CN101234829A - 一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，主要是将含铜含酸废水蒸馏，使H－，CL－以HCL形式与水共沸，冷凝回收盐酸，用水溶解容器的剩余物得到A液，用碱(氢氧化钠、硫化钠等)与水混合为B液；B液经过过滤后，得到氢氧化铜(或硫化铜)和滤液C，滤液C加活性炭脱色、过滤、得到滤液D，滤液D经浓缩、结晶、分离，得到十水硫酸钠。本发明的处理方法可将糖精生产含铜、含酸废水彻底分离为盐酸、硫酸铜(或硫化铜)、十水硫酸钠，且处理过程中没有酸气、酸水污染环境，所分离的产品可以作为化工原料，用于糖精、化工及冶金行业，充分做到了节能减排、循环经济，对于产生该废水的企业按目前化工原料价格计算其综合效益达200～300万元/年，社会效益、经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，特别是涉及糖精及糖精钠生产中的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法。
背景技术
在化工合成过程中，其置换、氯化反应中产生含铜、含酸的废水，在该废水中含有的大量的二价铜离子、一价氯离子、二价硫酸根离子、一价钠离子等金属离子，含有这些金属离子溶液如果直接排放，会对环境造成很大污染。目前处理这种废水通常采用置换法，其置换方式是将铁屑通入含铜酸水中，通过化学反应用单质铁置换出铜，然后过滤干燥得到铜。现有技术的不足之处主要在于：1.在置换后的滤液中仍然含有大量的CL-、SO42- H+、Fe2+、Fe3+ Na+及Cu2+等化学元素，无法达到规定的排放标准；2.在置换反应过程中因加热而产生氯化氢气体，该气体不但污染环境，还由于Fe+H+＝Fe2++H2↑，所产生的氢气危险性较大，易发生爆炸；3.能量消耗也大。
通过检索，发现有某方法是采用蒸馏方式得到盐酸，再通过浓缩后得到硫酸铜、硫酸钠的结晶混合物或烘干水分得到硫酸铜和硫酸钠的混合物。这种方式的缺点是工艺复杂，不易操作，得不到纯硫酸铜循环利用，而且也存在着环境污染的可能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种工艺简单、能消除污染、并能有效彻底地处理糖精和糖精钠生产中含铜、含酸废水的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法；在处理废液的同时还可使废水排放达标，并得到盐酸和96％硫酸铜应用于糖精生产，达到了循环经济目的。
实现本发明的技术方案是：
一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其处理方法的步骤是：
(1).将含铜含酸废水蒸馏，使H+、CL-以HCL形式与水共沸，冷凝回收盐酸，用水溶解容器的剩余物得到A液；
(2).将A液用碱与水混合为B液；B液中的OH-或S2-与Cu2+发生沉淀反应生成氢氧化铜或硫化铜，经过过滤后，得到滤液C；
(3).向滤液C加活性碳脱色、过滤，得到滤液D；
(4).滤液D经浓缩、结晶、分离，得到十水硫酸钠。
而且，在对含铜含酸废水蒸馏时，其蒸馏温度低于130℃，并通过原酸水含氯离子量与蒸出盐酸的含氯离子量之差计算容器剩余物含氯0.5％时，停止蒸馏加热，并用水溶解剩余物以得到A液。
而且，所述的A液用碱与水混合为B液所采用的碱为氢氧化钠或者硫化钠。
而且，所述的B液，是将份氢氧化钠溶解为30％溶液或用硫化钠或硫氢化钠配制30％硫化钠溶液而形成溶液后再与A液混合而得到。
而且，所述的滤液D，是将滤液C升温50～60℃后加入活性碳脱色搅拌15分钟后过滤而由此得到。
而且，所述的滤液D浓缩并用水降温至20℃有结晶产生，经过滤、干燥或者离心甩干，由此得到十水硫酸钠。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明的处理方法可将糖精生产含铜、含酸废水彻底分离为盐酸、硫酸铜或硫化铜、十水硫酸钠，且处理过程中没有酸气、酸水污染环境，所分离的产品可以作为化工原料，用于糖精、化工及冶金行业，充分做到了循环经济，达到节能减排效果。
2.本发明可有效提高企业的环保能力，对于产生该废水的年产3000吨糖精企业按目前化工原料价格计算其综合效益达200～300万元/年，社会效益、经济效益明显。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
首先需要说明的是：本发明实施例使用的各种组分均为市售产品。
一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其处理方法的步骤是：
1.将含铜废含酸废水1份，在蒸馏容器中于105～130℃进行蒸馏，使H+、CL-以HCL形式与水共沸，冷凝回收盐酸。初馏分为4～8％盐酸，收集量为原废液8～10％(体积百分比)，第二部分收集为14～21％(体积百分比)盐酸，收集量为原酸水70～75％(体积百分比)，并分多次向蒸馏容器中加水进行蒸馏，目的是将多余的H+、CL-蒸出，以便进行下步反应。第三次蒸馏过程得到2～5％盐酸，收集量为原水的40～60％(体积百分比)。蒸馏过程中得到2～5％及4～8％(体积百分比)的盐酸可作为酸洗剂，14～21％盐酸亦可以作为酸洗剂也可作为糖精合成重氮反应用酸，蒸馏温度不要超过130℃。通过原酸水含氯离子量与蒸出盐酸的含氯离子量之差计算容器剩余物含氯0.5％时，停止加热，用0.5～0.7份水溶解剩余物，得到A液。
2.将0.1～0.2份30％氢氧化钠溶液或用0.022～0.03份硫化钠或硫氢化钠配制30％硫化钠(硫氢化钠溶液)形成碱液，将上述碱液缓慢加入A液中形成B液，搅拌B液并调节PH使Cu2+与OH-产生Cu(OH)2↓或Cu2++S2-＝CuS↓沉淀；继续加入碱液使PH＞＞9，将沉淀过滤得到固体氢氧化铜或硫化铜和滤液C。
3.将固体氢氧化铜加硫酸到PH＝1～2并调节比重1.2～1.5，然后冷却结晶，得到96％硫酸铜；硫化铜洗涤后可根据含量进行销售，用于冶炼铜。将滤液C升温50～60℃后加入0.003～0.007份活性碳脱色搅拌15分钟后过滤，得到碳和滤液D，碳可以再生利用。
4.滤液D浓缩、结晶、离心分离得到十水硫酸钠及母液，十水硫酸钠检测合格后出售，母液套用。
通过上述方法处理效果最佳，既可以达到节能减排，又能回收有用物质，完全做到循环经济，使化工合成过程中置换、氯化反应时产生含铜、含酸废水得到有效治理。
工艺过程中各原料的规格及用量
| 工序 | 原料名称 | 规格 | 重量份 | 备注 |
| 蒸馏过程 | 含铜含酸水 | 1 | ||
| 水 | 0.5～0.7 | |||
| B液 | 氢氧化钠硫化钠 | 30％60％以上 | 0.1～0.20.022～0.03 | 配成30％溶液 |
| 脱色 | 活性炭 | 0.003～0.007 |
下面给出本发明的具体实例：
具体实例1：
1.含铜含酸水500ml在1000ml蒸馏瓶中，用电热套加热，在105℃开始沸腾，106℃冷凝有馏出液，收集50ml盐酸测定其含量5.6％；更换收集瓶，继续蒸馏，冷凝回收360ml盐酸测定含量18.8％，此时剩余物接近蒸干，补加15ml水后，再进行蒸馏共计18次，共收集180ml盐酸，测定含量3.6％。用350ml水溶解剩余物，检测氯离子含量0.5％，得到A液。
2.取40g、30％氢氧化钠溶液，将该碱液缓慢加入A液中形成B液，搅拌产生黑色沉淀；继续加入碱液至无沉淀产生，此时PH＞＞9，整个过程约20分钟，将沉淀再抽滤漏斗中过滤得到氢氧化铜和滤液C。
3.滤饼用20ml水洗涤，洗水与滤液C混合后共计420ml，经测定得到氢氧化铜8.3克；将氢氧化铜中加入92.5％硫酸8.3克中和至PH＜2，用水调节比重1.15，结晶得到18克硫酸铜和母液20ml。洗水与滤液C的混合液升温至55℃加2g活性碳，搅拌15分钟后过滤得到活性碳和滤液D。
4.滤液D浓缩至280ml，用水降温至20℃有结晶产生，过滤、干燥、得到十水硫酸钠及母液，十水硫酸钠256g。
具体实例2：
1.含铜含酸水3500L在5000L搪瓷罐中，用加套蒸汽加热，在105℃开始沸腾，106℃冷凝有馏出液，收集350L盐酸测定其含量5.8％，将冷凝液导入浓盐酸吸收罐；继续蒸馏，冷凝回收2600L盐酸，测定含量18.6％。此时剩余物接近蒸干，补加120L水后，再进行蒸馏共计8次共收集960L盐酸测定含量3.8％。用2000L水溶解剩余物，检测氯离子含量0.5％，得到A液。
2.取280公斤30％氢氧化钠溶液，将该碱液缓慢加入A液中以形成B液，搅拌产生黑色沉淀；继续加入碱液至无沉淀产生，此时PH＞＞9，整个过程约20分钟。将沉淀再抽滤漏斗中过滤得到氢氧化铜和滤液C。
3.滤饼用140L水洗涤，洗水与滤液C混合后共计2500L，经测定得到58kg氢氧化铜。将氢氧化铜中加入92.5％硫酸60kg，中和至PH＜2，用水调节比重1.12，结晶得到126kg硫酸铜和母液140L。洗水与滤液C的混合液升温至55℃加20kg活性碳，搅拌15分钟后过滤得到活性碳和滤液D。
4.滤液D在3000L浓缩罐中浓缩至1600L，用水降温至20℃有结晶产生，在∮＝1000mm离心机中离心甩干，得到十水硫酸钠及母液，十水硫酸钠1560kg。母液循环使用。
具体实例3：
1.含铜含酸水500ml在1000ml蒸馏瓶中，用电热套加热，在105℃开始沸腾，106℃冷凝有馏出液，收集50ml盐酸，测定其含量5.6％；更换收集瓶，继续蒸馏，冷凝回收360ml盐酸，测定含量18.8％；此时剩余物接近蒸干，补加15ml水后，再进行蒸馏，共计18次共收集180ml，盐酸测定含量3.6％。用350ml水溶解剩余物，检测氯离子含量0.008％，得到A液。
2.取11g硫化钠配制30％硫化钠溶液，将该碱液缓慢加入A液中形成B液，搅拌产生黑色沉淀；继续加入碱液至无沉淀产生，整个过程约20分钟，将沉淀再抽滤漏斗中过滤得到硫化铜和滤液C。
3.滤饼用20ml水洗涤，洗水与滤液C混合后共计420ml，经测定得到含水50％硫化铜15.5g；洗水与滤液C的混合液升温至55℃，加2g活性碳搅拌15分钟后过滤，得到活性碳和滤液D。
4.滤液D浓缩至280ml，用水降温至20℃有结晶产生，过滤、干燥、得到十水硫酸钠及母液，十水硫酸钠256g。
具体实例4：
1.含铜含酸水3500L在5000L搪瓷罐中，用加套蒸汽加热，在105℃开始沸腾，106℃冷凝有馏出液，收集350L盐酸，测定其含量5.8％，将冷凝液导入浓盐酸吸收罐；继续蒸馏，冷凝回收2600L盐酸，测定含量18.6％；此时剩余物接近蒸干，补加120L水后再进行蒸馏共计8次共收集960L盐酸，测定含量3.8％。用2000L水溶解剩余物，检测氯离子含量0.008％，得到A液。
2.取66kg硫化钠配制30％硫化钠溶液，将该碱液缓慢加入A液中形成B液，搅拌产生黑色沉淀；继续加入碱液至无沉淀产生，整个过程约20分钟。将沉淀再抽滤漏斗中过滤，得到硫化铜和滤液C。
3.滤饼用120L水洗涤，洗水与滤液C混合后共计2500L，经测定得到含水50％硫化铜96kg；洗水与滤液C的混合液升温至55℃，加20kg活性碳搅拌15分钟后过滤，得到活性碳和滤液D。
4.滤液D在3000L浓缩罐中浓缩至1600L，用水降温至20℃有结晶产生，在∮＝1000mm离心机中离心甩干，得到十水硫酸钠及母液，十水硫酸钠1560kg。母液循环使用。
Claims (6)
1. 一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其特征在于：其处理方法的步骤是：
(1).将含铜含酸废水蒸馏，使H+、CL-以HCL形式与水共沸，冷凝回收盐酸，用水溶解容器的剩余物得到A液；
(2).将A液用碱与水混合为B液；B液中的OH-或S2-与Cu2+发生沉淀反应生成氢氧化铜或硫化铜，经过过滤后，得到滤液C；
(3).向滤液C加活性碳脱色、过滤，得到滤液D；
(4).滤液D经浓缩、结晶、分离，得到十水硫酸钠。
2. 根据权利要求1所述的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其特征在于：在对含铜含酸废水蒸馏时，其蒸馏温度低于130℃，并通过原酸水含氯离子量与蒸出盐酸的含氯离子量之差计算容器剩余物含氯0.5％时，停止蒸馏加热，并用水溶解剩余物以得到A液。
3. 根据权利要求1所述的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其特征在于：所述的A液用碱与水混合为B液所采用的碱为氢氧化钠或者硫化钠。
4. 根据权利要求1所述的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其特征在于：所述的B液，是将份氢氧化钠溶解为30％溶液或用硫化钠或硫氢化钠配制30％硫化钠溶液而形成溶液后再与A液混合而得到。
5. 根据权利要求1所述的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其特征在于：所述的滤液D，是将滤液C升温50～60℃后加入活性碳脱色搅拌15分钟后过滤而由此得到。
6. 根据权利要求1所述的一种处理糖精置换反应所产生的含铜含酸废液的方法，其特征在于：所述的滤液D浓缩并用水降温至20℃有结晶产生，经过滤、干燥或者离心甩干，由此得到十水硫酸钠。
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