反萃；

e、分离复用，将步骤d溶液输送到离心分相器萃取分离，分离出的有机相输送到有机相料槽循环使用，萃余液输送到澄清池。

所述步骤c中萃取塔搅拌速度为200－1000转/分钟，搅拌萃取时间10－30分钟，静置分层时间5－20分钟。

所述离心分相器萃取分离时间10~30分钟。

本发明工作原理和工作过程：预先通过控制器设置废酸原料槽1、有机相料槽23和反萃液料槽15的搅拌时间与速度；设置萃取塔5的萃取速率和萃取时间；设置反萃塔11和离心分相器20的转速和时间。使用时，在废酸原料槽中加入铁粉搅拌还原废酸；达到设定时间后，板框压滤机2，液体泵3、18和电磁阀4、19开始运行，将有机相料槽内搅拌均匀的萃取剂与稀释剂混合液输送到萃取塔内，同时将废酸原料槽1内还原废酸经压滤后输送到萃取塔内，搅拌萃取、静置分层；到过设定时间后，先运行液体泵28和电磁阀27排出萃余液到下一级萃取塔29内再次萃取或储液罐24暂存，待萃余液排净时开始运行液体泵9和电磁阀10，将上层饱和有机相输送到反萃塔11与从反萃剂料槽15输送的反萃剂混合，搅拌反萃；到达设定时间后，液体泵16和电磁阀17运行，反萃液进入离心分相器萃取分离；然后液体泵22和电磁阀21运行将分离出的有机相输送到有机相料槽循环使用，液体泵31和电磁阀32运行将分离出的萃余液输送到澄清池。通过控制器控制整个萃取系统的运行，自动化水平高，劳动强度低。