CN104150667B - 一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明公开一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法,属于工业废水处理技术领域。该处理方法首先将清洗热轧板表面产生的废酸液加入耐酸反应釜中,利用轧钢过程产生的蒸汽余热对废酸液进行减压蒸馏,之后向经蒸发浓缩后的废酸液中通入压缩空气或滴加双氧水,使废酸液中的</b><b>FeCl2</b><b>转化</b><b>FeCl3</b><b>后得到富含</b><b>FeCl3</b><b>的废酸液,然后将富含</b><b>FeCl3</b><b>的废酸液加入到结晶罐中,通过冷却析出</b><b>FeCl3</b><b>·</b><b>6H2O</b><b>晶体。本发明将废酸液充分循环利用,从中回收盐酸以及</b><b>FeCl3</b><b>·</b><b>6H2O</b><b>晶体产品,这不但避免因为废液处理不当造成的环境污染问题,而且也节省了成本,缓解了资源与环境的矛盾,符合经济性、环保性的要求。</b>

Description

一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域,具体涉及一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法。
背景技术
金属板材在热轧成型的过程中,表面会被氧化生成一层氧化铁皮,主要成份为Fe3O4和Fe2O3,在冷加工之前,需要将表面的氧化铁皮层去除。目前主要用30%浓盐酸对热轧板表面进行清洗以及除锈,但随着溶液酸度的降低,铁离子含量的升高,酸液会转变为无法再利用的废酸液。废酸液的危害性较大,若不进行及时妥善处理,废酸会腐蚀下水管道以及钢筋混凝土等水工构筑物;会使土壤钙化,破坏土层松散状态,影响农作物的生长;排入江河后会污染水体,酸度过大会造成鱼类的大量死亡。通过分析发现,清洗废酸液主要由盐酸、氯化亚铁以及水组成,如果能回收废液中的铁以及盐酸,不仅可以减少对环境的污染,而且使资源得以循环利用,这在一定程度上实现了经济社会的可持续化发展。
传统工艺主要采用酸碱中和法、蒸汽喷射法、浓缩结晶法以及膜处理法处理废酸液。酸碱中和法主要用石灰、电石渣以及Ca(OH)2等对其进行酸碱中和处理,处理后的废水虽然变为了中性,但是会产生高浓度的含盐废水以及大量的泥渣,这不但增加了处理成本,而且未能回收其中的有用资源,不符合经济环保要求。蒸汽喷射法主要是利用设备将废酸液以气态的形式喷入燃烧炉,在此过程中盐酸被气化,吸收后直接回收利用,亚铁盐在高温中氧化生成Fe2O3,Fe2O3作为化工原料出售,但该法投资较大且对工序以及设备要求较高,比较适合一些大型钢铁企业,中小企业可能无法负担成本投入。蒸发结晶法主要是改变废液的理化性质,将水分蒸发同时降温析出亚铁盐晶体,主要缺点是产率低,设备投资大,操作复杂,能耗大。膜处理法主要是利用半透膜的离子选择性将铁盐和酸分离,进一步回收盐酸以及铁盐,但是在实际运用过程中膜件易受污染,更换费用较高,因成本问题而制约了其在工业化生产中的应用。针对现有技术存在的不足,解决其经济性以及环保性的问题,本发明提供了一种热轧钢板便面清洗废酸液的资源化处理工艺和实施方案。
发明内容
本发明针对上述技术问题,提供一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法。该处理方法具体步骤如下:
(1)将清洗热轧板表面产生的废酸液加入耐酸反应釜中,利用轧钢过程产生的60~100℃蒸汽余热,打开真空泵,在真空度为0.04-0.08的条件下对所述废酸液进行减压蒸馏,在这一过程中同时伴随有冷凝回流;蒸发产生HCl与水的共沸蒸汽,用pH计测试所述共沸蒸汽的pH值,当所述共沸蒸汽的pH值在6.5至7之间时,用水蒸气吸收罐吸收所述共沸蒸汽,冷却后又可用来吸收含盐酸的蒸汽,达到循环利用的目的;当所述共沸蒸汽的pH值≤6.5时,将所述共沸蒸汽通入盐酸吸收罐用过冷水吸收,得到能够循环利用的盐酸溶液;
(2)向经蒸发浓缩后的废酸液中通入压缩空气或滴加双氧水,所述双氧水的加入量与废酸液的质量比为(7~8):100,使所述废酸液中的FeCl2转化FeCl3后得到富含FeCl3的废酸液,然后将所述富含FeCl3的废酸液加入到结晶罐中,通过所述结晶罐的外装夹套通入冷却水,将所述结晶罐内的溶液温度控制在20~30℃,将所述富含FeCl3废酸液中的FeCl3质量浓度控制在50%~70%,在此条件下析出FeCl3·6H2O晶体,然后将所述结晶罐中的剩余液体与FeCl3·6H2O晶体加入到固液离心分离器中,经离心分离操作后得到高纯度的FeCl3·6H2O产品。
本发明方法中需要的装置包括斜式冷凝器、具有聚丙烯内衬以及可加热的耐酸反应釜、盐酸吸收罐、水蒸气吸收罐、耐酸型真空泵、结晶罐、固液离心分离设备以及各种耐酸碱的阀门件,上述装置按照附图1的所示方式进行连接。
本发明具有以下技术特点:
(1)本发明将原本需要作为废物处理的废酸液充分循环利用,从中回收盐酸以及FeCl3·6H2O晶体产品,这不但避免因为废液处理不当造成的环境污染问题,而且也节省了成本,给企业带来了额外的经济效益,缓解了资源与环境的矛盾,符合经济性、环保性的要求。
(2)本发明采用减压蒸馏的方法将HCl和水的共沸物蒸出,减压操作降低了共沸溶液的沸点,此时再利用钢厂在生产过程中产生的余热对其加热,能够较为容易地使HCl随部分水蒸气而逸出,吸收后产生的盐酸浓度可以达到22%~25%,这一过程使能源得到了最大程度的利用,从而有效地降低了能耗。
(3)本发明的工艺流程简单,设备投资小,有利于小规模工业化推广,回收的FeCl3·6H2O晶体产品可以作为一种净水剂的生产原料,价格低廉且可以大大地降低成本。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
为了进一步描述本发明,下面结合附图以及实施例对本发明一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法作更详尽的描述。
实施例1:首先将清洗热轧板表面产生的废酸液加入反应釜内,打开阀门1、2,开启真空泵,利用钢厂产生的余热,在真空度为0.04的条件下进行减压蒸馏,蒸发产生的HCl与水的共沸物进入盐酸吸收罐用过冷水吸收,得到可以循环利用的盐酸溶液。若HCl和水的共沸物pH在6.5~7之间,打开阀门2、4,将蒸发产生的馏出物导入水蒸气吸收罐经冷却后收集,收集到馏出物冷却后又可以吸收水和HCl的共沸蒸汽,达到循环利用的目的。另一方面向蒸发浓缩后的废酸液中通入压缩空气或滴加双氧水,双氧水的加入量与废酸原液质量比为7:100,将FeCl3浓度控制在50%,冷却温度20℃的条件下析出FeCl3·6H2O晶体。最后将溶液与晶体一起送入固液分离设备进行离心分离,剩余结晶母液回流至耐酸反应釜循环处理。
实施例2:首先将清洗热轧板表面产生的废酸液加入反应器内,打开阀门1、2,开启真空泵,利用钢厂产生的余热,在真空度为0.06的条件下进行减压蒸馏,蒸发产生的HCl与水的共沸物进入盐酸吸收罐用过冷水吸收,得到可以循环利用的盐酸溶液。若水和HCl的共沸物pH在6.5~7之间,打开阀门2、4,将蒸发产生的馏出物导入水蒸气吸收罐经冷却后收集,收集到馏出物冷却后又可以吸收水和HCl的共沸蒸汽,达到循环利用的目的。另一方面向蒸发浓缩后的废酸液中通入压缩空气或滴加双氧水,双氧水的加入量与废酸原液质量比为7.5:100,将FeCl3浓度控制在60%,冷却温度25℃的条件下析出FeCl3·6H2O晶体。最后将溶液与晶体一起送入固液分离设备进行离心分离,剩余结晶母液回流至耐酸反应釜循环处理。
实施例3:首先将清洗热轧板表面产生的废酸液加入反应器内,打开阀门1、2,开启真空泵,利用钢厂产生的余热,在真空度为0.08的条件下进行减压蒸馏,蒸发产生的HCl与水的共沸物进入盐酸吸收罐用过冷水吸收,得到可以循环利用的盐酸溶液。若水和HCl的共沸物pH在6.5~7之间,打开阀门2、4,将蒸发产生的馏出物导入水蒸气吸收罐经冷却后收集,收集到馏出物冷却后又可以吸收水和HCl的共沸蒸汽,达到循环利用的目的。另一方面向蒸发浓缩后的废酸液中通入压缩空气或滴加双氧水,双氧水的加入量与废酸原液质量比为8:100,将FeCl3浓度控制在70%,冷却温度30℃的条件下析出FeCl3·6H2O晶体。最后将溶液与晶体一起送入固液分离设备进行离心分离,剩余结晶母液回流至耐酸反应釜循环处理。

Claims (1)

1.一种热轧板表面清洗废酸液的资源化处理方法,其特征在于该处理方法具体步骤如下:
(1)将清洗热轧板表面产生的废酸液加入耐酸反应釜中,利用轧钢过程产生的60~100℃蒸汽余热,打开真空泵,在真空度为0.04-0.08的条件下对所述废酸液进行减压蒸馏,蒸发产生HCl与水的共沸蒸汽,用pH计测试所述共沸蒸汽的pH值,当所述共沸蒸汽的pH值在6.5至7之间时,用水蒸气吸收罐吸收所述共沸蒸汽,当所述共沸蒸汽的pH值≤6.5时,将所述共沸蒸汽通入盐酸吸收罐用过冷水吸收,得到能够循环利用的盐酸溶液;
(2)向经蒸发浓缩后的废酸液中通入压缩空气或滴加双氧水,所述双氧水的加入量与废酸液的质量比为(7~8):100,使所述废酸液中的FeCl2转化FeCl3后得到富含FeCl3的废酸液,然后将所述富含FeCl3的废酸液加入到结晶罐中,通过所述结晶罐的外装夹套通入冷却水,将所述结晶罐内的溶液温度控制在20~30℃,将所述富含FeCl3废酸液中的FeCl3质量浓度控制在50%~70%,在此条件下析出FeCl3·6H2O晶体,然后将所述结晶罐中的剩余液体与FeCl3·6H2O晶体加入到固液离心分离器中,经离心分离操作后得到高纯度的FeCl3·6H2O产品。
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