CN100369804C

CN100369804C - 硫酸置换再生酸法

Info

Publication number: CN100369804C
Application number: CNB2006100812724A
Authority: CN
Inventors: 何笃政; 董荣华; 段兴国; 袁思胜; 冯成伟; 何衡生; 余沛; 王亚峰; 廖军; 张秦岭
Original assignee: Jingye Construction Project Contract Co Ltd China; Shanghai Branch Building Research General Inst Ministry Of Metallurgical Indu; Chongqing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Jingye Construction Project Contract Co Ltd China; Shanghai Branch Building Research General Inst Ministry Of Metallurgical Indu; Chongqing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: CN1857992A

Abstract

本发明属于工业废物综合利用领域。本工艺采用硫酸置换再生酸法解决了酸洗废液的回收问题。处理采用工业酸洗废液的回收利用技术。首先，废酸过滤，按一定比例与硫酸同时加入蒸发器，加热蒸发，蒸发出来的气体通过冷却得到再生酸；结晶液经冷却和加入硫酸(浓)提高酸度快速结晶过滤，得到含水硫酸亚铁，过滤液再按比例加入蒸发器循环处理。本发明工艺路线简单，操作性强，投资少，回收率极高，无二次污染，处理量大，应用范围广，可适合所有酸洗工艺的废酸处理。

Description

硫酸置换再生酸法

技术领域

本发明属于工业废物综合利用领域。

背景技术

我院(原冶金工业部建筑研究总院)早在七十年代就专题研究酸洗废液的回收利用。在太钢、西安特钢、上钢五厂及大冶钢厂建有工业性试验线，取得了一批阶段性成果。在硫酸置换再生酸和减压蒸发分离再生酸方面获得成功。但对蒸发残液(FeSO₄·nH₂O溶液)的处理束手无策，造成蒸发器内FeSO₄·nH₂O结晶严重堵塞残液出口，排出的FeSO₄·nH₂O液体结晶不理想，最终造成该系统无法操作，导致该成果不能被推广应用。研究工作于80年代初中断。

分析原因主要是：

1、将硫酸(浓)全部加到蒸发器内，控制蒸发器的酸浓度在30％(重量百分比)左右。

2、原法结晶池的酸浓度与蒸发器一致。

这种做法，导致：

1、蒸发器酸度过高，FeSO₄·nH₂O的溶解度极低，且FeSO₄·nH₂O极容易结晶析出而堵塞残液出口。

2、到达结晶池的FeSO₄·nH₂O残液的FeSO₄·nH₂O含量低，结晶气氛同蒸发器，FeSO₄·nH₂O的结晶析出几乎是不可能的。只好将残液搁置冷却几天后，方能有少量的FeSO₄·nH₂O再析出，造成工艺上无法操作。

另外，此法仅在处理回收硝酸-氢氟酸中试用，没有涉及盐酸酸洗废液。

发明内容

本发明的主要技术特征为：

1、控制蒸发器的酸浓度在1～5％(重量百分比)，硫酸(浓)尽量不直接加入蒸发器。

2、控制结晶池的酸浓度在25-40％(重量百分比)，将硫酸(浓)尽量直接加入结晶池。此法的结果是：

1、旨在满足蒸发器再生酸所需的硫酸(浓)量的前提下，造成低酸浓度，让蒸发残液中的FeSO₄·nH₂O含量由原来的百分之几提高到40％(重量百分比)以上，且不结晶析出。

2、高浓度的FeSO₄·nH₂O蒸发残液被排入结晶池后，再加入硫酸(浓)，使结晶池的酸度达到25-40％左右。由于提高酸度，FeSO₄·nH₂O迅速结晶析出，在数秒钟内形成固液分离。

3、然后再将高酸度的结晶残液泵入蒸发器，补充置换反应的酸用量。

附图说明

图1为硫酸置换再生酸法工艺流程图。

具体实施方式

本法适应各种钢材(特钢、普钢等)各种酸(盐酸、硝酸-氢氟酸等)酸洗废液的处理回收。

工艺路线：

1、由酸洗车间输入的酸洗废液，经过过滤后存放于废液调节池，废液调节池一般设计为7～15天的存放量。

A、调节废酸浓度；

B、调节输入输出量(两端工艺设备检修造成停产)。

2、蒸发器是本工艺的主要设备之一

由调节池泵入的废液，首先在蒸发器内加H₂SO₄产生置换反应，FeCL₂或者Fe(NO₃)₂、FeF₂被H₂SO₄置换，再生HCL和硝酸-氢氟酸，形成新的铁(或者是其它金属)的硫酸盐。其次是根据再生酸与硫酸盐溶液的沸点的差异，加热蒸发再生酸，在650mmHg的负压下，再生盐酸的蒸发温度为104～107℃；再生硝酸-氢氟酸的蒸发温度为68℃左右。

3、加热系统

目前一般采用蒸汽加热。

4、再生酸冷凝器

从蒸发器形成的再生酸汽被送到冷凝器中进行冷却凝结形成再生酸溶液，冷凝器一般用水冷却，回收的再生酸被回送到酸洗车间配酸池，循环使用。

5、负压系统

负压系统一般使用水力喷射真空泵，它的作用是为：

A、加快蒸发过程

B、适当降低蒸发温度，这一点，特别在70～80年代，由于耐腐材料的限制，显得十分必要。现在，耐腐材料已完全可以抵抗150℃以下甚至更高的工作温度，有无负压系统，就变的不重要了。

6、硫酸

此法一般使用工业浓硫酸，采用铁罐储存，一般储量为15天的使用量即可。在启动试验线过程中，硫酸直接加入蒸发器，待系统达到平衡后，硫酸加入点被切到结晶池。

7、结晶系统

蒸发残液从蒸发器输送到结晶池，先进行冷却，将温度降低到30～40℃范围，冷却可以是强制的，也可以做一般冷却。然后将硫酸加入，提高酸度，促使FeSO₄·nH₂O结晶析出。

8、析出的固体FeSO₄·nH₂O经离心式过滤机过滤，固体FeSO₄·nH₂O装袋后外销，高浓度(30％)结晶残液被盛积于残液池，根据需要泵送至蒸发器，作为蒸发器置换反应所需硫酸的来源。

本法已在重庆钢铁股份有限公司所建冷轧薄板盐酸酸洗废液处理中试用。本发明是通过以下方法实现的：初始时，将废酸过滤，按比例将废液与浓硫酸(98％)连续加入蒸发器，发生置换反应，生成新的酸和新的硫酸(铁)盐，装置内酸重量百分比浓度控制在1％～5％，然后加热蒸发，使再生酸与硫酸盐溶液分离；蒸发出来的气体经冷却形成一定浓度的再生酸；剩余物质进入结晶池的同时，加入一定比例的98％的浓硫酸，经冷却使其快速结晶，经过滤产生含水硫酸业铁晶体，滤液进入残液池后重新加入蒸发器循环使用。

实践证明：

1、此法工艺路线正确，具有很强的可操作性。

2、经济效益十分明显，酸的回收率高达98％，酸洗用酸只须添加少量新酸即可。

3、环境效益十分明显，由于酸的回收率极高，废酸不再对环境产生污染，不存在二次环境污染源。

目前，世界上公认比较先进的焙烧法回收酸的有效回收率也只能达到70％左右，那么，剩下的30％势必进入环境。

4、操作简便，建立的重钢再生酸试验线每班一名普通工人即可方便操作。

5、投资省，投资为焙烧法的1/2左右。

Claims

1.一种硫酸置换再生酸法，其特征为：初始时，将钢材生产中的酸洗废液过滤，按比例将废液与98％的浓硫酸连续加入蒸发器，发生置换反应，生成新的酸和新的硫酸盐，装置内酸重量百分比浓度控制在1％～5％，然后，在一定温度下加热蒸发，使再生酸与硫酸盐溶液分离；蒸发出来的气体经冷却形成一定浓度的再生酸；剩余物质进入结晶池的同时，加入一定比例的98％的浓硫酸，提高酸度，酸重量百分比浓度控制在25％～40％，经冷却使其快速结晶，经过滤产生含水硫酸亚铁晶体，滤液进入残液池后重新加入蒸发器循环使用。

2.根据权利要求1的硫酸置换再生酸法，其特征为：在负压0.009MPa～负压0.015MPa下，再生盐酸的蒸发温度为104℃～107℃或再生硝酸-氢氟酸的蒸发温度是约68℃。

3.根据权利要求1的硫酸置换再生酸法，其特征为：冷却结晶池内的混合液，使结晶池内温度为25℃～40℃。

4.根据权利要求1的硫酸置换再生酸法，其特征为残液代替浓硫酸重新进入蒸发器循环使用。