一种废硫酸体系的高效除钙方法与流程

1.本发明涉及硫酸工业领域，具体涉及一种废硫酸体系中的高效除钙方法。


背景技术：

2.硫酸作为化学领域的主要耗材之一，如钛白粉生产、湿法冶炼、粘胶行业等工业生产过程中均会产生大量的废硫酸，由于原矿或精矿、木材等原材料的原有组分均含有大量钙元素，经与硫酸发生化学反应不可避免会溶解钙离子而带入硫酸体系，再与硫酸根共存，当达到一定的饱和浓度之后，会生成沉积型，且难于复溶的硫酸钙。
3.目前，对于废硫酸的回收处理方法有直接蒸发浓缩法，冷冻结晶得副产品硫酸亚铁或硫酸钠等+再蒸发浓缩回收的方法等等，在这些方法当中，因为需要采用换热设备进行加热或降温处理，所以容易伴随着硫酸钙沉积于换热表面而形成厚实的垢层，从而造成换热效率的急速下降，甚至无法继续运行，往往需要通过人工拆解后进行离线型人工机械清洗，带来设备使用寿命短、操作难度大、劳动强度大、人工成本高、生产效率低下等诸多问题。
4.针对废酸体系中硫酸钙结垢问题的普遍性，对于如何实现硫酸钙的有效去除，具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种实现硫酸钙有效去除的废硫酸体系的高效除钙方法。
6.本发明的技术解决方案是：
7.一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：首先向废硫酸中投加硫酸钙晶种，进行预处理得到废酸体系的硫酸钙饱和溶液，再经过一定时间的停留熟化，使得晶体有足够的成长时间，同时析出得到大颗粒状的晶体，最后再经过微米级孔径滤芯式过滤器将硫酸钙颗粒进行死端拦截，过滤得到除钙后清液。
8.所述硫酸钙晶种的投加量为20～100mg/l。
9.所述预处理，包括但不限于采用非间壁式换热方式的蒸发预浓缩后再冷却降温或直接冷却降温的方法。
10.蒸发预浓缩终点硫酸浓度控制在25％～30％，冷却降温的温度终点控制在10～40℃.
11.所述蒸发预浓缩包括但不限于负压闪蒸、尾气浓缩或蒸汽浓缩。
12.所述冷却降温的方法包括但不限于大气冷凝或夹套搅拌冷却。
13.所述停留熟化时间为1～3h。
14.所述微米级孔径滤芯式过滤器，其单套系统配备数量为不少于2台，其中包含备用，过滤孔径为0.1～5微米，其滤芯包括但不限于pp、pe、pes材质的滤袋或熔喷滤芯。
15.所述过滤器可根据压差变化大于0.07mpa或定期进行人工更换滤芯，或将滤芯反冲洗进行再利用。
16.本发明的优点在于：1、提供了一种易操作、成本低、不加化学药剂的高效除钙方法。；2、投加少量晶种作为晶核，高效促进硫酸钙以大颗粒型形式单独析出，并拦截去除，避免后处理带来的换热表面沉积结垢现象的发生。3、硫酸钙的预先去除，可以有效提高副产品品级，带来更显著的经济效益。
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
18.图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
19.实施例1
20.某生产企业废酸h2so
4 23％，feso
4 165g/l，caso
4 380mg/l，取样品1000ml置于烧杯中，投加50mg caso4晶种，采用绝热闪蒸装置蒸发179mg水，得到预浓缩酸，倒入烧杯中，冷水浴搅拌，降温至32℃，静置1h，选用1微米孔径滤纸进行过滤得到清液，取样测得h2so
4 28％，feso
4 201g/l，caso
4 163mg/l，计算得出硫酸钙的去除率达到65％。
21.实施例2
22.某生产企业废酸h2so
4 20％，caso
4 580mg/l，取样品1000ml置于烧杯中，投加80mg caso4晶种，直接冰浴搅拌，降温至10℃，静置1.5h，选用2微米孔径滤纸进行过滤得到清液，取样测得caso463mg/l，计算得出硫酸钙的去除率达到91％。
23.实施例3
24.某生产企业废酸h2so
4 13％，caso
4 378mg/l，取样品1000ml置于烧杯中，投加35mg caso4晶种，采用油浴蒸发479mg水，得到预浓缩酸，倒入烧杯中，冷水浴搅拌，降温至20℃，静置1h，选用0.5微米孔径滤纸进行过滤得到清液，取样测得h2so
4 23％，caso
4 149mg/l，计算得出硫酸钙的去除率达到79.5％。


技术特征：
1.一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：首先向废硫酸中投加硫酸钙晶种，进行预处理得到废酸体系的硫酸钙饱和溶液，再经过一定时间的停留熟化，使得晶体有足够的成长时间，同时析出得到大颗粒状的晶体，最后再经过微米级孔径滤芯式过滤器过滤，过滤得到除钙后清液。2.根据权利要求1所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述硫酸钙晶种的投加量为20~100mg/l。3.根据权利要求1所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述预处理，是采用非间壁式换热方式的蒸发预浓缩后再冷却降温或直接冷却降温的方法。4.根据权利要求3所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：蒸发预浓缩终点硫酸浓度控制在25%~30%，冷却降温的温度终点控制在10~40℃。5.根据权利要求3所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述蒸发预浓缩为负压闪蒸、尾气浓缩或蒸汽浓缩。6.根据权利要求3所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述冷却降温的方法为大气冷凝或夹套搅拌冷却。7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述停留熟化时间为1~3h。8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述微米级孔径滤芯式过滤器，其单套系统配备数量为不少于2台，其中包含备用，过滤孔径为0.1~5微米，其滤芯包括但不限于pp、pe、pes材质的滤袋或熔喷滤芯。9.根据权利要求8所述的一种废硫酸体系的高效除钙方法，其特征是：所述过滤器可根据压差变化大于0.07mpa或定期进行人工更换滤芯，或将滤芯反冲洗进行再利用。

技术总结
本发明公开了一种废硫酸体系的高效除钙方法，首先向废硫酸中投加硫酸钙晶种，进行预处理得到废酸体系的硫酸钙饱和溶液，再经过一定时间的停留熟化，使得晶体有足够的成长时间，同时析出得到大颗粒状的晶体，最后再经过微米级孔径滤芯式过滤器过滤，过滤得到除钙后清液。本发明易操作、成本低、不加化学药剂；通过投加少量晶种作为晶核，高效促进硫酸钙以大颗粒型形式单独析出，并拦截去除，避免后处理带来的换热表面沉积结垢现象的发生；硫酸钙的预先去除，可以有效提高副产品品级。微米级孔径滤芯式过滤器微米级孔径滤芯式过滤器。径滤芯式过滤器微米级孔径滤芯式过滤器。径滤芯式过滤器微米级孔径滤芯式过滤器。


技术研发人员：肖礼菁 冯杰 马小星 冯圣君
受保护的技术使用者：南通三圣石墨设备科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/10/5