CN103320807B - 降低酸液中硫酸根离子含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低酸液中硫酸根离子含量的方法，它包括下述依次的步骤：I将不锈钢带钢通过硫酸酸洗槽，酸洗液中硫酸的浓度200±10g/l；II将酸洗后的不锈钢带钢通过上下两个挤压辊之间；III将不锈钢带钢经过不锈钢带钢之上与不锈钢带钢下的喷管冲洗，将不锈钢带钢表面用水冲洗，喷管内的水的压强为10±2bar；IV将不锈钢带钢通过另外上下两个挤压辊之间；V将不锈钢带钢送到混酸酸洗槽酸洗；混酸酸洗槽内的液体为HNO₃与HF的混合液，HNO₃浓度为160±20g/l，HF浓度为25±5g/l；VI从混酸酸洗槽酸洗后的不锈钢带钢通过最终清洗烘干后卷曲。本降低酸液中硫酸根离子含量的方法延长了焙烧炉使用寿命。

Description

降低酸液中硫酸根离子含量的方法

技术领域

本发明涉及一种降低酸液中硫酸根离子含量的方法。

背景技术

国际上不锈钢酸洗普遍采用混酸(HNO3+HF)酸洗工艺，不锈钢轧钢酸洗主要有两个工序，一是冷轧原料酸洗即热轧酸洗，二是带钢冷轧后酸洗即冷轧酸洗。生产过程中混酸介质与钢板表面发生反应后生成金属离子，当混酸中金属离子含量达到规定浓度时就需要排放部分混酸介质，以此来降低混酸中金属离子的浓度。这样就产生了废混酸。废混酸主要成分包括硝酸、氢氟酸、铁、铬、镍金属离子及其氟化物。目前国内外钢铁行业废混酸处理主要采用石灰中和处理工艺，中和处理不仅会消耗大量石灰，产生大量污泥需进行二次填埋，而且中和水由于含盐量较高，不能直接利用，直接排放会造成自然界水资源污染。部分钢铁企业所采用的废混酸再生装置只处理热轧酸洗产生的废混酸，存在废混酸处理率低，再生酸回收率低等不足，未形成一套完整、高效的废混酸处理工艺流程。所以目前对废混酸进行回收、再生处理，减少废混酸排放及废混酸处理所带来的二次污染，实现环境保护和酸资源重复利用；回收废混酸中铬、镍、铁等金属，实现金属资源重复利用势在必行。

目前对废酸回收利用的最好办法就是建废混酸进行再生回收项目，此项目集成世界上废混酸再生最先进的喷雾焙烧工艺，具有工艺先进，回收率高，能耗低，环保指标先进的特点。其主要工艺为先将废混酸通过高温焙烧后分解蒸发，再通过洗涤塔回收浓缩为再生酸，同时金属离子以氧化物形式回收。再生酸直接用于生产线，回收的氧化铁粉用于炼钢。而焙烧作为主要工艺之一，由于不锈钢生产工艺导致废混酸中含有一定量的硫酸根离子，硫酸根离子浓度较高的废混酸进入酸再生将会损坏酸再生的核心设备焙烧炉，在喷雾焙烧时，废混酸直接在焙烧炉内加热，高温下焙烧炉腐蚀严重，致使焙烧炉寿命较低。

发明内容

为了克服现有降低酸液中硫酸根离子含量的方法的上述不足，本发明提供一种降低硫酸根离子对高镍不锈钢的腐蚀，延长了焙烧炉使用寿命的降低酸液中硫酸根离子含量的方法。

为达到废混酸在焙烧炉彻底蒸发分解，焙烧炉内部的工艺温度设定在750℃左右，而且废混酸在焙烧炉内是直接加热，如此高温高腐蚀条件下，只能选取不锈钢作为炉壳材质，综合考虑酸浓度及经济性，选取高镍不锈钢作为炉壳材质。而高镍不锈钢的维护成本相当高，每吨达到40-60万元。

由于不锈钢酸洗废混酸中都含有硫酸根离子，而硫酸根离子对高镍不锈钢晶间腐蚀严重，容易造成炉壳损坏。

不锈钢酸洗废混酸中的硫酸根离子主要来源有两个方面。

一方面：废混酸的主要成分是HNO₃+HF，而工业氢氟酸一般由萤石和硫酸反应生产：

CaF₂+H₂SO₄→CaSO₄+HF

因此在氢氟酸中含有硫酸根离子。

另一方面：不锈钢酸洗过程中，不锈钢首先经过硫酸或电解硫酸钠酸洗，这样在不锈钢连续酸洗过程中，硫酸根离子会随钢板进入到混酸酸洗中，致使混酸中含有硫酸根离子。

故本发明是通过分析硫酸根离子产生的主要原因，降低废混酸中硫酸根离子的含量，从而达到延长焙烧炉的使用寿命。

本发明的构思是：一是使用含硫酸根离子较低的高品质氢氟酸，降低混酸中的硫酸根离子含量；二是通过增加高压水清洗装置，消除混酸酸洗前随钢板表面带入的硫酸根离子进入混酸酸洗。通过这两种发法最终降低混酸中硫酸根离子。

为延长不锈钢焙烧炉的使用寿命，硫酸根离子控制主要通过以下两方面措施来实现。

1)提高氢氟酸品质，由工业用氢氟酸合格品提升至一等品，HF酸中的硫酸根离子含量由2.0％降低到0.08％。

2)在硫酸或硫酸钠电解酸洗后进入混酸酸洗之前，增加高压水清洗装置，高压水压力设计为10bar，以此来消除钢板表面残留的硫酸根离子。

本降低酸液中硫酸根离子含量的方法包括下述依次的步骤：

I  将不锈钢带钢通过内装三个酸洗辊的硫酸酸洗槽，酸洗液中硫酸的浓度200±10g/l；

II  将酸洗后的不锈钢带钢通过上下两个挤压辊之间；

III  将上下两个挤压辊之间出来的不锈钢带钢经过不锈钢带钢之上设置的喷管与不锈钢带钢下面设置的喷管冲洗，将不锈钢带钢上表面与下表面用水冲洗，上下两个喷管内的水的压强为10±2bar；

IV  将冲洗后的不锈钢带钢通过另外上下两个挤压辊之间；

V  将上下两个挤压辊之间出来的不锈钢带钢送到混酸酸洗槽酸洗；混酸酸洗槽内的液体为HNO₃与HF的混合液，HNO₃浓度为160±20g/l，HF浓度为25±5g/l。

VI  从混酸酸洗槽酸洗后的不锈钢带钢通过最终清洗烘干后卷曲。

本发明采用的冲洗装置在不锈钢带钢上面设置一根喷管，喷管上设置着6-12个喷觜，在不锈钢带钢的下面也设置着一根喷管，喷管上设置着6--12个喷觜，单个喷嘴为扇形，喷嘴的开口角度为120°±10°，耐压10±2bar。

本清洗装置工作时打开给两个喷管供水的五个阀门，启动给喷管供水的水泵，清洗水从水箱经水泵输送到喷嘴，最终形成喷水到不锈钢带钢表面，清洗不锈钢带钢表面附着的硫酸根离子，清洗后的水经回水管道回到水箱。

本清洗装置可设置电导率检测装置检测水箱的水质，当水质达到设定值1000us需要排放时，打开排放阀门进行排放。同时液位计检测水箱液位，当液位低于设定值50％时，打开与自来水管连接的补水阀门，自动补水管进行新水补充，直到电导率检测装置检测水质低于200us时，关闭排水阀门，水箱液位达到80％时，与自来水管连接的补水阀门。

本装置使用时水循环使用，根据工艺设定不断通过排放阀门排放和打开与自来水管连接的补水阀门补充新水。

本发明采取上述的方法，显示废混酸中的硫酸根离子浓度由3g/l降至0.35g/l，降低了硫酸根离子对高镍不锈钢的腐蚀，延长了焙烧炉使用寿命。

原来平均焙烧炉的使用寿命为4-5年，现在延长寿命8-10年，是原来的2倍。

附图说明

图1是本发明的实施例的示意图。

图2是冲洗装置的回路图。

上述图中：

1-硫酸酸洗槽   2-酸洗液       3-酸洗辊     4-挤压辊

5-不锈钢带钢   6-喷管         7-喷管       8-挤压辊

9-混酸酸洗槽   10-混酸洗液    11-挤压辊    12-喷水

13-挤压辊      14-喷嘴        15-喷水      16-阀门

17-阀门        18-阀门        19-水泵      20-阀门

21-阀门        22-水泵        23-阀门      24-阀门

25-自动补水管  26-阀门        27-液位计    28-电导率检测装置

29-阀门        30-取水管道    31-回水管    32-水箱

33-隔板        34-水

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体施方式不局限于下述的实施例。

实施例

本实施例酸洗的是不锈钢带钢5，宽1000-1300mm，厚0.3-5.0mm。

本降低酸液中硫酸根离子含量的方法为下述依次的步骤：

I  将不锈钢带钢5通过内装三个酸洗辊3的硫酸酸洗槽1，酸洗液2中硫酸的浓度200g/l；

II  将酸洗后的不锈钢带钢5通过挤压辊4与压辊13之间；

III  将挤压辊4与挤压辊13之间出来的不锈钢带钢5经过不锈钢带钢5之上设置的喷管6与不锈钢带钢5下面设置的喷管7冲洗，将不锈钢带钢5上表面与下表面用水冲洗，喷管6与喷管7内的水的压强为10bar；

IV  将冲洗后的不锈钢带钢5通过挤压辊8与挤压辊11之间；

V  将挤压辊8与挤压辊11出来的不锈钢带钢5送到混酸酸洗槽9酸洗；混酸酸洗槽9内的液体为HNO₃与HF的混合液，HNO₃浓度为160g/l，HF浓度为25g/l。

VI  从混酸酸洗槽9酸洗后的不锈钢带钢5通过最终清洗烘干后卷曲。

本实施例所采用的冲洗装置在不锈钢带钢5上面设置一根喷管6，喷管6上设置着8个喷觜14，在不锈钢带钢5的下面也设置着一根喷管7，喷管7上设置着8个喷觜，在喷管6与喷管7用螺纹连接着喷嘴如喷嘴14(螺纹连接便于更换喷嘴)，单个喷嘴为扇形，喷嘴的开口角度为120°，耐压10bar。

本装置工作时打开阀门16、阀门17、阀门18，阀门20、阀门26，启动水泵19，清洗水从水箱32经水泵19输送到喷嘴14，最终形成喷水15到不锈带钢5表面，清洗不锈钢带钢5表面附着的硫酸根离子，清洗后的水经回水管道31回到水箱32。电导率检测装置28检测水箱32的水质，当水质达到设定值1000us需要排放时，打开阀门29进行排放。同时液位计27检测水箱液位，当液位低于设定值50％时，打开阀门24，自动补水管25进行新水补充，直到电导率检测装置28检测水质低于200us时，阀门29关闭，水箱液位达到80％时，阀门24关闭。本装置使用时水循环使用，根据工艺设定不断通过阀门29排放和阀门24补充新水。

(图2中的阀门21、水泵22、阀门23为备用设备)

Claims (1)

1.一种降低酸液中硫酸根离子含量的方法，它包括下述依次的步骤：

     Ⅰ 将不锈钢带钢通过内装三个酸洗辊的硫酸酸洗槽，酸洗液中硫酸的浓度200±10g/l；

Ⅱ   将酸洗后的不锈钢带钢通过上下两个挤压辊之间；

Ⅲ   从上下两个挤压辊之间出来的不锈钢带钢，经过不锈钢带钢之上设置的喷管与不锈钢带钢下面设置的喷管冲洗，将不锈钢带钢上表面与下表面用水冲洗，上下两个喷管内的水的压强为10±2bar；

在喷管上设置着6—12个喷嘴，单个喷嘴为扇形，喷嘴的开口角度为120°±10°，耐压10±2bar；

冲水装置是采用下述的方法给两个喷管供水，打开给两个喷管供水的五个阀门，启动给喷管供水的水泵，清洗水从水箱经水泵输送到喷嘴，最终形成喷水喷到不锈钢带钢表面，清洗不锈钢带钢表面附着的硫酸根离子，清洗后的水经回水管道回到水箱；还设置着电导率检测装置检测水箱的水质，当水质达到设定值1000us需要排放时，打开排放阀门进行排放；同时液位计检测水箱液位，当液位低于设定值的50%时，打开与自来水管连接的补水阀门，自动补水管进行新水补充，直到电导率检测装置检测水质低于200us时，关闭排水阀门，水箱液位达到80%时，关闭与自来水管连接的补水阀门；

Ⅳ  将冲洗后的不锈钢带钢通过另外的上下两个挤压辊之间；

Ⅴ  将另外的上下两个挤压辊之间出来的不锈钢带钢送到混酸酸洗槽酸洗；混酸酸洗槽内的液体为HNO₃与HF 的混合液，HNO₃浓度为160±20g/l，HF浓度为25±5g/l；

  Ⅵ  从混酸酸洗槽酸洗后的不锈钢带钢，通过最终清洗烘干后卷曲。