萃取法回收含酸废水中盐酸的研究
钢铁行业每年持续产生的酸洗废液中,除含有大量亚铁盐外,还有相当一部分的游离残酸,对生态环境造成极大危害,对其进行资源化是构建两型社会的必然选择。针对此问题,本文主要对溶剂萃取法回收酸洗废液中盐酸的工艺技术进行了研究,实现了酸洗废液中盐酸和亚铁盐的分离以及盐酸的资源化。首先,在几类典型的萃取剂中选择常用的三种有机溶剂——三辛胺(TOA)、磷酸三丁酯(TBP)和异戊醇,进行了三种溶剂对盐酸萃取的对比研究,淘汰了萃取率最低的异戊醇。实验研究中,原料液的初始含量为含盐酸69.4 g/L,亚铁离子含量为95.3 g/L,此时TOA萃取盐酸的最佳工艺条件为搅拌时间20 min,TOA体系中TOA体积分数50%,2-辛醇体积分数为20%,萃取温度为20℃,初始O/A=2,此时TOA对盐酸的萃取率可达100%。TOA体系萃取盐酸后的负载有机相可被氨水反萃成氯化铵,可作为氮肥继续资源化。TBP对纯盐酸的萃取率很低,但在含有大量亚铁盐时萃取率显著提升,该效应称为液液平衡中的盐析效应。对于TBP体系萃取盐酸的工艺,单级最佳条件为:对于含盐酸69.4 g/L,亚铁离子含量95.3 g/L的原始料液,TBP含量为100%,搅拌时间为10 min,萃取操作温度为20℃,初始相比O/A=4/3。此时TBP萃取盐酸的萃取率为51.7%。实验室利用串级实验模拟了TBP萃取盐酸的多级逆流萃取过程,萃取效果有了明显的提升,经过6级逆流萃取的建立,与单级萃取的最佳工艺条件相同,得到TBP萃取盐酸的萃取率由51.7%升高至89.6%。得到的盐酸负载有机相与蒸馏水在50℃、O/A=2的操作条件下,进行3级逆流反萃取工艺后可将盐酸转移至水相得到盐酸溶液,所得盐酸溶液的浓度大于原料液中盐酸浓度,反萃取率达98.3%,盐酸总的回收率约为88%。6级逆流萃取和3级逆流反萃取的联用,实现了盐酸与亚铁的分离以及盐酸的资源化回收,母液中剩余的亚铁盐可再进行铁的资源化回收。
