CN104649335B - 从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法和装置，该方法包括过滤、加热、结晶等步骤，该装置包括：过滤器，加热器，气液分离器，蒸汽发生器，蒸汽压缩机，结晶器，离心脱水机。本发明废酸与废水分别处理，可使废水处理设备运行负担大大减轻，处理更加快捷，不仅所排废水达到国家工业排放标准，而且使绝大部分废酸得到了回手利用，同时产生的副产品氯化亚铁晶体外销也为企业带来了可观的经济利益；此外不需要额外加入处理药剂、不产生污泥，工艺设备数量少，操作简单易行，能源损耗较小，运行成本低。

Description

从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置

技术领域

本发明涉及盐酸酸洗废液的回收方法及装置，特别涉及一种从钢帘线生产用盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置。

背景技术

目前，冶金和金属加工行业为改善钢材表面结构或对表面进行加工处理，常利用强酸（盐酸或硫酸）的腐蚀作用对钢材表面进行化学清洗，以去除钢材表面的氧化锈蚀物，而当清洗进行到一定程度时，洗液中浓度降低，造成酸洗速率减慢，必须换新酸以维持合适的酸洗速度。酸洗中产生的废液外排形成含有高浓度金属离子及余酸的废液，其排放量正随着钢材产量的提高而增加。所述废液由于有严重的腐蚀性，已被各国作为危险废物进行管理，如美国将其列入《资源保护与再生法案》，我国将PH≤2的废酸列入《国家危险废物名录》。钢材酸洗工序每年都有大量酸洗废液排放，一般的中小型企业没有安装废液处理装置，加之对废液的治理费用较高，往往将其直接排入江河湖海之中。该类废液的直接排放不仅严重污染了环境造成水源污染，而且造成极大的浪费。酸洗废液是国内产量较大的危险废物之一，其污染危害是相当的明显。

钢铁企业在化学清除钢材表面氧化铁皮时通常采用盐酸和硫酸，盐酸酸洗与硫酸酸洗相比，因其作用机理不同，盐酸酸洗比硫酸酸洗速度快，钢材表面质量好，因此许多帘线厂都选用盐酸进行酸洗。在盐酸酸洗废液中一般含游离盐酸5-8wt%，含铁100-140g/L。如直接排放将对环境造成严重污染。

目前，盐酸酸洗废液主要由氯化氢、水和氯化亚铁三种物质组成，传统的处理或回收方法主要有：

（1）中和沉淀法，即采用碱或石灰中和废液中的酸，并与铁离子沉淀生成铁泥，再对铁泥进行填埋处置。

（2）蒸发法，即利用3种物质在不同温度下的物理特性,如在沸腾温度下,水能沸腾而形成蒸汽,此时HCl已挥发成气体,而残留的氯化亚铁还远未到熔点,仍留在被浓缩的母液中,并随着浓度的提高而结晶析出，从而达到酸、盐分离的目的。

（3）膜渗析法，即利用扩散渗析膜的选择性，采用纯水渗析出酸液，采用碱或石灰中和铁离子，生成铁泥再进行填埋处置。

（4）离子交换法，即利用树脂对酸的吸收特性,在清洁含亚铁盐酸流经树脂床的过程中,排出的含有Fe2+和其他离子，然后借助树脂吸收强酸的可逆反应(即酸能较快地从带有水的树脂中被放出),用纯水反冲树脂床使HCl分子被交换出,并形成纯净盐酸液体进入回收系统。

（5）直接焙烧法，即将废酸在高温条件下氧化水解亚铁盐,并将水蒸发,得到氧化铁和再生酸,是最彻底的处理方法。依加热形式不同又派生出喷雾焙烧法(Ruthner法等)和硫化床焙烧法。

传统处理方法能源、资源消耗大或污泥产生多，综合处置成本高。

发明内容

本发明的目的是针对传统处理方法能源、资源消耗大或污泥产生多，综合处置成本高的问题，提供一种不需要添加处理药剂，不产生污泥，能源充分循环利用的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法，该方法包括如下步骤：

（1）将盐酸酸洗废液进行初步过滤，去除大固体颗粒；

（2）将过滤后的废液进行加热，加热至HCL气体挥发，然后进行气体与液体的分离，同时在液体中加入含有氯化亚铁的液体，进行浓度增强；

（3）将分离出的液体进行结晶处理，结晶出氯化亚铁晶体；将分离出的含有HCL的气体利用蒸汽发生器进行冷凝，成为回收的盐酸，同时蒸汽发生器产生的蒸汽循环至步骤（2）中对废液进行加热；

本方法所述盐酸酸洗废液为钢帘线生产中用盐酸去除钢材表面的氧化锈蚀物的废酸。在盐酸酸洗废液中一般含游离盐酸5-8wt%，含铁100-140g/L。

上述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法，在所述步骤（1）之前增加对废液进行匀质、匀量的步骤，使得废水的水量和水质稳定。

实现上述从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法的装置包括：过滤器，加热器，气液分离器，蒸汽发生器，蒸汽压缩机，结晶器，离心脱水机；所述过滤器的出口连接加热器的一个进口，所述加热器的出口连接气液分离器的一个进口，所述气液分离器的出口之一连接蒸汽发生器进口，气液分离器的另一个出口连接结晶器的进口，所述蒸汽发生器的蒸汽出口连接蒸汽压缩机的进口，蒸汽压缩机的出口连接加热器的另一个进口，所述结晶器的出口连接离心脱水机的进口，所述离心脱水机的液体出口连接气液分离器的另一个进口。

上述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的装置，优选还包括废酸池其具有出口连接过滤器的进口。

上述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的装置，所述加热器和蒸汽发生器的材质为石墨。采用石墨材质，加热速度快，加热均匀。

本发明的有益效果：（1）废酸与废水分别处理可使废水处理设备运行负担大大减轻，处理更加快捷，不仅所排废水达到国家工业排放标准，而且使绝大部分废酸得到了回手利用，同时产生的副产品氯化亚铁晶体外销也为企业带来了可观的经济利益；（2）不需要额外加入处理药剂、不产生污泥，工艺设备数量少，操作简单易行，能源损耗较小，运行成本低。

附图说明

图1为本发明实施例1的装置的结构示意图；图2为本发明实施例2的装置的结构示意图。

其中：1过滤器，2加热器，3气液分离器，4蒸汽发生器，5蒸汽压缩机，6结晶器，7离心脱水机，8废酸池。

具体实施方式

（实施例1）

如图1所示，本发明的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的装置，该装置包括：过滤器1，加热器2，气液分离器3，蒸汽发生器4，蒸汽压缩机5，结晶器6，离心脱水机7；所述过滤器1的出口连接加热器2的一个进口，所述加热器2的出口连接气液分离器3的一个进口，所述气液分离器3的出口之一连接蒸汽发生器4进口，气液分离器3的另一个出口连接结晶器6的进口，所述蒸汽发生器4的蒸汽出口连接蒸汽压缩机5的进口，蒸汽压缩机5的出口连接加热器2的另一个进口，所述结晶器6的出口连接离心脱水机7的进口，所述离心脱水机7的液体出口连接气液分离器3的另一个进口,加热器2和蒸汽发生器4为石墨材质。

钢帘线生产中盐酸酸洗钢材后的废液经过滤器1后进入加热器2，加热后进入分离器3，经氯化亚铁提浓度并分离，在分离器3内，酸蒸汽与氯化亚铁母液分离。酸蒸汽进入蒸汽发生器4后冷凝为回收酸，蒸汽发生器4产生的蒸汽经蒸汽压缩机5压缩后回至循环加热器2。氯化亚铁母液进入结晶器6，结晶氯化亚铁进入离心脱水机7，经输送带送至储存槽，母液回至气液分离器3。在蒸汽发生器4的旁边装有蒸汽压缩机5,冷凝水经压缩后形成水蒸汽回至循环加热器2,充分利用蒸汽余热,大大降低热源损耗。

（实施例2）

如图2所示，本发明的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的装置，该装置包括：过滤器1，加热器2，气液分离器3，蒸汽发生器4，蒸汽压缩机5，结晶器6，离心脱水机7，废酸池8，所述废酸池8出口连接过滤器1的进口，过滤器1的出口连接加热器2的一个进口，所述加热器2的出口连接气液分离器3的一个进口，所述气液分离器3的出口之一连接蒸汽发生器4进口，气液分离器3的另一个出口连接结晶器6的进口，所述蒸汽发生器4的蒸汽出口连接蒸汽压缩机5的进口，蒸汽压缩机5的出口连接加热器2的另一个进口，所述结晶器6的出口连接离心脱水机7的进口，所述离心脱水机7的液体出口连接气液分离器3的另一个进口，加热器2和蒸汽发生器4为不锈钢材质。

钢帘线生产中盐酸酸洗钢材后的废酸经废酸池匀质调量后输送至过滤器1中过滤，采用物理过滤方式初步去除大固体颗粒废液，然后进入加热器2，加热后进入分离器3，经氯化亚铁提浓度并分离，在分离器3内，酸蒸汽与氯化亚铁母液分离。酸蒸汽进入蒸汽发生器4后冷凝为回收酸，蒸汽发生器4产生的蒸汽经蒸汽压缩机5压缩后回至循环加热器2。氯化亚铁母液进入结晶器6，结晶氯化亚铁进入离心脱水机7，经输送带送至储存槽，母液回至气液分离器3。在蒸汽发生器4的旁边装有蒸汽压缩机5,冷凝水经压缩后形成水蒸汽回至循环加热器2,充分利用蒸汽余热,大大降低热源损耗。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将盐酸酸洗废液进行初步过滤，去除大固体颗粒；

(2)将过滤后的废液进行加热，加热至HCL气体挥发，然后进行气体与液体的分离，同时在液体中加入含有氯化亚铁的液体，进行浓度增强；

(3)将分离出的液体进行结晶处理，结晶出氯化亚铁晶体；将分离出的含有HCL的气体利用蒸汽发生器进行冷凝，成为回收的盐酸，同时蒸汽发生器产生的蒸汽循环至步骤(2)中对废液进行加热；

本方法所述盐酸酸洗废液为钢帘线生产中用盐酸去除钢材表面的氧化锈蚀物的废酸,所述盐酸酸洗废液中含游离盐酸5-8wt％，含铁100-140g/L。

2.根据权利要求1所述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法，其特征在于：在所述步骤(1)之前增加对废液进行匀质、匀量的步骤，使得废液的水量和水质稳定。

3.一种实现如权利要求1或2所述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法的装置，其特征在于：该装置包括：过滤器(1)，加热器(2)，气液分离器(3)，蒸汽发生器(4)，蒸汽压缩机(5)，结晶器(6)，离心脱水机(7)；所述过滤器(1)的出口连接加热器(2)的一个进口，所述加热器(2)的出口连接气液分离器(3)的一个进口，所述气液分离器(3)的出口之一连接蒸汽发生器(4)进口，气液分离器(3)的另一个出口连接结晶器(6)的进口，所述蒸汽发生器(4)的蒸汽出口连接蒸汽压缩机(5)的进口，蒸汽压缩机(5)的出口连接加热器(2)的另一个进口，所述结晶器(6)的出口连接离心脱水机(7)的进口，所述离心脱水机(7)的液体出口连接气液分离器(3)的另一个进口。

4.根据权利要求3所述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的装置，其特征在于：还包括废酸池(8)其具有出口连接过滤器(1)的进口。

5.根据权利要求3所述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的装置，其特征在于：所述加热器(2)和蒸汽发生器(4)的材质为石墨。