JPH03100188A - ステンレス鋼酸洗廃硫酸の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ステンレス鋼の表面処理に用いた硫酸酸洗廃
液の再生処理方法に関するものである。

（従来の技術） 現在ステンレス鋼の表面処理方法として、硫酸による酸
洗処理が行われている。この際の鋼材中のＦｅ、Ｃｒ等
の重金属がＨ２ＳＯ４中に溶解し、これらの濃度が高く
なると酸洗速度が低下し、酸洗効率が著しく低下するた
め、酸洗系外に排出しで新酸と入れ替えなければならな
い。従って比較的Ｈ２ＳＯ４濃度の高い廃硫酸が多量に
排出されている。

普通鋼の硫酸酸洗廃液の再生処理の場合（よ、減圧濃縮
により水分を蒸発せしめ、ｔｒｅｅ　−Ｈ２Ｓ　Ｏ４濃
度を４５〜８０％に高めることにより、溶存してｔ）る
Ｆ　ｅ　Ｓ　Ｏ４を硫酸鉄＝水塩として析出せしめｔ二
上これをＨＳｏ　　液と分離し、鉄塩を分離した４ Ｈ８０液は酸洗系統に戻して再使用する方法４ が行われている（特公昭５０−２８７９号公報）。

また別法として、廃硫酸をそのまま成る−１（よ予備濃
縮若しくは濃硫酸を添加する等の手段：こよりＥ　　Ｓ
ｏ　　濃度を調整した上、これを２０℃以下１；４ 冷却することによりＦｅ５０　　・７町Ｏを析出せしめ
た後これを分離し、分離液はこれに水を添加してＨ２Ｓ
Ｏ４濃度を調整した上回収酸として再び酸洗系統に戻し
て再使用して〜）る（特公昭４７−４０６２９号公報）
。

上記せるほかに、工業用透析膜を使用して廃硫酸から硫
酸を回収する方法があるが、Ｈ２ＳＯ４濃度が高い廃酸
を高温のまま処理すること（ま膜の耐蝕性に問題がある
ので、通常は３０〜４０℃に冷却して用いるが、Ｆｅ濃
度の高い廃酸の場合にはＦ　ｅ　Ｓ　０４の飽和領域と
なるので、放冷により多量の結晶（Ｆ　ｅ　Ｓ　Ｏ・７
　Ｈ２０）が析出し、膜の目詰りを起こす原因となる。

また、これのみにては不純物の除去も不充分であり、且
つ酸の回収率も低い等の欠点を有するため、回収硫酸を
再使用するための一般的な方法とはいえない（大矢晴彦
編著、膜利用技術ハンドブック、昭和５８年７月１５日
初版第２刷発行、Ｈ１幸書房発行）。

以上が普通鋼の場合の一般的な硫酸酸洗廃液の再生処理
方法であるが、ステンレス鋼の硫酸酸洗廃液の場合は、
Ｆｅの他にＣ「が多量に含まれてい、るため、上記せる
方法において再生処理した場合に種々の問題が発生する
。

（発明が解決しようとする課題） ステンレス鋼の硫酸酸洗廃液にはＦｅの他にＣｒが多量
に含まれている。前述せる濃縮法、冷却法の何れの方法
においても、Ｆｅ分はＦ　ｅ　Ｓ　Ｏ４として除去が可
能であるが、Ｃｒは析出するＦ　ｅ　Ｓ　Ｏ４塩中に僅
かに混入するのみで、大部分のＣｒは液中に残存し、蓄
積してその濃度が上昇する。Ｃｒ濃度の高い硫酸ではそ
の酸洗速度が著しく低下するので、そのままでは回収酸
として再利用できず、現状では廃硫酸の再生回収装置を
設置している例は殆ど見当たらない。

従ってステンレス鋼の硫酸酸洗廃液は石灰中和法により
処理するのが一般的であるが、中和処理により生成する
水酸化鉄中にＣｒの水酸化物が混入し、そのままでは廃
棄できないため更にセメントによる固化等、不溶性化処
理を行つたり、中和時に空気酸化してフェライト化し、
無害化した上で廃棄する方法が行われている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、従来は
廃棄処理されていたステンレス鋼の硫酸酸洗廃液を有効
に再生回収する方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の方法では、普通鋼の硫酸酸洗廃液の再生回収処
理に適用されている冷却法に準じて、ステンレス鋼の硫
酸酸洗廃液を再生回収するものである。すなわち、ステ
ンレス鋼を硫酸にて酸洗する際に排出されるＣｒ濃度の
高い廃硫酸を、従来法である冷却晶析法によりＦｅを除
去し、得られた母液を更に拡散透析装置にて処理するこ
とにより、Ｆｅ分は勿論のこと０２分の極めて少ない再
利用可能な再生硫酸を回収することができる。

第１図は本発明によるプロセス系統図である。

鉄鋼酸洗等により発生する廃硫酸は、受入タンク１に一
時的に貯留する。次いで、ポンプにより冷却晶析器２へ
送って冷却し、硫酸鉄結晶（Ｆ　ｅ　Ｓ　Ｏ−７Ｈ２０
）を析出させ、結晶分離器３にて硫酸鉄結晶とる液（Ｃ
ｒ等の重金属を含む）に分゛離した後、更に拡散透析槽
４にて、ろ液中に含まれるＦｅ分・Ｃｒ等の重金属を分
離し、再生利用可能な回収硫酸を得る。

（作　　用） 本発明のステンレス鋼の硫酸酸洗廃液の再生方法におい
ては、冷却晶析装置と拡散透析装置を直列に併用するこ
とが不可欠である。ここで拡散透析装置とは、イオンの
選択透過性を有するイオン交換膜（アニオン交換膜：陰
イオンは透過するが陽イオンは通さない。カチオン交換
膜はその逆）を挟んで両側の液の濃度差を利用して酸を
回収するものである。

本発明の方法では先ず、廃硫酸を冷却し、好ましくは１
０℃以下に冷却することにより、Ｆｅ分の大部分をＦｅ
５０　　・７Ｈ２０として晶出除去し、処理液中のＦｅ
濃度を下げる。

処理液の温度が１０℃以上では、硫酸鉄の溶解度から結
晶析出量が少なくなるので１０℃以下に冷却する必要が
ある。また温度を下げることは好ましいが、下げ過ぎる
と冷却に要する冷媒圧縮のための動力が大となり、効率
が悪くなることをも考慮しなければならない。

上記前処理にて処理液中のＦｅ濃度を下げることにより
、次の拡散透析装置において、放冷時にＦ　ｅ　Ｓ　Ｏ
４Φ７Ｈ２０の析出による膜の目詰まりを起こすおそれ
がなくなるのみでなく、膜を通過するＦｅ量も減少する
ので、回収酸中に混入するＦｅ分を著しく減少し得られ
ることになる。

また、ＦｅをＦ　ｅ　Ｓ　Ｏ争７　Ｈ２０として除去す
ることにより水分をも除去するので、Ｈ２ＳＯ４濃度が
上昇し、次工程の拡散透析装置におけるＨ２ＳＯ４の分
離効率を促進せしめ、回収酸中のＩ　　ＳＯ濃度は勿論
のこと、町Ｓｏ４の回収４ 率も高める効果が得られる。

また、前述の如く回収酸中のＦｅは勿論、Ｃｒ等の重金
属は極めて少なくなり、新酸と殆んど変わらぬ０に近い
範囲に抑えられる。

（実　施　例） （１）廃酸組成 Ｈ２Ｓ　０４−−−−−−−−−−−２２．０　　％Ｆ
　ｅ　Ｓ　Ｏ４−−−−−−−−−−−ＩＬ８　　％Ｃ
ｒ　　（ＳＯ４）３−−−−−−−−−−−３．６３％
のステンレス鋼の硫酸酸洗廃液１　、３５０ｋｇを７０
℃より５℃まで冷却して、ＦｅＳＯ４”７Ｈ２０２７４
贈を析出せしめた。

（２）母液組成 Ｈ２Ｓ　０４−−−−−−−−−−−２７．１　　％Ｆ
　ｅ　Ｓ　Ｏ４−−−−−−−−−一−４，３％Ｃｒ　
　（ＳＯ４）３−−−−−−−一−−−４，５％である
母液１．０７６ｋｇを回収した。

この回収母液を８０℃に加温後、拡散透析装置に供給し
、３０℃の水を８４７ＩＩ通水した。

（３）再生酸組成 Ｈ２Ｓ　０４−−−−−−−−−一−２２，２％Ｆ　ｅ
　Ｓ　０４　　　　　　　　　０　、２２％ｃ　ｒ　　
（ＳＯ４）　３−−−−−−−−−−−０．２３％の再
生酸１，０５２ｋｇを回収した。この再生酸に濃硫酸、
２２１ｋｇを補給して、 （４）　　回収酸組成 Ｈ２Ｓ　０４−−−−−−−−−−−３５．４　　％−
−−　　　　　０．１８％ Ｆ　ｅ　Ｓ　Ｏ４ Ｃｒ　　（ＳＯ４）３　　　　　０．１９％の回収酸１
　、２７３ｋｇが得られた。

この回収酸は再度酸洗工程にて使用することが充分に可
能である。

本法によれば、再生酸に濃硫酸２２１ｋｇを補給して回
収酸１．２７３ｋｇを得たが、従来の中和処理を行った
場合、同量の新酸を得るには４５９ｋｇの濃硫酸が必要
となる。

また、廃酸（１）を従来技術である中和法で処理したと
仮定すると、含水率６０％として２．８３０ｋｇの廃棄
物が排出されることになる。一方、本法によれば拡散透
析装置からの廃棄硫酸は５８ｋｇであり、同様の中和処
理を行えば含水率６０％として８５９ｋｇしか排出され
ないことになる。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、従来は中和処理後、廃棄処分さ
れていたステンレス鋼の硫酸酸洗廃液から、Ｆｅ、Ｃｒ
等の重金属の含有量が非常に少ない、かつ廃酸よりもＨ
２ＳＯ４濃度の高い回収硫酸を得ることが可能である。

この回収硫酸は、新酸と同様に酸洗工程で使用すること
ができ、資源の有効利用に効果的である。

また、廃棄処分される量も従来法に比べ作かであり、公
害対策上も極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のプロセス系統図である。 折

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ステンレス鋼の硫酸による酸洗廃液を冷却し、大部分
   の硫酸鉄を析出せしめてこれを分離した後、母液を拡散
   透析装置にて処理することを特徴とするステンレス鋼の
   酸洗廃硫酸の再生方法。