CN110699697A - 一种钢材废液回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢材废液回收工艺，包括以下步骤：a、预处理I：酸性废液进入废液罐一，废液罐一用于放置待处理酸性废液，废液罐一与废液罐二2相连，废液罐二的侧壁设置有液位传感器；b、焙烧炉焙烧：通过焙烧炉500～600℃加热焙烧，进行固液分离，固体物质进行沉淀并收集于设于焙烧炉下方的固体收集器中；c、气固分离；d、吸附：将浓缩液通过树脂色谱柱进行吸附，收集流出液；吸附和解吸的流速均为0.006米/秒；e、解吸附：用水淋洗树脂色谱柱，收集流出液。本发明的钢材废液回收装置具备下述有益效果：能够实现盐酸废液的零排放，且本方法处理效果明显，系统操作运行稳定。
Description
技术领域
本发明涉及酸洗废液回收技术领域，具体涉及一种钢材废液回收工艺。
背景技术
钢铁工业中的轧钢、金属制品等都需要酸洗去除钢铁表面的氧化铁皮和其他杂物，一般采用盐酸酸洗。酸洗后到漂洗槽用水洗掉钢材表面的残留酸。酸洗槽中酸液的铁离子浓度达到控制值后，排出废酸液，置换新换酸液。因此酸洗过程有氯化氢废气的排放、酸性废水的排放，以及大量的废酸排放。如果对该酸性废液不进行处理，排入下水道或者直接外排到附近受纳水体，残酸会腐蚀水泥和混凝土及周边土地，并破坏水体中的碳酸钙平衡，而使水中动物死亡，有害于农作物，该类废液直接排放严重污染周边环境。
目前国内外金属加工行业针对盐酸废液的处理方法主要有酸碱中和法、盐酸再生法，蒸发结晶法。酸碱中和法：一般采用石灰、电石渣或烧碱对其进行中和处理，使PH值达到国家排放标准后排放。其缺点是中和药剂成本高，费用大，废酸处理量受到限制，而且酸洗废液中的HCL、FeCl2等资源没有得到有效利用，而且处理过程中生成的气体扩散，引起二次污染，对环境不利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：研制开发一种钢材废液回收工艺，该钢材废液回收工艺对废液进行处理，能够使得废液得到有效处理，避免对环境污染。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种钢材废液回收工艺，包括以下步骤：
a、预处理I：酸性废液进入废液罐一，废液罐一用于放置待处理酸性废液，废液罐一与废液罐二相连，废液罐二的侧壁设置有液位传感器，废液罐一的顶部设有进气口，且内部设有搅拌装置，进气口与搅拌装置相连，加入活性炭进行搅拌处理，去除酸性废液中的悬浮杂质，其中，活性炭与酸性废液的质量份比为1:20～500；
b、焙烧炉焙烧：通过焙烧炉500～600℃加热焙烧，进行固液分离，固体物质进行沉淀并收集于设于焙烧炉下方的固体收集器中；
c、气固分离：蒸汽通过旋风分离器，固体颗粒与蒸汽分离，蒸汽在浓缩器中冷却成浓缩液；
d、吸附：将浓缩液通过树脂色谱柱进行吸附，收集流出液；
e、解吸附：用水淋洗树脂色谱柱，收集流出液。
作为进一步的改进，所述树脂为带季胺官能团的强碱型阴离子交换树脂、强酸型阳离子交换树脂中的至少一种。
作为进一步的改进，色谱柱的树脂填充量与单次处理工业废酸的体积比为 1：0.5～0.8。
作为进一步的改进，所述搅拌装置为若干弯曲设置的气管，所述气管的管壁上设置有若干出气孔。
作为进一步的改进，所述浓缩器连接有吸收塔，该吸收塔内由上往下依次设有漂洗洗涤层、活性炭吸收层，且浓缩器的出口与设于吸收塔底部的入口相联通。
作为进一步的改进，所述吸附时工业废酸的走向是下进上出，解吸时水的走向是上进下出，且吸附和解吸的流速均为0.006～0.01米/秒。
作为进一步的改进，活性炭吸收层的厚度是300～380mm。
本发明的钢材废液回收工艺具备下述有益效果：
1)本发明的钢材废液回收装置，经过各个步骤相互配合，通过在废液罐二中设置有搅拌装置，通过气泡充分实现了废液的初步搅拌，此步骤能够使得活性炭与废液进行充分的接触，使得最终收集到的浓缩液的颜色为微黄，游离算回收率高达82％，色度去除率为87％；
2)烘焙炉中的高温操作使得，气体从焙烧炉的顶部离开并进入到旋风分离器，旋风分离器将气体中携带固体颗粒(即氧化铁颗粒)分离出来，分离出的固体颗粒(即氧化铁颗粒)通过第二旋转阀排放回焙烧炉中，其余气体会直接进入到预浓缩器中，上述步骤使得废液中的固体颗粒得到有效的收集，不会对大气产生颗粒污染以及废气污染，环保排放达标；
3)本发明的操作步骤通过对废酸进行处理，能够实现盐酸废液的零排放，且本方法处理效果明显，能连续稳定生产，设备等采用防腐材料，防腐耐用，系统操作运行稳定。
4)能够杜绝工业废酸对环境的二次污染。
附图说明
图1是本发明钢材废液回收工艺装置的结构示意图。
图2是本对比例1的结构示意图。
图中，1-废液罐一，2-废液罐二，21-上盖，3-焙烧炉，4-固体收集器，5- 浓缩器，6-吸收塔，61-漂洗洗涤层，62-活性炭吸收层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种钢材废液回收工艺，包括以下步骤：
a、预处理I：酸性废液进入废液罐一1，废液罐一1用于放置待处理酸性废液，废液罐一1与废液罐二2相连，废液罐二2的侧壁设置有液位传感器，废液罐一1的顶部设有进气口，且内部设有搅拌装置，进气口与搅拌装置相连，加入活性炭进行搅拌处理，去除酸性废液中的悬浮杂质，其中，活性炭与酸性废液的质量份比为1:20；所述搅拌装置为若干弯曲设置的气管，所述气管的管壁上设置有若干出气孔。
b、焙烧炉焙烧：通过焙烧炉500～600℃加热焙烧，进行固液分离，固体物质进行沉淀并收集于设于焙烧炉3下方的固体收集器4中；
c、气固分离：蒸汽通过旋风分离器，固体颗粒与蒸汽分离，蒸汽在浓缩器 5中冷却成浓缩液；
d、吸附：将浓缩液通过树脂色谱柱进行吸附，收集流出液；吸附和解吸的流速均为0.006米/秒。
e、解吸附：用水淋洗树脂色谱柱，收集流出液。所述浓缩器5连接有吸收塔6，该吸收塔6内由上往下依次设有漂洗洗涤层61、活性炭吸收层62，且浓缩器的出口与设于吸收塔底部的入口相联通。活性炭吸收层的厚度是300mm。
把废液罐二中沉淀后的废酸溶液引入焙烧炉，用500～600℃的温度加热焙烧，废酸中会产生固体颗粒(即氧化铁颗粒)，固体颗粒会落在焙烧炉的下方，固体颗粒通过打开阀排入固体收集器中，焙烧炉在加热时，焙烧炉内的废酸含有 FeCL2和FeCL3按照下述方程分解：
4FeCL2+4H2O+O2＝2Fe2O3+8HCL
2FeCL3+3H2O＝Fe2O3+6HCL
焙烧炉中加热时产生的气体从焙烧炉的顶部离开并进入到旋风分离器，旋风分离器将气体中携带固体颗粒(即氧化铁颗粒)分离出来，分离出的固体颗粒 (即氧化铁颗粒)通过第二旋转阀排放回焙烧炉中，其余气体直接进入到浓缩器中。进入浓缩器中后再经过吸收塔进行吸收处理，依次经由漂洗洗涤层、活性炭吸收层，符合排放标准可以直接排放。
实施例2
一种钢材废液回收工艺，包括以下步骤：
a、预处理I：酸性废液进入废液罐一1，废液罐一1用于放置待处理酸性废液，废液罐一1与废液罐二相连，废液罐二的侧壁设置有液位传感器，废液罐一的顶部设有进气口，且内部设有搅拌装置，进气口与搅拌装置相连，加入活性炭进行搅拌处理，去除酸性废液中的悬浮杂质，其中，活性炭与酸性废液的质量份比为1:100；所述搅拌装置为若干弯曲设置的气管，所述气管的管壁上设置有若干出气孔。
b、焙烧炉焙烧：通过焙烧3炉500～600℃加热焙烧，进行固液分离，固体物质进行沉淀并收集于设于焙烧炉3下方的固体收集器4中；
c、气固分离：蒸汽通过旋风分离器，固体颗粒与蒸汽分离，蒸汽在浓缩器 5中冷却成浓缩液；
d、吸附：将浓缩液通过树脂色谱柱进行吸附，收集流出液；吸附和解吸的流速均为0.006～0.01米/秒。
e、解吸附：用水淋洗树脂色谱柱，收集流出液。所述浓缩器5连接有吸收塔6，该吸收塔6内由上往下依次设有漂洗洗涤层61、活性炭吸收层62，且浓缩器的出口与设于吸收塔底部的入口相联通。活性炭吸收层的厚度是340mm。
把废酸罐1中沉淀后的废酸溶液引入焙烧炉，用600℃的温度加热焙烧，废酸中会产生固体颗粒(即氧化铁颗粒)，固体颗粒会落在焙烧炉3的下方，固体颗粒会通过打开阀排放到金属回收罐中，焙烧炉在加热时，焙烧炉内的废酸含有 FeCL2和FeCL3按照下述方程分解：
4FeCL2+4H2O+O2＝2Fe2O3+8HCL
2FeCL3+3H2O＝Fe2O3+6HCL
焙烧炉中加热时产生的气体从焙烧炉的顶部离开并进入到旋风分离器，旋风分离器将气体中携带固体颗粒(即氧化铁颗粒)分离出来，分离出的固体颗粒(即氧化铁颗粒)通过第二旋转阀排放回焙烧炉中，其余气体会直接进入到预浓缩器中。
实施例3
一种钢材废液回收工艺，包括以下步骤：
a、预处理I：酸性废液进入废液罐一1，废液罐一1用于放置待处理酸性废液，废液罐一1与废液罐二2相连，废液罐二2的侧壁设置有液位传感器，废液罐一的顶部设有进气口，且内部设有搅拌装置，进气口与搅拌装置相连，加入活性炭进行搅拌处理，去除酸性废液中的悬浮杂质，其中，活性炭与酸性废液的质量份比为1:500；所述搅拌装置为若干弯曲设置的气管，所述气管的管壁上设置有若干出气孔。
b、焙烧炉焙烧：通过焙烧炉3500～600℃加热焙烧，进行固液分离，固体物质进行沉淀并收集于设于焙烧炉下方的固体收集器4中；
c、气固分离：蒸汽通过旋风分离器，固体颗粒与蒸汽分离，蒸汽在浓缩器 5中冷却成浓缩液；
d、吸附：将浓缩液通过树脂色谱柱进行吸附，收集流出液；吸附和解吸的流速均为0.006～0.01米/秒。
e、解吸附：用水淋洗树脂色谱柱，收集流出液。所述浓缩器5连接有吸收塔6，该吸收塔6内由上往下依次设有漂洗洗涤层61、活性炭吸收层62，且浓缩器的出口与设于吸收塔底部的入口相联通。活性炭吸收层的厚度是380mm。
把废酸罐1中沉淀后的废酸溶液引入焙烧炉，用600℃的温度加热焙烧，废酸中会产生固体颗粒(即氧化铁颗粒)，固体颗粒会落在焙烧炉3的下方，固体颗粒会通过打开阀排放到金属回收罐中，焙烧炉在加热时，焙烧炉内的废酸含有 FeCL2和FeCL3按照下述方程分解：
4FeCL2+4H2O+O2＝2Fe2O3+8HCL
2FeCL3+3H2O＝Fe2O3+6HCL
焙烧炉中加热时产生的气体从焙烧炉的顶部离开并进入到旋风分离器，旋风分离器将气体中携带固体颗粒(即氧化铁颗粒)分离出来，分离出的固体颗粒(即氧化铁颗粒)通过第二旋转阀排放回焙烧炉中，其余气体会直接进入到预浓缩器中。
对比例1对比例中的配方组分与实施例2一致，区别仅仅在于搅拌装置选择现有技术的搅拌桨。
对比例2对比例中的配方组分与实施例2基本一致，区别仅仅在于在步骤 a中不放入活性炭。
表1实施例1～4及对比例1～2的测试结果
表1为实施例1～3以及对比例1～2的性能测试结果，上述测试结果表明：1) 本发明的钢材废液回收装置，经过各个步骤相互配合，通过在废液罐二中设置有搅拌装置，通过气泡充分实现了废液的初步搅拌，此步骤能够使得活性炭与废液进行充分的接触，使得最终收集到的浓缩液的颜色为微黄，游离算回收率高达82％，色度去除率为87％；2)烘焙炉中的高温操作使得，气体从焙烧炉的顶部离开并进入到旋风分离器，旋风分离器将气体中携带固体颗粒(即氧化铁颗粒)分离出来，分离出的固体颗粒(即氧化铁颗粒)通过第二旋转阀排放回焙烧炉中，其余气体会直接进入到预浓缩器中，上述步骤使得废液中的固体颗粒得到有效的收集，不会对大气产生颗粒污染以及废气污染，环保排放达标；3)本发明的操作步骤通过对废酸进行处理，能够实现盐酸废液的零排放，且本方法处理效果明显，能连续稳定生产，设备等采用防腐材料，防腐耐用，系统操作运行稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明所作的等效变换，均在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种钢材废液回收工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、预处理I：酸性废液进入废液罐一，废液罐一用于放置待处理酸性废液，废液罐一与废液罐二相连，废液罐二的侧壁设置有液位传感器，废液罐一的顶部设有进气口，且内部设有搅拌装置，进气口与搅拌装置相连，加入活性炭进行搅拌处理，去除酸性废液中的悬浮杂质，其中，活性炭与酸性废液的质量份比为1:20～500；
b、焙烧炉焙烧：通过焙烧炉500～600℃加热焙烧，进行固液分离，固体物质进行沉淀并收集于设于焙烧炉下方的固体收集器中；
c、气固分离：蒸汽通过旋风分离器，固体颗粒与蒸汽分离，蒸汽在浓缩器中冷却成浓缩液；
d、吸附：将浓缩液通过树脂色谱柱进行吸附，收集流出液；
e、解吸附：用水淋洗树脂色谱柱，收集流出液。
2.根据权利要求1所述的钢材废液回收工艺，其特征在于：所述树脂为带季胺官能团的强碱型阴离子交换树脂、强酸型阳离子交换树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钢材废液回收工艺，其特征在于：色谱柱的树脂填充量与单次处理工业废酸的体积比为1：0.5～0.8。
4.根据权利要求1所述的钢材废液回收工艺，其特征在于：所述搅拌装置为若干弯曲设置的气管，所述气管的管壁上设置有若干出气孔。
5.根据权利要求1所述的钢材废液回收工艺，其特征在于：所述浓缩器连接有吸收塔，该吸收塔内由上往下依次设有漂洗洗涤层、活性炭吸收层，且浓缩器的出口与设于吸收塔底部的入口相联通。
6.根据权利要求1所述的钢材废液回收工艺，其特征在于：所述吸附时工业废酸的走向是下进上出，解吸时水的走向是上进下出，且吸附和解吸的流速均为0.006～0.01米/秒。
7.根据权利要求5所述的钢材废液回收工艺，其特征在于：活性炭吸收层的厚度是300～380mm。
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