CN1302917A - 酸洗废酸中硅的脱除方法 - Google Patents

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李东林
龙国平
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Abstract

一种酸洗废酸中硅的脱除方法依次按以下步骤进行:a、将废酸液加热至60～90℃;b、让上述加热后的废酸液与碎铁反应;c、将与碎铁反应后得到的废酸液冷却,使之温度降至60℃以下;d、将冷却后的废酸液引入反应罐,在该反应罐内用碱调节废酸液的pH值为4～6,同时吹入空气;e、将上一步骤得到的废酸液引入沉积罐并加入絮凝剂,使废酸液中的絮状物凝结而成为絮状沉积物;f、将上述废酸液中的清液和絮状沉积物分离,得到脱除硅后的废酸清液。

Description

酸洗废酸中硅的脱除方法
本发明涉及一种从酸洗废液中脱除硅的方法。
在钢铁工业中，用盐酸酸洗冷轧或热轧钢板是常见的工艺。在对盐酸酸洗产生的废酸液进行再生时，能够得到副产品氧化铁粉。对于该废酸液来说，其在再生之前是否脱硅将严重影响氧化铁粉的质量，进而影响经济效益。举例来说，未脱硅的废酸液再生时所得的氧化铁粉的硅含量通常大于200PPM，其现在的每吨产品售价为1000元；脱除硅的废酸液再生时得到的氧化铁粉的硅含量通常小于70PPM，其颗粒细、比表面积大、纯度高，现在的每吨产品售价为3000～4000元。二者相比，后者的吨产品售价提高了2000～3000元。因此，有必要在盐酸废酸液再生之前先脱除其中的硅。中国发明专利申请87103373号曾公开了一种酸洗废液中回收铁红和硫铵的方法，该方法的具体内容涉及对硫酸酸洗废液的处理，因此，该方法并不能直接用来解决上述问题。
本发明的目的是提供一种能够有效脱除盐酸酸洗废液中硅的方法。
本发明的酸洗废酸中硅的脱除方法依次按以下步骤进行：a、将废酸液加热至60～90℃；b、让上述加热后的废酸液与碎铁反应；c、将与碎铁反应后得到的废酸液冷却，使之温度降至60℃以下；d、将冷却后的废酸液引入反应罐，在该反应罐内用碱调节废酸液的PH值为4～6，同时吹入空气；e、将上一步骤得到的废酸液引入沉积罐并加入絮凝剂，使废酸液中的絮状物凝结而成为絮状沉积物；f、将上述废酸液中的清液和絮状沉积物分离，得到脱除硅后的废酸清液。
按以下步骤进行：a、在加热器内将废酸液加热至60～90℃；b、让上述加热后的废酸液与碎铁反应；c、将与碎铁反应后得到的废酸液引入冷却器进行冷却，使之温度降至60℃以下；d、将冷却后的废酸液引入反应罐，在该反应罐内加入碱并吹入空气，使碱和空气与废酸液发生反应；e、将经上述反应后得到的废酸液引入沉积罐并加入絮凝剂，使废酸液中的絮状物凝结而成为絮状沉积物；f、将上述废酸液中的清液和絮状沉积物分离，得到脱除硅后的废酸清液。在上述步骤a中，对废酸液的加热可以采用现有的常规加热器，如石墨加热器等。在步骤b中，废酸液与碎铁的反应可以在现有的常规反应器中进行，如反应塔或反应罐等；在这一步骤中，废酸中的游离HCl与Fe发生反应，其反应方程式为：
在步骤c中，可以采用常规冷却器对废酸进行冷却。在上述步骤d中，用来调节废酸液PH值的碱与废酸液中的铁离子发生反应，其反应式为：
与此同时，吹入的空气与上述生成物进一步发生反应，在废酸液中生成絮状物，其反应式为： 为了促进反应过程，通常可以对反应罐内的液体实施搅拌；生成的Fe(OH)3絮状物可以吸附废酸中的硅。在步骤e中，加入的絮凝剂可以是市售的有机聚合物类絮凝剂，如聚丙烯酰胺类絮凝剂等。所加入的絮凝剂可以使废酸中的絮状物和硅的晶粒长大，在沉积罐中凝结而沉淀。在步骤f中，分离废酸清液和吸附有硅的絮状物这一过程可以采用常规工艺完成，如采用清液溢流、对沉积物挤压等方式。需要说明的是，在上述对废酸液的处理过程中，虽然把对废酸液加热和让废酸液与碎铁反应这两个步骤合并在一起也是可行的，但本发明仍然强调应当将二者分开进行。这是因为，在让废酸液与碎铁发生之前先用加热器对废酸液加热，废酸液的温度可实现自动控制调整，有利于降低能源消耗。例如，实际操作中采用石墨加热器对废酸液单独加热后再让其与碎铁在浸溶塔中反应，与让废酸液进入浸溶塔与碎铁反应时再加热废酸相比较，可节约15～30％的水蒸汽用量。还需强调的是，在本发明的步骤d中，实际上是将加碱中和、吹入空气氧化的步骤合成一步完成，且在同一反应装置中进行，这有助于缩短工艺流程，减少影响产品质量的因素，同时降低了设备投资和运行费用。因此，本发明不提倡将步骤d中的处理过程分开进行(如采用先加碱中和之后，再通空气氧化的分步处理方式)。
与前述现有方法相比，本发明的方法能够有效地脱除盐酸酸洗废液中的硅。同时，本发明的方法还具有能源消耗低、可确保产品质量、设备投资和运行费用低等优点。
本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
实施例：
本实施例中按以下步骤脱除废酸液中的硅：
a、 用泵将盐酸酸洗的废酸液送至位于加热器进口的气动调节阀前端，废酸液通过该气动调节阀进入加热器，气动调节阀将自动控制废酸液的流量。在本例中，对废酸液的加热是在石墨加热器中进行。在加热器中，废酸液走管程，加热蒸汽走壳程。在加热器内，废酸液被加热至75℃。
b、 让加热后的废酸液由浸溶塔的底部进入浸溶塔，与装填在塔中的碎铁反应。碎铁的加入量视浸溶塔溢流废酸液的PH值定，操作过程中始终保持PH值小于4。
c、 让反应后的废酸液从浸溶塔的上部溢流口流向冷却器。本实施例中采用石墨冷却器，进入冷却器的废酸液走管程，冷却水走壳程。流出冷却器时，废酸液的温度被降至55℃。
d、 将冷却后的废酸液引入反应罐，在搅拌下加入碱调节PH值。本例中加入的碱为氨水。操作中通过加入氨水而使废酸液的PH值大于4，小于6，在废酸液中生成氢氧化物。同时，在反应罐的底部吹入空气，使废酸液中产生部分絮状物。
e、 经上述反应后得到的废酸液由反应罐的上部溢流而被引入沉积罐，在其溢流过程中加入作为絮凝剂的聚丙烯酰胺，使废酸液中的絮状物凝结而成为絮状沉积物；
f、 上述废酸液中的清液即为脱除硅后的废酸液，该废酸清液自沉积罐的上部溢流进入废酸收集罐，与废酸液中的絮状沉积物分离，从而得到脱除硅后的废酸清液。沉积在沉积罐下部的絮状沉积物用泵送到挤压机挤压，挤压得到的废酸清液也送入废酸收集罐。挤压后的固体滤饼由工厂处理。

Claims (6)

  1. 一种酸洗废酸中硅的脱除方法，其特征是依次按以下步骤进行：
    a、将废酸液加热至60～90℃；
    b、让上述加热后的废酸液与碎铁反应；
    c、将与碎铁反应后得到的废酸液冷却，使之温度降至60℃以下；
    d、将冷却后的废酸液引入反应罐，在该反应罐内用碱调节废酸液的PH值为4～6，同时吹入空气；
    e、将上一步骤得到的废酸液引入沉积罐并加入絮凝剂，使废酸液中的絮状物凝结而成为絮状沉积物；
    f、将上述废酸液中的清液和絮状沉积物分离，得到脱除硅后的废酸清液。
  2. 2、如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤a中，对废酸液的加热是在石墨加热器中进行。
  3. 3、如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤b中，废酸液与碎铁的反应是在浸溶塔中进行。
  4. 4、如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤d中，用于调节废酸液PH值的碱为氨水。
  5. 5、如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤d中，在用碱调节废酸液的PH值和吹入空气的同时对废酸液施以搅拌。
  6. 6、如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤e中，所加入的絮凝剂为聚丙烯酰胺。
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