CN104229902A

CN104229902A - 一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法

Info

Publication number: CN104229902A
Application number: CN201410351954.7A
Authority: CN
Inventors: 潘仁华
Original assignee: ZHEJIANG FUCHUN ENVIRONMENTAL PROTECTION NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Fuyang Lili cold rolling Co., Ltd
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: CN104229902B

Abstract

本发明公开了一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法。本发明首先控制废盐酸中氯化亚铁的含量≥20wt%，游离酸的含量≤5wt%；其次废盐酸排入蓄酸池，静置沉淀24-48小时；再次抽取蓄酸池上层的废盐酸输送至过滤罐过滤；最后对过滤后的废盐酸中酸不溶物含量进行进行检测，当废盐酸中酸不溶物含量≤0.5wt%时，收集所得废盐酸即为合格的水处理用液体氯化亚铁产品。本发明对废盐酸的处理能耗少，成本低，效率高，操作方便，适用性好，对废盐酸的处理后的产物仍能二次利用，产生经济价值。

Description

一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法

技术领域

本发明涉及一种废盐酸的处理方法，特别涉及一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法。

背景技术

在带钢酸洗工艺中，采用质量分数大于≥31%的工业盐酸配制成不同浓度的酸洗液与钢带表面发生化学反应，达到除锈、除污的目的。酸洗过程产生大量的废酸。一般情况下，一吨带钢要消耗15 - 18kg盐酸，产生20 -30kg废盐酸。当带钢酸洗时，盐酸的浓度低于3%或氯化亚铁的浓度高于20%时，就要作为废酸排放，废盐酸储存在废酸储罐中等待处理。我国一年的冷轧普碳钢钢板总产量保守估计不会低于5000万吨，照此计算，全国一年产生的废盐酸约为100 - 150万吨。废盐酸是一种高污染高腐蚀性的化学废物，一些规模较大的厂家，投入大量资金兴建了废盐酸再生设备，废酸再生普遍采用焙烧工艺，用天然气、煤气或燃料油对喷射成雾状的废盐酸进行焙烧，得到再生的HCl和Fe₂O₃。但这一过程是大量消耗能源的过程。一些规模较小的厂家，往往把产生的废盐酸赎卖，请有资质的公司运走并支付一定费用。无论如何，废盐酸的处理，始终是一个冷轧带钢生产中的“症结”所在。因此，找到一种成本更低、能源消耗更少的处理废盐酸的方法，是冷轧钢板行业亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法，对废盐酸的处理能耗少，成本低，效率高，操作方便，适用性好，对废盐酸的处理后的产物仍能二次利用，产生经济价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法，包括如下步骤：

（1）选择符合GB320-2006工业用合成盐酸国家标准，同时符合砷含量≤0.0005wt%，铅含量≤0.004 wt %，汞含量≤0.00002 wt %，镉含量≤0.0005 wt %，铬含量≤0.01 wt %，锌含量≤0.015 wt %含量标准的盐酸作为带钢酸洗用盐酸；

（2）检测带钢酸洗产生的废盐酸中氯化亚铁及游离酸的浓度，控制废盐酸中氯化亚铁的含量≥20 wt %，游离酸的含量≤5 wt %；

（3）将氯化亚铁含量≥20 wt %，游离酸含量≤5 wt %的废盐酸排入蓄酸池，静置沉淀24-48小时；

（4）抽取蓄酸池上层的废盐酸输送至过滤罐，废盐酸经由过滤罐上部进入，从上至下通过过滤罐内部的过滤层，最后从过滤罐下部排出；

（5）对过滤罐下部排出的废盐酸中酸不溶物含量进行进行检测，当废盐酸中酸不溶物含量≤0.5 wt %时，收集所得废盐酸即为合格的水处理用液体氯化亚铁产品，当废盐酸中酸不溶物含量＞0.5 wt %时，将废盐酸重新送入过滤罐二次过滤，从而得到合格的水处理用液体氯化亚铁产品。

本发明针对冷轧钢板行业废盐酸处理的问题，进行了创新改进。另辟蹊径将废盐酸加工成水处理用药剂—液体氯化亚铁，处理能耗少，成本低，效率高，操作方便，处理后的产物仍能二次利用，产生经济价值。

本发明首先需要从源头控制带钢酸洗用盐酸的品质，如果采用不合格的盐酸进行酸洗，虽然酸洗没问题，但是由于不合格的盐酸中往往含有超标的重金属物质，这样导致废盐酸中重金属物质超标，要将带钢酸加工成液体氯化亚铁的处理中必须加入除重金属的操作，然而，这种除重金属的操作不但难以实现且能耗高，价格昂贵，因此，本发明从源头着手，控制带钢酸洗用盐酸的品质，这样操作简单，实现容易，易于从市场上购买获得合格的盐酸即可，避免了后续去除重金属物质的麻烦。

接着检测带钢酸洗产生的废盐酸中氯化亚铁及游离酸的浓度，控制废盐酸中氯化亚铁的含量≥20 wt %，游离酸的含量≤5 wt %，符合水处理用液体氯化亚铁的产品指标。带钢酸洗的废盐酸每个批次的氯化亚铁及游离酸的浓度都会波动，一般的废盐酸都能满足氯化亚铁的含量≥20 wt %，游离酸的含量≤5 wt %的标准，若游离酸的含量大于5 wt %，可用游离酸含量低的废盐酸去混合，从而控制游离酸的含量≤5 wt %，或用加水稀释的方法游离酸的含量≤5 wt %。若氯化亚铁的含量低于20 wt %，可用高浓度氯化亚铁含量的废盐酸混合处理，达到氯化亚铁的含量≥20 wt %的标准。这样的调节操作方法也较易实现。

然后进入蓄酸池，进行自然沉淀，将部分杂质及酸不溶物初步沉淀下来，最后进入过滤罐，将大部分的杂质及酸不溶物滤除，从而符合水处理用液体氯化亚铁产品的标准。

作为优选，所述过滤层由上至下依次包括金刚砂过滤层，活性炭过滤层，第一耐酸石英砂过滤层和第二耐酸石英砂过滤层，金刚砂过滤层厚度为60-70cm，活性炭过滤层厚度为8-10cm，第一耐酸石英砂过滤层厚度为10-12cm，第二耐酸石英砂过滤层厚度为10-15cm。

废盐酸要加工成水处理用液体氯化亚铁，酸不溶物的处理是个关键问题，要找到一种科学、高效、廉价的滤除酸不溶物的工艺方法，本发明针对这一问题，改进了过滤工艺，过滤层由上至下依次包括金刚砂过滤层，活性炭过滤层，第一耐酸石英砂过滤层和第二耐酸石英砂过滤层，金刚砂过滤层为主要的过滤层，金刚砂耐酸性好，且耐磨性好，过滤效果好，使用寿命长，接着采用活性炭过滤，能够吸附一些有机杂质等物，最后采用耐酸石英砂过滤也能有效去除酸不溶物，金刚砂、活性炭、耐酸石英砂三种过滤介质配合过滤，过滤效果能进行互补，过滤时能协同发挥作用，对酸不溶物及其它杂质的过滤效果好。

作为优选，金刚砂过滤层的过滤介质金刚砂的粒径为0.45-0.75mm，活性炭过滤层的过滤介质活性炭的粒径为2-5mm，第一耐酸石英砂过滤层的过滤介质耐酸石英砂的粒径为7-15mm，第二耐酸石英砂过滤层的过滤介质耐酸石英砂的粒径为15-25mm。

本发明由上至下采用特定粒径的过滤介质，配合特定的厚度，过滤效果好。本发明由上至下采用逐步递增的过滤介质粒径进行过滤，这样不但能防止过滤时的堵塞问题，且容易在过滤后进行反冲洗。

作为优选，金刚砂、活性炭及耐酸石英砂在使用前用浓度15-30wt%的盐酸浸泡24-30h。使用前用浓度15-30wt%的盐酸浸泡24-30h，可以除去本身存在于过滤介质中的可溶性杂质。

作为优选，所述金刚砂及活性炭的不均匀系数在1.3-1.5，所述耐酸石英砂的不均匀系数在1.5-1.70。金刚砂及活性炭的不均匀系数在1.3-1.5，颗粒的均匀性好，过滤的效果好，由于耐酸石英砂不作为主过滤层，其颗粒均匀性要求适当降低，保证后续足够的过滤效果，也便于清洗。

作为优选，所述耐酸石英砂在浓度30wt%的盐酸中溶解率≤3.5%。

作为优选，过滤罐中废盐酸的过滤速度为4-6米/小时。控制过滤速度为4-6米/小时，过滤效果好。

本发明的有益效果是：对废盐酸的处理能耗少，成本低，效率高，操作方便，适用性好，对废盐酸的处理后的产物仍能二次利用，产生经济价值。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图中：1、供酸管道，2、蓄酸池，3、排废渣管道，4、泵，5、进酸管道，6、过滤罐，61、金刚砂过滤层，62、活性炭过滤层，63、第一耐酸石英砂过滤层，64、第二耐酸石英砂过滤层，7、出酸管道，8、回流管道，9、表面冲洗管道，10、反冲洗管道，11、排污管道，12、反冲洗进气管道。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

带钢酸洗产生的废盐酸来自浙江富春环保新材料有限公司（已经控制酸洗的盐酸符合GB320-2006工业用合成盐酸国家标准，同时符合砷含量≤0.0005wt%，铅含量≤0.004 wt %，汞含量≤0.00002 wt %，镉含量≤0.0005 wt %，铬含量≤0.01 wt %，锌含量≤0.015 wt %含量标准的盐酸）。

其中的主要成份如下表：

酸洗废盐酸中的主要成份含量

序号	成份名称	含量（%）
			1	游离盐酸	约3 - 8
2	氯化亚铁（FeCl₂）	28 - 48
			3	酸不溶物	1.5 - 12.5
4	砷	未检出

金刚砂（市售）及活性炭（市售）的不均匀系数在1.3-1.5，耐酸石英砂（市售）的不均匀系数在1.5-1.70。

本发明的过滤介质：金刚砂过滤层的过滤介质金刚砂的粒径为0.45-0.75mm，活性炭过滤层的过滤介质活性炭的粒径为2-5mm，第一耐酸石英砂过滤层的过滤介质耐酸石英砂的粒径为7-15mm，第二耐酸石英砂过滤层的过滤介质耐酸石英砂的粒径为15-25mm。

本发明的过滤介质耐酸石英砂在浓度30wt%的盐酸中溶解率≤3.5%

实施例1：

（1）选择符合GB320-2006工业用合成盐酸国家标准，同时符合砷含量≤0.0005wt%，铅含量≤0.004 wt %，汞含量≤0.00002 wt %，镉含量≤0.0005 wt %，铬含量≤0.01 wt %，锌含量≤0.015 wt %含量标准的盐酸（从市场购买符合上述标准的盐酸即可）作为带钢酸洗用盐酸。在车间的酸洗线上，为了能够更好处理废盐酸，对酸洗排放废盐酸加以约束。检修时产生的油性废水、带钢的冲洗废水、其它环节产生的液体废物一律不准许进入废盐酸储罐。

（2）检测带钢酸洗产生的废盐酸中氯化亚铁及游离酸的浓度，控制废盐酸中氯化亚铁的含量≥20 wt %，游离酸的含量≤5 wt %。

（3）将氯化亚铁含量≥20 wt %，游离酸含量≤5 wt %的废盐酸排入蓄酸池，静置沉淀24小时。

（4）抽取蓄酸池上层的废盐酸输送至过滤罐，废盐酸经由过滤罐上部进入，从上至下通过过滤罐内部的过滤层，最后从过滤罐下部排出，过滤罐中废盐酸的过滤速度为4米/小时。

过滤层由上至下依次包括金刚砂过滤层，活性炭过滤层，第一耐酸石英砂过滤层和第二耐酸石英砂过滤层，金刚砂过滤层厚度为60cm，活性炭过滤层厚度为8cm，第一耐酸石英砂过滤层厚度为10cm，第二耐酸石英砂过滤层厚度为10cm。金刚砂、活性炭及耐酸石英砂在使用前用浓度15wt%的盐酸浸泡30h。

实施例2：

（3）将氯化亚铁含量≥20 wt %，游离酸含量≤5 wt %的废盐酸排入蓄酸池，静置沉淀48小时。

（4）抽取蓄酸池上层的废盐酸输送至过滤罐，废盐酸经由过滤罐上部进入，从上至下通过过滤罐内部的过滤层，最后从过滤罐下部排出，过滤罐中废盐酸的过滤速度为6米/小时。

过滤层由上至下依次包括金刚砂过滤层，活性炭过滤层，第一耐酸石英砂过滤层和第二耐酸石英砂过滤层，金刚砂过滤层厚度为70cm，活性炭过滤层厚度为10cm，第一耐酸石英砂过滤层厚度为12cm，第二耐酸石英砂过滤层厚度为15cm。金刚砂、活性炭及耐酸石英砂在使用前用浓度30wt%的盐酸浸泡24h。

实施例3：

（3）将氯化亚铁含量≥20 wt %，游离酸含量≤5 wt %的废盐酸排入蓄酸池，静置沉淀30小时。

（4）抽取蓄酸池上层的废盐酸输送至过滤罐，废盐酸经由过滤罐上部进入，从上至下通过过滤罐内部的过滤层，最后从过滤罐下部排出，过滤罐中废盐酸的过滤速度为5米/小时。

过滤层由上至下依次包括金刚砂过滤层，活性炭过滤层，第一耐酸石英砂过滤层和第二耐酸石英砂过滤层，金刚砂过滤层厚度为65cm，活性炭过滤层厚度为9cm，第一耐酸石英砂过滤层厚度为11cm，第二耐酸石英砂过滤层厚度为12cm。金刚砂、活性炭及耐酸石英砂在使用前用浓度20wt%的盐酸浸泡24h。

如图1所示，本发明的工艺流程为：合格的废盐酸（废盐酸中氯化亚铁的含量≥20 wt %，游离酸的含量≤5 wt %）从废盐酸储罐中通过供酸管道1送入蓄酸池2中，在蓄酸池2中静置沉淀后，蓄酸池2静置沉淀后的废渣通过排废渣管道3排出，通过泵4将蓄酸池2上层的废盐酸通过进酸管道5输送至过滤罐6，废盐酸经由过滤罐6上部进入，从上至下通过过滤罐6内部的金刚砂过滤层61，活性炭过滤层62，第一耐酸石英砂过滤层63和第二耐酸石英砂过滤层64，最后从过滤罐6下部的出酸管道7排出，对过滤罐6下部排出的废盐酸中酸不溶物含量进行进行检测，当废盐酸中酸不溶物含量≤0.5 wt %时，收集所得废盐酸即为合格的水处理用液体氯化亚铁产品，当废盐酸中酸不溶物含量＞0.5 wt %时，将废盐酸通过回流管道8重新送入过滤罐6二次过滤，从而得到合格的水处理用液体氯化亚铁产品。

过滤罐6要定期冲洗，冲洗有二种方式，一种是表面冲洗后再进行反冲洗：从过滤罐6顶部经表面冲洗管道9先将压力水喷射滤层表面，使砂层松散，表面冲洗的压力在0.02MPa，接着进行反冲洗。反冲洗是从过滤罐6下步经反冲洗管道10反向压入过滤水或者清水，搅拌砂层，使砂粒相互碰撞而冲洗干净。反冲洗速度：18-38米/小时。第二种表面冲洗与反冲洗同时进行：如果原废酸中含有大量的粘土物质时，反冲洗则应与表面冲洗同时进行，防止形成泥浆。反冲洗要打开反冲洗进气管道12，便于反冲洗。

冲洗完成后的打开排污管道11排污。

经本发明的方法处理的废盐酸，获得的水处理用液体氯化亚铁产品成分含量如下：

废盐酸经处理后的成份含量

序号	成份名称	含量（%）	判定
				1	酸不溶物	0.2	达标
2	砷（As）	0.0003	达标
				3	铅（Pb）	未检出	达标
4	汞（Hg）	未检出	达标
				5	镉（Cd）	未检出	达标
6	铬（Cr）	0.001	达标
				7	锌（Zn）	0.01	达标
8	氯化亚铁	43	达标
				9	游离盐酸	4.3	达标

本发明获得的水处理用液体氯化亚铁产品符合HG/T4200-2011《中华人民共和国化工行业标准》规定。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种以废盐酸为原料制备水处理用液体氯化亚铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述过滤层由上至下依次包括金刚砂过滤层，活性炭过滤层，第一耐酸石英砂过滤层和第二耐酸石英砂过滤层，金刚砂过滤层厚度为60-70cm，活性炭过滤层厚度为8-10cm，第一耐酸石英砂过滤层厚度为10-12cm，第二耐酸石英砂过滤层厚度为10-15cm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：金刚砂过滤层的过滤介质金刚砂的粒径为0.45-0.75mm，活性炭过滤层的过滤介质活性炭的粒径为2-5mm，第一耐酸石英砂过滤层的过滤介质耐酸石英砂的粒径为7-15mm，第二耐酸石英砂过滤层的过滤介质耐酸石英砂的粒径为15-25mm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：金刚砂、活性炭及耐酸石英砂在使用前用浓度15-30wt%的盐酸浸泡24-30h。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述金刚砂及活性炭的不均匀系数在1.3-1.5，所述耐酸石英砂的不均匀系数在1.5-1.70。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述耐酸石英砂在浓度30wt%的盐酸中溶解率≤3.5%。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：过滤罐中废盐酸的过滤速度为4-6米/小时。