CN1385377A - 工业含铁盐酸废水资源化治理技术 - Google Patents

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张云峰
朱东升
邵奎占
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Abstract

发明属于工业废水处理,涉及对用置换反应法采用盐酸处理金属表面酸洗废液的治理技术,首先将废酸沉降、过滤,然后进行混配,同时加入一定量的硫酸和一定量的助剂,搅拌均匀后进行减压蒸馏,蒸馏液经冷却、吸收得到回收盐酸,减压蒸馏釜中的剩余物经过滤得到粗硫酸亚铁,经重结晶得到七水合硫酸亚铁,本发明简单易行、投资少、能耗低、再生盐酸浓度高和回收的硫酸亚铁可达到工业级标准。

Description

工业含铁盐酸废水资源化治理技术
本发明属工业废水处理，涉及对用置换反应法采用盐酸处理金属表面酸洗废液治理技术。
钢材在电镀(或火镀)前需消耗大量盐酸进行酸洗，以清除表面的氧化铁膜。对于一个中型电镀厂每天排放的废酸多达几吨到上百吨，废酸中含有一定浓度的盐酸和高浓度的氯化亚铁，一般组成为：盐酸含量3～10％，氯化亚铁含量100～300克/升。由于盐酸和氯化亚铁的浓度很高，用通常处理酸性废水的方法无能为力。国内工厂目前处理废酸液大多采用中和法。该法简单，对设备要求不高，投资少，易操作。但该法的致命缺点是产生氢氧化铁胶泥和大量废水，废水的COD值不容易达到国家排放标准，产生二次污染。近十几年，处理含铁盐酸废水有萃取法、喷雾焙烧法、流化床焙烧法、蒸发结晶焙烧法和氯气氧化法。发明专利CN881041742A《萃取法处理轧钢酸洗废液》提出用TBP(磷酸三丁酯)或TBP-煤油作为萃取剂用萃取法有效的回收盐酸供酸洗重复使用，综合利用所含铁盐产生三氯化铁，氧化铁和氧化铁红等化工产品。该法的缺点是回收成本高，技术难度大和设备防爆等级高。而喷雾焙烧法、流化床焙烧法、蒸发结晶焙烧法和氯气氧化法(于政禄编：《带钢连续酸洗》冶金工业出版社，1976.232-239)。具有日处理废酸多50-500吨/天。这些方法的缺点是：
①、设备投资大，技术难度高，工艺流程复杂，占地面积大。
②、对燃气要求高，能耗高，如操作不当会发生泄漏，造成严重的后果。
③、焙烧过程中盐的浓缩物和氧化铁容易在设备中造成堵塞结疤。
④、焙烧产生的氧化铁粉尘造成二次污染。
发明专利CN85108552A《含铁盐酸酸洗废液的处理方法》提出的处理废酸技术为：“将废液中的二价铁氧化成三价铁，用萃取剂分出铁盐，余下的酸液循环使用，”“氧化剂用过氧化氢溶液或氯气等。”其缺点为：
①、萃取过程中萃取废液中的铁和废酸继续保留在水相中，处理过程不能使废酸增浓，造成体积逐渐增加。
②、胺类萃取剂萃取反应过程较慢，增大了设备体积。
③、采用过氧化氢溶液作为氧化剂提高了成本。
本发明的目的在于寻求一种从含铁废盐酸中再生盐酸回收铁盐的简单实用、投资少和能耗低的技术。
本发明的主要技术特征为：再生盐酸的浓度高达22％，能有效的供酸洗重复使用，回收率为96％以上。回收铁盐为七水合硫酸亚铁。综合回收率为98％以上。本发明的方法也适用于其它含下列金属离子的盐酸废液：钾(K+)，钠(Na+)，钙(Ca2+)，镁(Mg2+)，铝(Al3+)，锌(Zn2+)，铁(Fe2+，Fe3+)，锡(Sn2+，Sn4+)，铜(Cu2+)，铬(Cr3+)，锰(Mn2+)，钛(Ti4+)，镍(Ni2+)和钴(Co2+，Co3+)。本发明适用的废盐酸液的浓度为：5～350克/升，本发明适用于废酸中金属离子的浓度为：5～1000克/升。
本发明的目的是按以下的方法实现的，首先将酸洗池排出的废酸经沉降、过滤然后进行混配，混配时加入摩尔比为1∶0.5～1∶2硫酸和用量为0.01～0.9％助剂，搅拌均匀后进行减压蒸馏，温度为50～120℃，压力为0.01～0.1Mpa，蒸馏液经冷却，吸收得到回收盐酸，减压蒸馏釜中剩余的产物经过滤得到粗硫酸亚铁，经重结晶得七水合硫酸亚铁。
本发明处理含铁盐酸废液无三废排放，使工业生产实现清洁化。同时又具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。本发明工艺简单，方法实用，技术可行，其优点如下：
1、化害为利，变废为宝。采用本发明处理含铁盐酸废液可实现盐酸再生，并与铁盐达到分离，再生的盐酸质量为无色达到试剂级标准(浓度为22％)，七水合硫酸亚铁的质量达到工业级标准。
2、工艺简单，易操作，投资少，适用面广，无有机溶剂，安全性好，不引入有毒的化学试剂，不产生二次污染。
3、与国外喷雾焙烧法比较，设备投资少，能耗低。与萃取法比较(CN 8518552A和CN 1041742A)萃取前无需进行氧化操作，节省较贵的氧化剂，且不使用有机溶剂，使回收成本降低。
附图为工业含铁盐酸废水资源化治理技术的工艺流程图
实施例：日处理2000公斤含铁盐酸废液；原始含铁盐酸废液组成为：盐酸为40克/升，氯化亚铁为270克/升。采用资源化治理技术对含铁盐酸废液进行处理步骤如下：
首先将酸洗池排出的废酸经沉降、过滤然后进行混配，混配时加入一定摩尔的硫酸(摩尔比为1∶0.5～1∶2，最好为1∶0.7～1∶1.5)和一定量的助剂(用量为0.01～0.9‰，最好为0.08～0.5‰)搅拌均匀后进行减压蒸馏(温度50～120℃，压力0.01～0.1MPa。最好为温度70～110℃，压力0.03～0.8MPa)。蒸馏液经冷却，吸收得到回收盐酸，减压蒸馏釜中剩余的产物经过滤得到粗硫酸亚铁，经重结晶得七水合硫酸亚铁。
结果如下：
盐酸为1431公斤，含量22％。回收率96％。
硫酸亚铁为880公斤，含量95％以上。回收率98％。

Claims (3)

1、一种工业含铁盐酸废水资源化治理技术其特征为：首先将废酸沉降、过滤，然后进行混配，混配时加入摩尔比为1∶0.5～1∶2的硫酸和用量为0.01～0.9‰的助剂，搅拌均匀后进行减压蒸馏，温度为50～120℃，压力为0.01～0.1MPa，蒸馏液经冷却吸收得到回收盐酸，减压蒸馏釜中剩余的产物经过滤得到粗硫酸亚铁，经重结晶得到七水合硫酸亚铁。
2、按照权利要求1所述的工业含铁盐酸废水资源化治理技术，其特征是混配时加入硫酸的摩尔比为1∶0.7～1∶1.5，助剂用量为0.08～0.5‰，搅拌后减压蒸馏温度为70～110℃，压力为0.03～0.08MPa。
3、按照权利要求1所述的工业含铁盐酸废水资源化治理技术，其特征是本发明也适用于下列金属离子的盐酸废液：钾(K+)，钠(Na+)，钙(Ca2+)，镁(Mg2+)，铝(Al3+)，锌(Zn2+)，铁(Fe2+，Fe3+)，锡(Sn2+，Sn4+)，铜(Cu2+)，铬(Cr3+)，锰(Mn2+)，钛(Ti4+)，镍(Ni2+)和钴(Co2+，Co3+)。
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