CN114835170B - 一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，属于氧化铁粉生产技术领域，首先，钢卷处理过程包括工业水冷却段、上线生产段、拉矫破鳞段、三级酸洗段、四级漂洗段和切边丝段，本发明利用四级漂洗段的漂洗水对三级酸洗段之前的钢卷进行预清洗，首先，通过洗去钢卷表面的钙垢，降低氧化铁粉当中的钙含量；然后，利用有一定量的游离酸度的漂洗水对钢卷进行预清洗，实现资源再利用；其次，热的漂洗水清洗钢卷相当于对钢卷进行了一次预加热，热的钢卷在后续阶段与酸洗发生反应的速度将增加，同时对钢卷的质量有促进作用，最后，本发明向沉淀池中加入了絮凝剂，絮凝剂能够促进钙离子沉淀，进而有助于降低氧化铁粉中钙含量。
Description
技术领域
本发明属于氧化铁粉生产技术领域，具体地，涉及一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺。
背景技术
传统工业生产过程中通常采用工业水对热轧高温钢卷进行水冷降温，钢卷冷却用工业水冷却最为经济实惠，在水冷却降温后，工业水的钙盐沉积在钢卷表面，虽经开卷及拉矫破鳞除掉部分钙盐，但仍有大部分钙盐附在钢卷表面，其中钢卷来料温度越高使用冷却水越大，其表面钙盐沉积量越多，之后钢卷进入酸洗槽酸洗去氧化铁皮和钙盐沉积，钙盐沉积与酸洗槽中的盐酸反应溶解后进入废酸液中，废酸液中钙盐很难去除，氧化铁粉是废酸液经过喷雾焙烧工艺制得的一种工业副产品，废酸液中钙盐经过焙烧后生成氧化钙，氧化钙的存在降低了产品中氧化铁粉的纯度，制备的氧化铁粉产品含钙量很高，产品纯度很难提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，以解决背景技术中氧化铁粉中钙含量过高的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，包括：将废酸液依次经过酸再生废酸罐、浸溶塔、反应罐、沉淀池和处理酸罐的处理，最终经焙烧炉焙烧制得氧化铁粉，所述废酸液由以下方法制得：
将预处理后的钢卷依次经过一级预清洗段、三级酸洗段和四级漂洗段进行预清洗、酸洗和漂洗处理，钢卷经酸洗处理后得到废酸液，其中，一级预清洗段的清洗用水通过四级漂洗段产生的漂洗水转存至漂洗水罐之后泵出提供，所述漂洗水的酸度为8-10g/L，漂洗水的温度为80-85℃，首先，一级预清洗段利用的漂洗水有一定量的游离酸度，利用漂洗水对钢卷进行预清洗，实现资源再利用，然后漂洗水有一定的温度，热的漂洗水清洗钢卷相当于对钢卷进行了一次预加热，热的钢卷在后续阶段与酸洗发生反应的速度将增加，同时对钢卷的质量有促进作用，三级酸洗段是通过加入盐酸对钢卷进行酸洗处理；四级漂洗段是通过热的脱盐水(或蒸汽冷凝水)漂去钢卷表面残留的酸，经过四级漂洗段处理后的钢卷还经过切边丝段处理，切边丝段是通过切边机修整钢卷的边缘和将钢卷切成所需宽度规格。
进一步地，所述一级预清洗段包括若干相对设置的喷淋口，漂洗水经加压后从喷淋口喷出，通过漂洗水对钢卷进行全方位地冲刷。
进一步地，所述一级预清洗段后设置有挤干辊，设置挤干辊将经过一级预清洗的钢卷进行挤干送出，减少钢卷表面残留的漂洗水对后续三级酸洗段中酸液的稀释作用。
进一步地，所述钢卷预处理过程包括：工业水冷却段、上线生产段和拉矫破鳞段，其中工业水冷却段是通过工业水对热轧高温钢卷进行水冷降温；上线生产段是将钢卷投入机组进行开卷；拉矫破鳞段是通过拉矫机对钢卷施加一定的拉力，使钢卷表面的氧化铁皮产生裂纹并产生粉尘再经风机将粉尘去除。
进一步地，所述氧化铁粉的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、三级酸洗段处理后产生的废酸液输送到酸再生废酸罐，酸再生废酸罐的作用是贮存酸洗段产生的废酸，将酸再生废酸罐中的废酸液输送到浸溶塔中，向浸溶塔中加入切边丝段产生的废边丝；
步骤二、将浸溶塔中的废酸液输送到反应罐，向反应罐中加入氨水，以此来提高反应罐内pH值，检测反应罐内pH值，当pH位于4.0-4.5时，向反应罐内通入压缩空气，反应罐内发生的反应为：FeC l 2经氧化生成FeC l 3，FeC l 3与氨水反应转换成Fe(OH)3,Fe(OH)3与废酸液中的钙盐结合生成小颗粒的絮凝体，将反应罐中的废酸液输送到沉淀池，向沉淀池中加入絮凝剂，絮凝体生长成大颗粒，将沉淀池分离出的废酸液输送到处理酸罐，处理酸罐的作用是贮存废酸液，将处理酸罐的废酸液输送到焙烧炉进行焙烧，焙烧炉的炉腰温度为530-700℃，炉顶温度为400-450℃，焙烧结束后即制得氧化铁粉。
其中，焙烧炉内氧化铁粉生成的反应如下：
进一步地，所述絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂混合配制而成，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂的质量比为4-9：1，絮凝剂的投加量为10-20mg/L，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂适用于酸性和中性环境。
本发明的有益效果：
首先，本发明在传统的钢卷的处理过程中引入了一级预清洗段，利用四级漂洗后本来要排放的漂洗水对即将进入三级酸洗段之前的钢卷进行预清洗，一方面洗去钢卷表面的钙垢，降低氧化铁粉当中的钙含量；另一方面，四级漂洗段后的漂洗水有一定量的游离酸度，利用漂洗水对钢卷进行预清洗，实现资源再利用；第三方面是热的漂洗水清洗钢卷相当于对钢卷进行了一次预加热，热的钢卷在后续阶段与酸洗发生反应的速度将增加，同时对钢卷的质量有促进作用。
同时，本发明向沉淀池中加入了由阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂根据质量比为4-9：1混合配制而成的絮凝剂，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂均具有分子量较高、分子较长，能吸附较多的沉淀微粒(本发明中Fe(OH)3与废酸液中的钙盐结合生成的小颗粒的絮凝体)的特点，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂能和沉淀微粒连接而形成较大的絮凝物，由于絮凝物的尺寸较大，因此沉降和过滤较快，可以有效降低废酸液中钙离子含量，进而降低成品氧化铁粉中的氧化钙含量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺的工艺流程图；
图2是现有技术的氧化铁粉的生产工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参阅图1所示，所述废酸液由以下方法制得：
将预处理后的钢卷依次经过一级预清洗段、三级酸洗段和四级漂洗段进行预清洗、酸洗和漂洗处理，钢卷经酸洗处理后得到废酸液，其中，一级预清洗段的清洗用水通过四级漂洗段产生的漂洗水转存至漂洗水罐之后泵出提供，所述漂洗水的酸度为8g/L，漂洗水的温度为80℃；
其中，一级预清洗段包括3组相对设置的喷淋口，一级预清洗段后设置有挤干辊。
实施例2
参阅图1所示，所述废酸液由以下方法制得：
将预处理后的钢卷依次经过一级预清洗段、三级酸洗段和四级漂洗段进行预清洗、酸洗和漂洗处理，钢卷经酸洗处理后得到废酸液，其中，一级预清洗段的清洗用水通过四级漂洗段产生的漂洗水转存至漂洗水罐之后泵出提供，所述漂洗水的酸度为10g/L，漂洗水的温度为85℃；
其中，一级预清洗段包括3组相对设置的喷淋口，一级预清洗段后设置有挤干辊。
实施例3
参阅图1所示，氧化铁粉的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、将实施例1制备的废酸液输送到酸再生废酸罐，将酸再生废酸罐中的废酸液输送到浸溶塔中，向浸溶塔中加入切边丝段产生的废边丝；
步骤二、将浸溶塔中的废酸液输送到反应罐，向反应罐中加入氨水，检测反应罐内pH值，将pH调至4.0时，向反应罐内通入压缩空气，然后将反应罐中的废酸液输送到沉淀池，向沉淀池中加入10mg/L的絮凝剂，将沉淀池分离出的废酸液输送到处理酸罐，将处理酸罐的废酸液输送到焙烧炉进行焙烧，焙烧炉的炉腰温度为530℃，炉顶温度为400℃，制得氧化铁粉；
其中，絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂混合配制而成，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂的质量比为9：1。
实施例4
参阅图1所示，氧化铁粉的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、将实施例1制备的废酸液输送到酸再生废酸罐，将酸再生废酸罐中的废酸液输送到浸溶塔中，向浸溶塔中加入切边丝段产生的废边丝；
步骤二、将浸溶塔中的废酸液输送到反应罐，向反应罐中加入氨水，检测反应罐内pH值，将pH调至4.5时，向反应罐内通入压缩空气，然后将反应罐中的废酸液输送到沉淀池，向沉淀池中加入20mg/L的絮凝剂，将沉淀池分离出的废酸液输送到处理酸罐，将处理酸罐的废酸液输送到焙烧炉进行焙烧，焙烧炉的炉腰温度为700℃，炉顶温度为450℃，制得氧化铁粉；
其中，絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂混合配制而成，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂的质量比为4：1。
对比例1
参阅图2所示，对比例1为根据现有技术的氧化铁粉的生产工艺制备的氧化铁粉，并且现有技术种使用的絮凝剂为聚合氯化铝。
对比例2
将实施例4中加入絮凝剂的过程删除，其他工艺过程不变。
将实施例3-4和对比例1制得的氧化铁粉分别进行成分分析，相关取样及检测方式如下：
在一批10袋氧化铁粉中，每个氧化铁粉包装袋中取小样约50克，每10个小样组成一个大样，将取来的大样用四分法进行混样，取四分法其中一份送化验室，称取一定量的样品进行溶解，通过I CP等离子体光谱仪分析铁粉中的CaO含量，共测出七组数据，去除一组最高和一组最低值，剩余五组测试数据如表1所示：
表1
由表1数据可以得出如下结论：
对比实施例3和对比例1的氧化钙含量平均值可得：本发明的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺相比于传统工艺，制备的氧化铁粉中氧化钙含量明显降低；
对比实施例4和对比例2的氧化钙含量平均值可得：加入絮凝剂后，制备的氧化铁粉中氧化钙含量有所降低。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，包括：将废酸液依次经过酸再生废酸罐、浸溶塔、反应罐、沉淀池和处理酸罐的处理，最终经焙烧炉焙烧制得氧化铁粉，其特征在于：所述废酸液由以下方法制得：
将预处理后的钢卷依次经过一级预清洗段、三级酸洗段和四级漂洗段进行预清洗、酸洗和漂洗处理，钢卷经酸洗处理后得到废酸液，其中，一级预清洗段的清洗用水通过四级漂洗段产生的漂洗水转存至漂洗水罐之后泵出提供，所述漂洗水的酸度为8-10g/L，漂洗水的温度为80-85℃。
2.根据权利要求1所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：所述沉淀池中加入了絮凝剂，所述絮凝剂包括阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂，其中，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂的质量比为4-9：1。
3.根据权利要求2所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：所述聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量为10-20mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：所述一级预清洗段包括若干相对设置的喷淋口。
5.根据权利要求1所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：所述一级预清洗段后设置有挤干辊。
6.根据权利要求1所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：所述钢卷预处理过程包括：工业水冷却段、上线生产段和拉矫破鳞段。
7.根据权利要求1所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：反应罐内废酸液的处理过程：向反应罐中加入氨水，检测反应罐内pH值，当pH位于4.0-4.5时，向反应罐内通入压缩空气。
8.根据权利要求1所述的一种低钙含量氧化铁粉的生产工艺，其特征在于：所述焙烧炉的炉腰温度为530-700℃，炉顶温度为400-450℃。
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