CN110028041A - 用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法及废酸回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，该方法用于处理由盐酸清洗钢材得到的酸洗废液，利用向酸洗废液通入HCl气体，同时向酸洗废液加入水或稀盐酸的方法，使酸洗废液析出四水合氯化亚铁结晶，回收上清液即为可回用于钢材清洗的盐酸溶液。获得的废酸回收方法，采用HCl气体结合少量水以净化酸洗废液的处理工艺，实现了酸洗废液的零排放和有效回收，从而显著降低企业的环保压力及运行成本，同时该处理方法操作简单、便捷，不会造成二次污染，有效解决了当前处理钢材酸洗废液面临的技术缺陷。

Description

用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法及废酸回收装置

技术领域

本发明涉及回收处理酸洗废液技术领域，尤其涉及一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，同时，还涉及用于该废酸回收方法的废酸回收装置。

背景技术

钢材的酸洗处理用于去除冷轧板材坯料即热轧板材表面的氧化铁皮。在生产热镀锌钢管、电镀镀锌钢管、涂层钢管或塑料覆层钢管时，这层氧化铁皮必须加以清除，否则会对产品质量造成严重影响，甚至不能生产出合格的产品。在镀锌前即使存在很薄的氧化铁皮，也不可能镀上完整、连续的锌层。在进行涂层或复层处理时，如果不将表面氧化物清除，会引起鼓泡和降低涂复层的耐腐蚀性能。酸洗处理是目前钢铁生产和钢铁表面处理时不可或缺的工艺过程，产生的大量废酸液如果不处理直接排放，会对环境造成严重污染，极大污染水和土壤。

现有对废酸的处理通常采用的是蒸馏处理工艺或中和工艺，蒸馏处理工艺主要是利用蒸馏设备将废酸加热，蒸发出稀盐酸，从而析出氯化亚铁结晶，蒸馏处理工艺虽然工艺简单，但面临着成本投资大，操作复杂，蒸发出的稀盐酸无法进行处理等问题；中和工艺主要是利用碱中和废酸，工艺简单易行，但管理繁琐，不易控制，处理成本高，还会生成大量难以处置的污泥，易造成二次污染；此外，对废酸的处理工艺还包括高温裂解、膜分离、离子交换等技术，但均存在着很大的缺陷和不足，能耗高、设备投资大、副产品无法处理。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，该方法采用HCl气体结合少量水对酸洗废液处理以沉淀废酸中杂质氯化亚铁的工艺，实现了酸洗废液的零排放和有效回收，满足钢材生产需求。

为实现上述目的，本发明提供的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，该方法用于处理由盐酸清洗钢材得到的酸洗废液，利用向酸洗废液通入HCl气体，同时向酸洗废液加入水或稀盐酸的方法，使酸洗废液析出四水合氯化亚铁结晶，回收上清液即为可回用于钢材清洗的盐酸溶液。

本发明的废酸回收方法，通过向酸洗废液中通入HCl气体，并结合少量水的加入，以促使酸洗废液中的杂质以氯化亚铁结晶的形式沉淀析出，从而对废酸进行高效净化，使回收的上清液在盐酸浓度、杂质含量等方面均满足清洗钢材用盐酸的指标要求，实现废酸的回收处理与循环利用达到废酸零排放，解决环保问题；同时，得到的四水氯化亚铁结晶体安全无毒，还可应用于废水处理中，不会产生二次污染。本发明的废酸回收方法，解决了钢材酸洗废液处理过程中因环保、经济、可操作性、综合利用等方面的技术难题，并使钢材酸洗废液在低成本的基础上达到全面回收再利用的效果，且不会产生除四水氯化亚铁结晶体外的任何副产物；因此本发明的废酸回收方法不仅能耗低，操作简单，便于管理，还具有积极的推广意义和显著的应用价值。

作为对上述技术方案的限定，每吨酸洗废液需通入190～210kg的HCl气体。

作为对上述技术方案的限定，每吨酸洗废液需加入水或以稀盐酸形式引入的水量为65～70kg。

作为对上述技术方案的限定，向酸洗废液加入的稀盐酸溶液浓度为6.5～7.5％(w/w)。

进一步限定通入HCl的气体含量、加入水或以稀盐酸形式引入的水的含量，以及稀盐酸溶液加入的浓度，以利于四水氯化亚铁晶体的析出，从而便于对废酸的处理，使酸洗废液的回收效果达到最佳。

作为对上述技术方案的限定，所述废酸回收方法包括以下步骤：

a、收集由盐酸清洗钢材得到的酸洗废液，将1t的酸洗废液盛装在密闭式反应釜中；

b、在通入HCl气体前，向反应釜内一次性加入水或质量浓度为6.5～7.5％的稀盐酸溶液；

c、在加入水或稀盐酸溶液后，向反应釜内持续通入HCl气体2.5～3.5h，前1～2hHCl气体的通入速率为70～100kg/h，后0.5～1.5hHCl气体的通入速率为25～60kg/h；所述HCl气体需通入至酸洗废液液面下；

d、在处理过程酸洗废液中不断析出四水合氯化亚铁结晶，待处理完全，最后经过过滤回收上清液，即为可回用于钢材清洗的盐酸溶液。

在具体处理操作中，进一步限定HCl气体的通入流速与时间，以及水或稀盐酸的加入流速、时间，并限定处理过程中反应釜的操作条件，在低成本的基础上达到对废酸的高效处理与回收利用。

作为对上述技术方案的限定，回收的上清液盐酸浓度为25～32％。

进一步限定废酸回收方法的处理操作步骤，以及回用盐酸的质量，在完善处理方法的同时，确保回收方法的处理效果。

同时，本发明还提供了一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收装置，包括酸洗废液收集池，在酸洗废液收集池底部设有出液口，所述出液口经设有提升泵的提升管路连接至酸洗废液处理单元；

所述酸洗废液处理单元包括并联连接的两级反应釜，所述反应釜包括可密封的釜体，在釜体的顶部设有进气管路和气体溢出管路，所述进气管路的出口延伸至釜体内盛装的反应液液面下，所述气体溢出管路的出口连接至另一级反应釜的进气管路；所述釜体上还设有进水管路和上清液排放口，所述釜体底部设有固废出料口。

作为对上述技术方案的限定，所述釜体上还设有搅拌器。

作为对上述技术方案的限定，所述提升管路上设置第一三通阀和电磁流量计，所述进气管路和进水管路上设置调节阀和电磁流量计。

作为对上述技术方案的限定，所述上清液排放口经第二三通阀，其一通过循环泵与进气管路相连，另一与回用管路相连。

本发明提供的废酸回收装置更有利于上述废酸回收方法的操作及运行控制，方便、高效地实现对酸洗废液的回收利用，从而达到废酸的零排放和副产物的回收。

综上所述，采用本发明的技术方案，获得的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，是通过向酸洗废液中通入HCl气体并结合少量水或稀盐酸的加入，同时控制HCl气体的通入流速与时间以及水或稀盐酸的加入流速、时间，来实现用于处理钢材酸洗废液的废酸回收，达到废酸的零排放和副产物的回收，且副产物四水氯化亚铁可用作废水处理药剂，避免二次污染的同时还可具有市场价值，解决了处理钢材酸洗废液的技术难题；此外，该废酸回收方法还具有能耗低，操作简单，运行成本低等优势。本发明提供的废酸回收装置，更有利于上述废酸回收方法的操作及运行控制，方便、高效地实现对酸洗废液的回收利用。

附图说明

下面结合附图及具体实施例方式对本发明做更进一步详细说明：

图1为本发明实施例废酸回收处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例反应釜中气体溢出管路的结构示意图；

图3为本发明中通入HCL气体质量与时间的示意图。

图中：1-酸洗废液收集池；2-出液口；3-提升泵；4-提升管路；5-反应釜；6-进气管路；7-气体溢出管路；8-进水管路；9-上清液排放口；10-固废出料口；11-搅拌器；12-第一三通阀；13-第二三通阀；14-电磁流量计；15-调节阀；16-循环泵；17-回用管路。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例涉及用于处理钢材酸洗废液的回收处理方法。

实施例1.1

一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，包括以下步骤：

a、将盐酸清洗钢材得到的酸洗废液收集在酸液收集池内，将1吨酸洗废液通过提升泵盛装在2吨的密闭式反应釜中；

b、在通入HCl气体前，向反应釜内一次性加入66kg的水；

c、待水加入完毕后，向反应釜内持续通入HCl气体3h，前1.5hHCl气体的通入速率为85kg/h，后1.5hHCl气体的通入速率为50kg/h(如图3所示，反应釜中通入HCl气体的质量与时间成反比)；其HCl气体需通入至酸洗废液液面下；

d、在处理过程酸洗废液中不断析出四水合氯化亚铁结晶，5h后反应结束，上清液经过过滤得到可回用于钢材清洗的盐酸溶液，可回用的盐酸浓度为30％，杂质Fe含量为3％。

实施例1.2

一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，包括以下步骤：

a、将盐酸清洗钢材得到的酸洗废液收集在酸液收集池内，将1.5吨酸洗废液通过提升泵盛装在2.5吨的密闭式反应釜中；

b、在通HCl气体前，向反应釜内一次性加入108kg的7％稀盐酸溶液；

c、待盐酸加入完毕后，向反应釜内持续通入HCl气体2.5h，前1.8hHCl气体的通入速率为135kg/h，后0.7hHCl气体的通入速率为78kg/h；其HCl气体需通入至酸洗废液液面下；

d、在处理过程酸洗废液中不断析出四水合氯化亚铁结晶，5.5h后反应完全，上清液经过过滤得到可回用于钢材清洗的盐酸溶液，可回用的盐酸浓度为32％，杂质Fe含量为3.5％。

实施例1.3

一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，包括以下步骤：

a、将盐酸清洗钢材得到的酸洗废液收集在酸液收集池内，将2.5吨酸洗废液通过提升泵盛装在3吨的密闭式反应釜中；

b、在通HCl气体前，向反应釜内一次性加入185kg的6.5％稀盐酸溶液；

c、待盐酸加入完毕后，向反应釜内持续通入HCl气体3.5h，前2hHCl气体的通入速率为200kg/h，后1.5hHCl气体的通入速率为80kg/h；其HCl气体需通入至酸洗废液液面下；

d、在处理过程酸洗废液中不断析出四水合氯化亚铁结晶，4.5h后反应完全，上清液经过过滤得到可回用于钢材清洗的盐酸溶液，可回用的盐酸浓度为31％，杂质Fe含量为4.0％。

为方便对酸洗废液的处理，上述处理方法可在如下废酸回收装置中进行：

如图1-2所示：该用于处理钢材酸洗废液的废酸回收装置，包括酸洗废液收集池1，在酸洗废液收集池1底部设有出液口2，所述出液口2经设有提升泵3的提升管路4连接至酸洗废液处理单元；

所述酸洗废液处理单元包括并联连接的两级反应釜5，所述两级反应釜5中一级反应釜为主反应釜，另一级反应釜为副反应釜，可在提升管路4上设置电磁流量计14和第一三通阀12，利用第一三通阀12不仅可调换反应釜5主副反应的进行，还可通过观察电磁流量计14显示的数据控制向反应釜5釜体内盛装酸洗废液的量；所述反应釜5包括可密封的釜体，釜体内可涂有防腐材料，避免酸洗废液腐蚀釜体内部；在釜体顶部均设有进气管路6，进气管路6的入口连接气体源，气体源为HCl气体，进气管路6的出口延伸至釜体内盛装的反应液液面下，便于使HCl气体与酸洗废液充分反应，从而有利于废酸的回收利用，同时在进气管路6上设有电磁流量计14和调节阀15，用来控制向釜体内通入气体的流速和用量；

在釜体的顶部还设有气体溢出管路7，所述气体溢出管路7的出口连接至另一级反应釜的进气管路6，如此设计避免釜体内HCl气体产生逃逸危害环境，并使HCl气体与酸洗废液充分反应；所述釜体上还设有进水管路8和上清液排放口9，进水管路8连接设置在釜体外的加水单元，用来向釜体内提供水或稀盐酸溶液，同时在进水管路8上设置电磁流量计14和调节阀15，用来控制向釜体内通入水或稀盐酸的流速和用量；所述上清液排放口9经第二三通阀13，其一通过循环泵与进气管路6相连，待反应釜内酸洗废液与HCl气体反应完毕后，通过循环泵16将釜体内的液体通入到进气管路6，避免进气管路6与液体接触位置的管路堵塞；所述上清液排放口9经第二三通阀13另一与回用管路17相连，通过回用管路17将得到的回用于钢材清洗的盐酸溶液排放出去，另外，两级反应釜5的回用管路17可汇集到一根管路上，也可单独进行使用；所述釜体底部设有固废出料口10，用来外排析出的四水氯化亚铁晶体；所述釜体上还设有搅拌器11，在排放四水氯化亚铁晶体时启动搅拌器11，使四水氯化亚铁晶体便于排出釜体，与此同时，得到的四水氯化亚铁结晶体安全无毒，还可应用于废水处理中，不会产生二次污染。

对比例一

本对比例涉及本发明废酸回收方法中通入HCl气体的速率对处理结果的影响。

对比例1.1

本对比例涉及的废酸回收方法与实施例1.1相似，唯一不同之处在于HCl气体通入速率慢，虽然仍可得到可回用于钢材清洗的盐酸溶液，但对酸洗废液的处理率较低，且得到的可回用于钢材清洗的盐酸溶液在清洗钢材时使用效果差。

对比例1.2

本对比例涉及的废酸回收方法与实施例1.1相似，唯一不同之处在于HCl气体通入速率快，虽然仍可得到可回用于钢材清洗的盐酸溶液，但HCl气体容易造成气体逃逸，增加处理成本，造成二次污染，不能满足环保要求。

对比例二

本对比例涉及的废酸回收方法与实施例1.1相似，唯一不同之处在于向酸洗废液中仅通入HCl气体，不必通入水或稀盐酸溶液；在处理过程酸洗废液虽然可析出晶体，但晶体包含二水氯化亚铁、四水氯化亚铁等，造成副产物不为单一体，纯度低，应用价值低，并含量比较杂，使用价值差，还可能造成二次污染。

综上所述，本发明的废酸回收方法，利用HCl气体、水或盐酸，并通过限定反应参数，使酸洗废液实现零排放的处理效果，达到盐酸重复利用的目的。本发明的废酸回收装置，不仅操作简单，投资少，占地面积小，还高效地实现对酸洗废液的回收利用。因此，本发明用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法和废酸回收装置，具有积极的推广意义和显著的环保意义。

Claims (10)

1.一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，其特征在于：该方法用于处理由盐酸清洗钢材得到的酸洗废液，利用向酸洗废液通入HCl气体，同时向酸洗废液加入水或稀盐酸的方法，使酸洗废液析出四水合氯化亚铁结晶，回收上清液即为可回用于钢材清洗的盐酸溶液。

2.根据权利要求1所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，其特征在于：每吨酸洗废液需通入190～210kg的HCl气体。

3.根据权利要求1所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，其特征在于：每吨酸洗废液需加入水或以稀盐酸形式引入的水量为65～70kg。

4.根据权利要求1所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，其特征在于：向酸洗废液加入的稀盐酸溶液浓度为6.5～7.5％(w/w)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、收集由盐酸清洗钢材得到的酸洗废液，将1t的酸洗废液盛装在密闭式反应釜中；

b、在通入HCl气体前，向反应釜内一次性加入水或质量浓度为6.5～7.5％的稀盐酸溶液；

c、在加入水或稀盐酸溶液后，向反应釜内持续通入HCl气体2.5～3.5h，前1～2h HCl气体的通入速率为70～100kg/h，后0.5～1.5h HCl气体的通入速率为25～60kg/h；所述HCl气体需通入至酸洗废液液面下；

d、在处理过程酸洗废液中不断析出四水合氯化亚铁结晶，待处理完全，最后经过过滤回收上清液，即为可回用于钢材清洗的盐酸溶液。

6.根据权利要求5中任一项所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，其特征在于：回收的上清液盐酸浓度为25～32％。

7.一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收装置，其特征在于：包括酸洗废液收集池，在酸洗废液收集池底部设有出液口，所述出液口经设有提升泵的提升管路连接至酸洗废液处理单元；

所述酸洗废液处理单元包括并联连接的两级反应釜，所述反应釜包括可密封的釜体，在釜体的顶部设有进气管路和气体溢出管路，所述进气管路的出口延伸至釜体内盛装的反应液液面下，所述气体溢出管路的出口连接至另一级反应釜的进气管路；所述釜体上还设有进水管路和上清液排放口，所述釜体底部设有固废出料口。

8.根据权利要求7所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收装置，其特征在于：所述釜体上还设有搅拌器。

9.根据权利要求7所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收装置，其特征在于：所述提升管路上设置第一三通阀和电磁流量计，所述进气管路和进水管路上设置调节阀和电磁流量计。

10.根据权利要求7所述的用于处理钢材酸洗废液的废酸回收装置，其特征在于：所述上清液排放口经第二三通阀，其一通过循环泵与进气管路相连，另一与回用管路相连。