專利名稱：陶瓷浸取廢液中一種醋酸-水物相分餾回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷浸取廢液中4%的醋酸-水共混物的回收方法，更特別地說(shuō)， 是一種通過(guò)醋酸-水的物理性質(zhì)實(shí)現(xiàn)物相分餾的回收方法，并伴隨有添加劑與雜質(zhì)離子的化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物的輔助作用，回收率達(dá)到85%以上。
背景技術(shù)：
日用瓷器的花紙和釉中含有的有毒鉛鎘元素及其氧化物在酸性作用下可溶出。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于日用陶瓷鉛鎘溶出量的檢測(cè)規(guī)定用4%的醋酸(HAC)溶液，于22 士 2°C的環(huán)境條件下浸泡M小時(shí)，檢測(cè)各類器皿浸取液中鉛、鎘的含量。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定1 彡3. OPPm, Cd彡0. 5PRii。因此廢液中主要含有鉛、鎘離子和4% HAC-H2O,屬低濃度含毒害元素的HAC 廢液。如果直接排放到下水管道中，Pb、Cd對(duì)水體污染，HAC對(duì)管道酸性腐蝕。將其HAC-H2O 回收符合我國(guó)倡導(dǎo)的節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展的要求。目前國(guó)內(nèi)外研究從稀HAC廢液中回收純HAC方法很多。主要有用陽(yáng)離子交換樹脂處理陶瓷測(cè)鉛、鎘廢醋酸溶液獲得高濃醋酸的方法和用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取的方法。其中利用有機(jī)溶劑與廢液中的醋酸結(jié)合后，利用沸點(diǎn)或溶解度與水不同而分離為多。國(guó)內(nèi)有一種以磷酸三丁酯與煤油為混合溶劑萃取、真空蒸餾、溶劑再生、油洗等操作步驟組成回收稀醋酸的集成工藝(參見清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系.一種回收稀醋酸的集成工藝方法及系統(tǒng).中國(guó)科技成果數(shù)據(jù)庫(kù)，項(xiàng)目年度編號(hào)0701983 ；萃取、共沸精餾技術(shù)聯(lián)用回收廢液中的醋酸，采用乙酸乙酯和苯的混合溶劑萃取濃縮稀醋酸溶液和采用η(三辛胺)η(乙酸) =1 1，且有機(jī)相中V(三辛胺)V(環(huán)己烷)V(石油醚)=3 5 2時(shí)萃取率達(dá) 95%以上(參見①白鵬，陸春宏.萃取、共沸精餾技術(shù)聯(lián)用回收廢液中的醋酸.化學(xué)工業(yè)與工程，2008，25 (5):似4;②楊翠萍，高巍.廢水中乙酸回收方法的研究.化工科技，2006， 14(6) :29)。國(guó)外有采用與醋酸鍵合力弱的叔胺三正辛基胺與特種溶劑3. 3. 5-三甲基環(huán)己酮聯(lián)用，從水溶液中制取無(wú)水醋酸(參見美國(guó)專利US4353784)；采用雙溶劑法從水溶液中提取醋酸，然后再蒸餾抽提液回收醋酸(參見日本專利昭57-197Μ0)。由于這些提取方法均是使用大量有機(jī)溶劑得到高濃醋酸，會(huì)造成高碳工藝和環(huán)境的二次污染并有可能提高回收成本，因此，研究高效、環(huán)保的回收稀HAC-H2O的方法具有較大的實(shí)用意義，特別適用于瓷產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)部門。經(jīng)檢索，利用物相分餾法回收HAC-H2O共混物的方法，尤其是陶瓷浸取廢液中4% 的HAC-H2O共混物物相分餾回收方法還未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種回收陶瓷浸取廢液中的4% HAC-H2O共混物的方法。該方法將陶瓷浸泡完畢后的HAC廢液通過(guò)管路和泵經(jīng)臨時(shí)儲(chǔ)液槽和低位儲(chǔ)液槽導(dǎo)入高位儲(chǔ)液槽，并由其產(chǎn)生的勢(shì)能差使廢液注入物相分餾主機(jī)進(jìn)行HAC-H2O共混物的回收。回收后的產(chǎn)品液進(jìn)行酸度和鉛、鎘離子測(cè)定。該方法不但快捷、回收率85%以上，而且產(chǎn)品液可再
3利用，滿足了環(huán)保和生產(chǎn)的要求。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案—種回收陶瓷浸取廢液中HAC-H2O共混物的方法，其中通過(guò)物相分餾法進(jìn)行回收。具體地，本發(fā)明的回收陶瓷浸取廢液中HAC-H2O共混物的方法，包括以下步驟1、按照附圖1進(jìn)行設(shè)備的連接，并檢查各接管處是否漏液。2、從陶瓷浸泡櫥14收集的廢液作為工作液經(jīng)臨時(shí)儲(chǔ)液槽3用泵13打入低位儲(chǔ)液槽1或2(兩低位儲(chǔ)液槽是并列的，可交替使用，使用1時(shí)應(yīng)打開閥門8關(guān)閉閥門9 ；同理， 使用2時(shí)打開閥門9關(guān)閉閥門8)。3、低位儲(chǔ)液槽儲(chǔ)滿液體后再由泵12將廢液打入高位儲(chǔ)液槽4。注高位儲(chǔ)液槽距物相分餾主機(jī)進(jìn)液口高度155 180cm。4、當(dāng)高位儲(chǔ)液槽4液體達(dá)到儲(chǔ)液槽體積的3/4后打開閥門7使廢液注入物相分餾主機(jī)5，此時(shí)液體流量控制在150 200L/h之間，同時(shí)通過(guò)主機(jī)上的加液小槽15向主機(jī)內(nèi)加入添加劑。當(dāng)主機(jī)內(nèi)液面和主機(jī)加液小槽持平時(shí)接通電源進(jìn)行物相分餾法回收操作。5、濃硫酸和濃磷酸以體積比8 1比例混合均勻，即為添加劑。最佳用量在40 SOmL范圍，設(shè)備工作中當(dāng)添加劑用量不足時(shí)需適量補(bǔ)加，達(dá)到最佳用量。6、閥門7打開時(shí)，實(shí)質(zhì)上是高位儲(chǔ)液槽中的工作液先經(jīng)主機(jī)上部進(jìn)液口 16流入主機(jī)，起到冷凝液的作用之后分流，一部分經(jīng)加液小槽進(jìn)入主機(jī)內(nèi)下部，另一部分流回低位儲(chǔ)液槽繼續(xù)循環(huán)使用。7、通過(guò)火焰原子吸收光度法測(cè)定Pb、Cd離子含量，符合要求后開始收集合格的 HAC-H2O產(chǎn)品液，一般在10 20min。回收后的HAC-H2O產(chǎn)品液進(jìn)行酸度測(cè)定以及醋酸含量的計(jì)算。上述數(shù)值范圍可以任意組合，沒有必然的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于①回收裝置體積小、僅占地6m2。②工藝簡(jiǎn)單，易操作，處理廢液快，實(shí)用性強(qiáng)，成本低。③不使用有機(jī)溶劑，無(wú)二次污染，并解決陶瓷浸取廢液的污染問題。④直接獲得符合分析化學(xué)要求的HAC-H2O共混物產(chǎn)品，測(cè)得HAC準(zhǔn)確濃度后循環(huán)使用?？蓮V泛用于陶瓷行業(yè)以及質(zhì)檢部門，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益高。


圖1為物相分餾法回收陶瓷浸取廢液中HAC-H2O共混物工藝流程圖其中，1、2_低位儲(chǔ)液槽(V = Im3)，3-臨時(shí)儲(chǔ)液槽(V = 0. 2m3), 4-高位儲(chǔ)液槽(V =Im3)，5-物相分餾主機(jī)(容積為9L，處理量為9L/h)，6-HAC-H20回收池(V = 0. 5m3)，7、 8、9、10、11_閥門，12、13-水泵，14-陶瓷浸泡櫥，15-主機(jī)加液小槽，16-主機(jī)上部進(jìn)液口， 17-膠皮管路(內(nèi)徑lcm)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。本發(fā)明使用的主要儀器MP-40型微型磁力泵(上海)。AA240FS型火焰原子吸收分光光度計(jì)(美國(guó))，PHS-3C型精密pH計(jì)(上海)。本發(fā)明使用的主要藥品硫酸(分析純，含量98%，天津)、磷酸(分析純，含量不
4少于85%，天津)。原料陶瓷浸泡后的HAC廢液(體積分?jǐn)?shù)不大于4% )，唐山市出入境檢驗(yàn)檢疫局提供。實(shí)施例1按照發(fā)明內(nèi)容具體步驟5配制添加劑。按照附圖1連接設(shè)備。從陶瓷浸泡櫥14 收集的工作液經(jīng)臨時(shí)儲(chǔ)液槽3用泵13打入低位儲(chǔ)液槽1。用泵12將槽1工作液打入距物相分餾主機(jī)進(jìn)液口 155cm的高位儲(chǔ)液槽4中，當(dāng)高位儲(chǔ)液槽中液體體積達(dá)到3/4液位后，打開閥門7，使工作液以150L/h的流量通過(guò)主機(jī)上部進(jìn)液口 16流入工作系統(tǒng)，同時(shí)向主機(jī)加液小槽15加入50mL添加劑。當(dāng)主機(jī)內(nèi)液面和主機(jī)加液小槽持平時(shí)接通電源進(jìn)行工作。當(dāng)有回收液從主機(jī)滴出16分鐘后回收產(chǎn)品液。回收后的產(chǎn)品液用火焰原子吸收光度法測(cè)鉛、 鎘離子的含量和PH計(jì)測(cè)酸度。經(jīng)檢測(cè)和計(jì)算，產(chǎn)品液中Cpb彡0. 02ppm,Ccd^O. OOlppm，符合重新利用的要求。產(chǎn)品液pH = 2. 49，醋酸含量為3.4%。每處理50m3廢液需補(bǔ)加添加劑10mL。實(shí)施例2按照發(fā)明內(nèi)容具體步驟5配制添加劑。按照附圖1連接設(shè)備。陶瓷浸泡櫥14收集的工作液經(jīng)臨時(shí)儲(chǔ)液槽3用泵13打入低位儲(chǔ)液槽1。用泵12將槽1工作液打入距物相分餾主機(jī)進(jìn)液口 180cm的高位儲(chǔ)液槽4中，當(dāng)高位儲(chǔ)液槽中液體體積達(dá)到3/4液位后，打開閥門7，使工作液以200L/h的流量，通過(guò)主機(jī)上部進(jìn)液口 16流入工作系統(tǒng)，同時(shí)向主機(jī)加液小槽15加入SOmL添加劑。當(dāng)主機(jī)內(nèi)液面和主機(jī)加液小槽持平時(shí)接通電源進(jìn)行工作。當(dāng)有回收液從主機(jī)滴出10分鐘后回收產(chǎn)品液?；厥蘸蟮漠a(chǎn)品液用火焰原子吸收光度法測(cè)鉛、鎘離子的含量和PH計(jì)測(cè)酸度。經(jīng)檢測(cè)和計(jì)算，產(chǎn)品液中Cpb彡0. 02ppm,Ccd^O. OOlppm，符合重新利用的要求。產(chǎn)品液pH = 2. 47，醋酸含量為3.7%。每處理200m3廢液需補(bǔ)加添加劑40mL。實(shí)施例3按照發(fā)明內(nèi)容具體步驟5配制添加劑。按照附圖1連接設(shè)備。陶瓷浸泡櫥14收集的工作液經(jīng)臨時(shí)儲(chǔ)液槽3用泵13打入低位儲(chǔ)液槽1。用泵12將槽1工作液打入距物相分餾主機(jī)進(jìn)液口 170cm的高位儲(chǔ)液槽4中，當(dāng)高位儲(chǔ)液槽中液體體積達(dá)到3/4液位后，打開閥門7，使工作液以180L/h的流量，通過(guò)主機(jī)上部進(jìn)液口 16流入工作系統(tǒng)，同時(shí)向主機(jī)加液小槽15加入60mL添加劑。當(dāng)主機(jī)內(nèi)液面和主機(jī)加液小槽持平時(shí)接通電源進(jìn)行工作。當(dāng)有回收液從主機(jī)滴出10分鐘后回收產(chǎn)品液?；厥蘸蟮漠a(chǎn)品液用火焰原子吸收光度法測(cè)鉛、鎘離子的含量和PH計(jì)測(cè)酸度。經(jīng)檢測(cè)和計(jì)算，產(chǎn)品液中Cpb彡0. 02ppm,Ccd^O. OOlppm，符合重新利用的要求。產(chǎn)品液pH = 2. 48，醋酸含量為3.5%。每處理IOOm3廢液需補(bǔ)加添加劑20mL。盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是， 我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回收陶瓷浸取廢液中醋酸-水混合液的方法，其特征在于，通過(guò)物相分餾工藝對(duì)醋酸-水混合液進(jìn)行回收。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過(guò)利用醋酸-水共混物沸點(diǎn)不同設(shè)計(jì)物相分餾工藝；通過(guò)體系中存在的鉛鎘離子化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)加入提高回收效果的無(wú)機(jī)添加劑， 實(shí)現(xiàn)回收醋酸-水混合液，回收率達(dá)到85%以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，包括以下步驟1)附圖1所示的物相分餾工藝；2)按照附圖1進(jìn)行設(shè)備的連接，并檢查各接管處是否漏液。3)從陶瓷浸泡櫥14收集的廢液作為工作液經(jīng)臨時(shí)儲(chǔ)液槽3用泵13打入低位儲(chǔ)液槽1 或2，使用1時(shí)應(yīng)打開閥門8關(guān)閉閥門9 ；同理，使用2時(shí)打開閥門9關(guān)閉閥門8 ；4)低位儲(chǔ)液槽儲(chǔ)滿液體后，由泵12將廢液打入距物相分餾主機(jī)進(jìn)液口155 180cm處的高位儲(chǔ)液槽4 ；5)當(dāng)高位儲(chǔ)液槽4液體達(dá)到儲(chǔ)液槽體積的3/4后打開閥門7使廢液注入物相分餾主機(jī) 5，其容積為9L，此時(shí)液體流量控制在150 200L/h之間，同時(shí)通過(guò)主機(jī)上的加液小槽15向主機(jī)內(nèi)加入添加劑，當(dāng)主機(jī)內(nèi)液面和主機(jī)加液小槽持平時(shí)接通電源進(jìn)行物相分餾法回收操作；6)添加劑按照濃硫酸和濃磷酸以體積比8 1比例混合均勻，最佳用量在40 SOmL 范圍，并在設(shè)備工作中當(dāng)添加劑用量不足時(shí)隨時(shí)適量補(bǔ)加；7)閥門7打開時(shí)，實(shí)質(zhì)上是高位儲(chǔ)液槽中的工作液先經(jīng)主機(jī)上部進(jìn)液口16流入主機(jī)， 起到冷凝液的作用之后分流，一部分經(jīng)加液小槽進(jìn)入主機(jī)內(nèi)下部，另一部分流回低位儲(chǔ)液槽繼續(xù)循環(huán)使用；8)火焰原子吸收光度法測(cè)定回收后的醋酸-水混合液中HkCd含量，當(dāng)Cpb^ 0. 02ppm、 Ccd彡0. OOlppm時(shí)接收醋酸-水共混液，設(shè)備工作一般需10 20min時(shí)達(dá)到此要求；酸堿滴定法測(cè)定HAC濃度或酸度計(jì)測(cè)定pH值，pH值在2. 47以上時(shí)符合要求，合格后便可重新用于陶瓷的浸泡。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，控制高位儲(chǔ)液槽的高度170cm。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，夏季時(shí)工作液液體流量為180L/h以上，冬季時(shí)為 150L/h 以上。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，硫酸，含量98%，分析純；磷酸含量不少于85%，分析純。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，添加劑加入量為50mL時(shí)，每處理50m3廢液需補(bǔ)加添加劑IOmL ；添加劑加入量為60mL時(shí)，每處理IOOm3廢液需補(bǔ)加添加劑20mL ；添加劑加入量為70mL時(shí)，每處理150m3廢液需補(bǔ)加添加劑30mL ；添加劑的加入量隨主機(jī)容積大小的改變成比例。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，添加劑的加入量隨主機(jī)容積大小的改變成比例改變，一般是主機(jī)容積的千分之五至千分之九。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回收陶瓷浸取廢液中醋酸-水共混物的方法。該方法通過(guò)物相分餾法進(jìn)行回收。以陶瓷浸泡后的醋酸廢液(體積分?jǐn)?shù)不大于4％)為回收原液。采用的物料原液即作回收母液，也是冷凝液。從高位儲(chǔ)液槽到主機(jī)上部進(jìn)樣口的液體流量為150～200L/h，主機(jī)容積為9L。建立了陶瓷浸取廢液中醋酸-水共混物回收工藝，根據(jù)工藝特點(diǎn)研制了添加劑，其加入量為40～80mL。設(shè)備工作10～20min后餾出液合格。本發(fā)明的醋酸-水混合液的回收率在85％以上，溶液中醋酸含量大于3.4％，重金屬鉛、鎘的含量分別低于0.02ppm和0.001ppm，符合再利用的要求。該方法不但回收高、工序簡(jiǎn)單易操作、實(shí)用性強(qiáng)、成本低，也解決了廢液大量排放造成的污染?？蓮V泛用于陶瓷行業(yè)以及質(zhì)檢部門，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益高。
文檔編號(hào)C07C53/08GK102391097SQ201110270088
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者劉淑萍, 杜世巍, 閆路省 申請(qǐng)人:河北聯(lián)合大學(xué)