CN101144168A - 利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，所述利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，系利用浊度检测仪，对冶金酸洗工序的酸洗液中的硅含量进行在线检测，藉此，对盐酸再生工艺的酸洗液中的硅含量进行间接、实时的在线检测，在源头上实现对酸洗液中硅含量进行间接、实时的在线检测和在线控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金酸洗工序中的除硅方法，具体地说，本发明涉及一种冶金酸洗工序的酸洗液中硅含量的控制方法，更具体地，本发明涉及一种利用浊度检测对冶金酸洗工序的盐酸再生工艺的酸洗液中的硅含量进行在线控制的方法。
背景技术
酸洗生产线，作为冶金产品的冷轧板卷，在热轧过程中，其表面易形成一层又脆又硬的氧化物，在进行冷轧加工之前，必须去除带卷表面的氧化物。这一工序通常由酸洗机组来完成。盐酸酸洗工艺在世界范围内已广泛应用，早已取代了硫酸酸洗工艺，同时盐酸再生技术也得到广泛的应用。盐酸再生的原理是废盐酸在高温状态下与水，氧产生化学反应，生成Fe2O3和HCl。
酸再生工艺的化学反应式如下：
4FeCl2+4H2O+O2＝2Fe2O3+8HCl
2FeCl3+3H2O+O2＝Fe2O3+6HCl
FeCl2+NH3+H2O→Fe(OH)2+NH4Cl
盐酸再生的基本流程是，将酸洗液中的氯化亚铁经高温焙烧后生成氯化氢和三氧化二铁，氯化氢经水吸收后生成盐酸回到酸洗流程，而三氧化二铁则是重要的工业原料，高纯的三氧化二铁可作为铁磁性材料和用来作为铁磁体的原料。因此，盐酸再生是盐酸酸洗中的关键工艺过程。
然而，决定三氧化二铁质量的主要因素是铁粉中的杂质含量，其中主要杂质元素为硅。因此在酸洗液中去除这些杂质元素是提高氧化铁粉质量的关键因素。
常见除硅方法是在酸洗液先加入氨水，以提高酸洗液的pH值，通过通入空气使溶液中生成大量的Fe(OH)3，Fe(OH)3在吸附溶液中的硅元素后形成固体颗粒，该固体颗粒在絮凝剂的作用下在沉降罐中得到分离，从而得到除硅的酸洗液。
目前，在酸再生系统中，通常并不对酸洗液中的硅含量进行在线控制，而仅仅是在从所述三氧化二铁获得氧化铁粉产品后，再对产品氧化铁粉中的硅含量进行测试，经测试，如产品氧化铁粉中的硅含量未达到质量要求，再调节氨水用量、压缩空气及絮凝剂用量等，从酸洗液中调节、去除硅杂质等元素。
从废酸经除硅系统再反应生成盐酸、回收氧化铁粉的周期约为5-7天。一旦发现回收的产品氧化铁粉中的硅等杂质含量过高，再对酸洗液的除硅参数进行调整，则为时已晚，从而造成巨大的浪费。
鉴于上述，本发明人发现，利用浊度检测仪等浊度检测装置，对冶金酸洗工序中的进入焙烧炉前的酸洗液中的硅含量进行在线检测，即可籍由该方法，对盐酸再生工艺的酸洗液中的硅含量进行间接实时的在线检测，从而从源头上实现对酸洗液中硅含量进行在线检测和在线控制。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，所述利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，系利用浊度检测仪等浊度检测装置，对冶金酸洗工序的酸洗液中的硅含量进行在线检测，籍此，对盐酸再生工艺的酸洗液中的硅含量进行间接、实时的在线检测，在源头上实现对酸洗液中硅含量进行间接、实时的在线检测和在线控制。
本发明提供一种利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，所述方法包括如下工序：
使含有硅等杂质的酸洗液通过流量计，计量后进入反应罐；
在反应罐中，所述酸洗液与受浊度计控制、通过计量泵计量进入的氨水发生反应，在受浊度计控制的压缩空气作用下，反应生成Fe(OH)3；
吸附硅的Fe(OH)3随反应后的酸液通过溢流管路进入沉淀罐，途中，PH计测得反应后的酸液的PH值；
在混合器内，反应后酸液与受浊度计控制、通过计量泵计量进入的絮凝剂进行充分混合，Fe(OH)3颗粒度长大，在沉淀罐内沉淀；
泥浆从排放阀排出，由泥浆泵泵至压滤机进行压滤；
沉淀后的清液通过溢流管流到处理后的溶液储罐；
在管路上装有浊度计，用于测量反应后酸液的浊度，根据浊度计检测得到的浊度值，反馈信息以控制氨水、压缩空气以及絮凝剂的用量与酸液流量的比例关系。
氧化除硅法的特点是在酸洗液中通入大量的空气，空气的加入使酸洗液中产生大量的Fe(OH)3。在通常的情况下，过量的Fe(OH)3足够吸附酸洗液中的硅，因此氧化铁粉中硅含量高低的决定因素是对酸洗液中生成Fe(OH)3的去除效果。吸附硅的Fe(OH)3在酸洗液中呈固体悬浮状态，而溶液中固体悬浮颗粒的多少是影响溶液浊度的决定因素。因此，对于一个稳定的酸洗系统来说，通过在线控制酸洗过程中溶液浊度的方法即可达到实时、在线控制酸洗液中硅含量的目的。
较好的是，根据本发明的利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，所述浊度计设置于溢流管处。
较好的是，根据本发明的利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，所述浊度计检测得到的浊度值与控制氨水、压缩空气以及絮凝剂的用量的关系为沉淀罐溢流的清液浊度控制在≤350，压缩空气用量、氨水用量、絮凝剂用量与酸液流量之间的比例系数分别为2.5-4.5，0.008-0.028，0.01-0.02(以l/h为单位)；当浊度低于300时，各比例系数按低值进行控制；平时按中位值控制。
附图的简单说明
图1所示为本发明的浊度控制除硅工艺流程图。
图2所示为本发明的所述浊度计检测得到的浊度值与控制氨水、压缩空气以及絮凝剂的用量的关系图。
图3所示为酸液除硅系统流程图。
图4所示为沉淀罐结构示意图。
图5所示为沉淀罐内溶液浊度随时间变化关系。
图6所示为沉淀罐内溶液的硅含量随时间变化关系。
图中，1.流量计，2.反应罐，3.氨水计量泵，4.压缩空气分布器，5.
压缩空气阀门，6.PH计，7.阀门，8.混合器，9.絮凝计计量泵，10.
浊度计，11.沉淀罐，12.排放阀，13溢流管。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明。
实施例1
首先，使含有硅的盐酸酸洗液通过流量计1的计量后进入反应罐2，在反应罐2中与通过计量泵3过来的氨水发生反应，在来自压缩空气分布器4的压缩空气发生反应生成Fe(OH)3。
在本实施例中，废酸中总酸浓度为190～210g/l，总铁含量为110-150g/l。
吸附硅的Fe(OH)3随反应后的酸液通过溢流管路13进入沉淀罐11，在这一路径中PH计6测量反应后的PH值。在混合器8内，反应液与来自计量泵9的絮凝剂进行充分混合，Fe(OH)3颗粒度逐渐长大，在沉淀罐11内沉淀。泥浆从排放阀12排出，通过泥浆泵打到压滤机压滤。沉淀后的清液通过溢流管13流到处理后的溶液储罐。在溢流管管路上装有浊度计10用于测量反应液的浊度，根据浊度计10的检测值控制氨水、压缩空气以及絮凝剂的用量。其关系如图2所示。
在图3所示的6000l/h酸液除硅装置中，废酸经加入108l/h氨水中和后，使酸洗液的pH值上升到4.5±0.5，在反应罐内压缩空气通过底部的空气分布器通入酸液进行反应，压缩空气的流量为21m3/h，生成大量的Fe(OH)3，酸液的盐酸也变成黄颜色。为加速Fe(OH)3颗粒与溶液的分离，在酸液中加入絮凝剂，絮凝剂的添加量控制在84l/h，经沉降后的酸液从沉降罐的溢流口流出。
为观测沉降时间对除硅效果的影响，设计了如图4所示的模拟沉淀罐，酸洗液从中心管加入，从顶板溢流口流出。为观测不同沉降时间对酸洗液除硅效果的影响，在沉降罐的壁上不同高度设置取样口，观测酸洗液浊度的变化。
从系统开机后的7小时内沉降槽内各取样点的浊度见图5。从图中可看出开机6.5小时前各取样点浊度在不断变化，6.5小时后浊度稳定，因此在处理量一定的情况下，必须合理的设计沉淀罐的容积直径、出液口的位置，才能保证充分的沉淀时间，最终确保系统的稳定运行。
经ICP测试分析除硅后溶液中硅的含量见图6。由图6可见，采用浊度可有效检测酸洗液中的硅含量，将酸液的浊度控制在350以下，可使硅含量控制在一个较低的浓度。
实施例1的氧化铁粉主要质量指标：
| 序号 | 项目 | 指标 |
| 1 | Fe2O3 ％ | 99.5 |
| 2 | SiO2 ％ | 0.06 |
| 3 | FeO ％ | 0.04 |
| 4 | H2O ％ | 0.1 |
| 5 | BET m2/g | 2.1 |
| 6 | BD g/cm3 | 0.38 |
| 7 | Cl ％ | 0.08 |
根据本发明的利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，利用浊度检测仪等浊度检测装置，对冶金酸洗工序的酸洗液中的硅含量进行在线检测，籍此，对盐酸再生工艺的酸洗液中的硅含量进行间接、实时的在线检测，在源头上实现对酸洗液中硅含量进行间接、实时的在线检测和在线控制。
利用本发明，可直接通过测定溶液的浊度达到间接测定溶液中硅的含量，进而实现控制酸再生副产品中硅含量的目的，提高氧化铁粉的质量，从而，提高酸洗生产的经济效益。
Claims (4)
1.一种利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，其特征在于，所述方法包括如下工序：
使含有硅等杂质的酸洗液通过流量计，计量后进入反应罐；
在反应罐中，所述酸洗液与受浊度计控制、通过计量泵计量进入的氨水发生反应，在受浊度计控制的压缩空气作用下，反应生成Fe(OH)3；
吸附硅的Fe(OH)3随反应后的酸液通过溢流管路进入沉淀罐，途中，PH计测得反应后的酸液的PH值；
在混合器内，反应后酸液与受浊度计控制、通过计量泵计量进入的絮凝剂进行充分混合，Fe(OH)3颗粒度长大，在沉淀罐内沉淀；
泥浆从排放阀排出，由泥浆泵泵至压滤机进行压滤；
沉淀后的清液通过溢流管流到处理后的溶液储罐；
在管路上装有浊度计，用于测量反应后酸液的浊度，根据浊度计检测得到的浊度值，控制氨水、压缩空气以及絮凝剂的用量。
2.如权利要求1所述的利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，其特征在于，所述浊度计设置于溢流管管路上。
3.如权利要求1所述的利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，其特征在于，所述浊度计检测得到的浊度值与控制氨水、压缩空气以及絮凝剂的用量的关系为沉淀罐溢流的清液浊度控制在≤350，压缩空气用量、氨水用量、絮凝剂用量与酸液流量之间的比例系数分别为2.5-4.5，0.008-0.028，0.01-0.02l/h。
4.如权利要求3所述的利用浊度检测在线控制酸洗液硅含量的方法，其特征在于，当浊度低于300时，所述压缩空气用量、氨水用量、絮凝剂用量与酸液流量之间的比例系数分别按2.5-4.5，0.008-0.028，0.01-0.02的低值进行控制，平时按中位值控制。
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