JPS5922593B2 - 酸洗廃液の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋼材の酸洗から生じる酸洗廃液に消石灰を含
む中和剤を加えて中和処理する方法に関するものである
。

鋼材の酸洗は、従来の硫酸洗浄に代り、スケール表面と
の反応が速く、表面仕上りのきれいな塩酸洗浄が主流と
なってきている。

このような酸洗廃液は焙焼法により酸を回収する場合が
あるも、大規模な回収設備を必要とするため、そのまま
中和脱水する処理法が採用されている。

この場合、酸洗廃液の消石灰による中和処理法は安価な
方法であるため広く採用されている反面、大量の汚泥が
生じる欠点がある。

硫酸浴の場合は消石灰中和を行うと脱水性の良好な石こ
うが生じるが、塩酸浴の場合は脱水性の悪いゲル状の水
酸化物汚泥を生じ、その処理が困難であった。

従来の中和法は２０〜６０分の滞留時間をもち、ｐＨ９
，５〜１２に制御された中和槽に酸洗廃液と消石灰を導
入し、中和後鉄含有濃度が低い場合はシックナーで濃縮
し、汚泥を脱水機で脱水しているが、生成する汚泥は極
めて脱水性が悪く、真空脱水した場合、ｆ布１７ｙ１″
１時間当り、乾燥ケーキで３０に９程度のケーキ収量で
あり、大型の装置を必要とした。

この発明はこのような従来法の欠点を改善し、脱水性の
良好な汚泥を生成する酸洗廃液の処理方法を提供するこ
とを目的としている。

この発明は鋼材の酸洗から生じる酸洗廃液に消石灰を含
む中和剤を加えて中和処理するに際し、前記廃液と中和
に必要な量の中和剤を急速混合攪拌して、中和剤の混合
、分散を鉄の水酸化物の析出前に終了させることを特徴
とする酸洗廃液の処理方法である。

本発明の処理対象となる廃液は、塩酸を含む酸液により
鋼材を酸洗したときに生じる酸洗廃液である。

滞留時間の長い中和槽において、酸液に消石灰を加えて
中和すると鉄の水酸化物が析出する。

ところがこの析出水酸化物はゲル状であり、溶液全体力
ドロドロして粘度の高い状態になる。

このような状態のところへさらに酸液および消石灰を加
えて混合攪拌すると高粘性のため酸液と消石灰の混合分
散が完全に起らず、鉄イオンと消石灰は水酸化ゲルに遮
蔽された状態で反応するため、中和反応は緩和なものと
なり、生成する汚泥は青白色の軟泥状物となる。

従来の中和法はこのような方法であり、２０〜６０分の
滞留時間を持つ中和槽から生成する汚泥は難脱水性のも
のであった。

これに対して鉄の水酸化物が析出する前に、酸洗廃液と
その中和に必要な量の消石灰との混合分散を終了させる
と、高粘度のために分散が阻害されたり、あるいは水酸
化ゲルに遮蔽されて反応が緩和なものとなることがない
。

このため本発明では酸洗廃液に中和剤を急速混合攪拌し
、水酸化ゲルの析出前に短時間で混合分散を終了させる
。

ここで急速混合攪拌とは、廃液とその中和に必要な中和
剤の全量との混合攪拌が短時間に急速に行われることを
意味する。

このような状態では消石灰粒子は液中に均一に分散させ
られ、これにより水酸化物の生成が個々の消石灰粒子表
面で起り、攪拌による粒子の衝突により、生成した水酸
化物の剥離が生じるため、安定したゲルとして生成する
ことなく、シルト状で黒縁色の沈降性、脱水性のよい汚
泥が得られる。

一般に結晶が生成する系では、急速混合攪拌を行うと微
細結晶が生成して沈降性、脱水性の悪い析出物が得られ
るため、従来法のような緩速混合攪拌を行って結晶を成
長させ、脱水性を改善することが行われていたが、水酸
化鉄ゲルの生成する本発明のような系では、従来法のよ
うに緩速混合攪拌を行うとゲルが成長するのに対し、急
速混合攪拌を行うと結晶性の析出物も含まれ、沈降性、
脱水性が改善される。

次に本発明の処理方法を図面により説明する。

第１図および第２図は連続式、第３図は回分式の処理方
法を示す系統図である。

第１図において、酸洗廃液１および消石灰２を混合槽３
に導入して急速混合攪拌を行う。

連続処理における混合槽３は酸洗廃液に消石灰を均一に
分散させる目的で設けられ、通常の急速攪拌が行われて
いれば十分であり、均一分散のみが目的であるため滞留
時間は数秒あればよい。

このような混合攪拌のためには第２図に示すようにライ
ンミキサー４を使ってもよい。

ラインミキサーとは、パイプの中に流れを９０度ずつ位
相をずらせる素子が多数設けられている混合器である。

混合槽３またはラインミキサー４により混合した液はｐ
Ｈ制御槽５に導いてｐＨ計６によりｐＨを測定し、設定
ＰＨが維持されるように調節弁７の開度を調節し、投入
される消石灰の量を制御する。

ｐＨ制御槽５は水酸化物の析出が終了しない状態でのｐ
Ｈ制御、消石灰が溶解途上にある状態でのｐＨ制御とい
う目的から、ｐＨ設定値はｐＨ９以下、滞留時間は２分
以下であることが望ましい。

第１，２図の例では、混合槽３およびラインミキサー４
においては急速攪拌が行われてｐＨ測定ができないため
ｐＨ制御槽５を別に設けているが、混合槽等においてｐ
Ｈ測定が可能であれば省略することもできる。

ｐＨ制御槽５の液は安定化槽８に導き、緩速攪拌下に滞
留させ安定化を行う。

ここで消石灰は完全に反応し、水酸化物の析出は終了す
る。

消石灰は酸洗廃液と均一に混合した状態で導入されるの
で滞留時間は１０分程度で十分である。

安定化槽において反応が完了した状態ではｐＨ１１前後
になる。

第３図の回分式処理法では、酸洗廃液１を中和安定化槽
９に導入し、これに計量槽１０で必要量を計量した消石
灰２を投入し、急速攪拌して反応させるとともに安定化
を行う。

この場合、予め中和試験を行って消石灰の必要量を求め
ておく必要がある。

消石灰の添加に要する時間は２分以下、特に１５秒以下
が望ましい。

以上のようにして反応を完了した液は必要に応じてシッ
クナーにおいて濃縮し、汚泥を脱水機により脱水処分す
る。

脱水機としては重力、加圧、真空濾過脱水機、圧搾脱水
機、遠心脱水機等が使用できるが、脱水性は良好である
。

実施例 １ 連続処理 第１図の処理法により、全鉄イオン５％の塩酸洗浄廃液
と消石灰（濃度１５％）を、滞留時間１秒の混合槽３で
インペラを３００ ｒｐｍで急速混合攪拌し、滞留時間
３秒のｐＨ制御槽５においてｐＨ６，６を維持するよう
制御し、次いで滞留時間１０分の安定化槽で安定化し、
反応液をシックナーにおいて沈降させたところ、１時間
後のＳｖは７１％であり、上澄液のｐＨは１１．４であ
った。

沈降汚泥を真空脱水機で脱水したところ、乾燥ケーキ収
量はｓ９．３に！ｇ／ｍ・ｈｒとなった。

比較のために従来法の結果を示すと、滞留時間２０分の
中和槽にｐＨ１０，５を維持するように同じ酸洗廃液お
よび消石灰（濃度１５％）を導入し、インペラーにより
３００ ｒｐｍで攪拌して中和を行い、反応液をシック
ナーで濃縮したところ、１時間経っても汚泥は分離しな
かった。

この時の液ｐＨは１１．０であった。

分離しない液をそのまま真空脱水したところ乾燥ケーキ
収量は２９．３Ｊ／ｍ−ｈｒであり、前記本発明実施例
の場合の約１／３であった。

以上の試験の結果得られた汚泥を比較すると、従来法の
ものは顕微鏡写真（１００倍）では白色ゲルが多く見ら
れ、Ｘ線回析の結果でも結晶性が認められなかったのに
対し、本発明のものは顕微鏡写真では大部分が暗緑色の
粒状あるいは小塊状結晶であり、Ｘ線回析の結果でも２
．２５５人、２．５４５人、１．６８５人付近にシー。

Ｆｅ０（ＯＨ）ないしδ−Ｆｅ００Ｈと思われる小さな
ピークが認められ、結晶性を有することが明らかとなっ
た。

以上の効果より、実施例では混合槽３とｐＨ制御槽５の
合計滞留時間４秒の短時間に急速に廃液と消石灰の全量
の混合攪拌が行われ、全消石灰の分散が完了するため、
分離性の良い汚泥が生成し、一方、比較例では中和槽の
滞留時間２０分の長時間にわたって廃液と消石灰の緩速
混合攪拌が行われるため、分離性の悪い汚泥が生成する
ことがわかる。

実施例 ２ 回分処理 第３図の処理法により、全鉄イオン７％の塩酸洗浄廃液
を中和安定化槽９に導入し、これに予め中和試験で求め
た中和必要量の消石灰（濃度１５％）をインペラーを３
０ Ｏｒｐｍで急速混合攪拌しながら１５秒間で添加し
、次いで同条件で１０分間攪拌しシックナーで沈降させ
たところ１時間後（７）ＳＶＩ！４３％、上澄水ｐＨハ
１０．６、汚泥を遠心脱水したところ、乾燥ケーキ収量
１７０ｋｇ／ｍ−ｈｒであった。

同様の試験な全鉄イオン３％の酸洗廃液について行った
ところ、１時間後の５Ｖ３４％、上澄水ｐＨ１０，８、
乾燥ケーキ収量２１４ｋｙ／ｍ”・ｈｒであった。

比較のために従来法の結果を示すと、全鉄イオン７％の
廃液に対してｐＨ１０，５になるように消石灰（濃度１
５％）を３分間で徐々に添加し、次いで同条件で７分間
攪拌したところ、１時間後の５Ｖ９７％、乾燥ケーキ収
量１９．１ｋｙ／ｍ ・ｈｒ 、上澄液ｐＨ１１，０で
あった。

以上の結果より、実施例のように廃液と消石灰の全量を
短時間で急速に混合攪拌を行った場合は、比較例のよう
に長時間かげて緩速混合攪拌を行った場合に比べて分離
性に優れた汚泥が生成することがわかる。

以上の通り本発明によれば反応を急速に行うことができ
、生成する汚泥は沈降性、脱水性がよい。

脱水性は従来の３〜４倍であるため脱水機の大きさを１
／３〜１／４にすることができる。

また沈降性がよいことにより、濃縮槽の水面積負荷を小
さくすることができるとともに、汚泥容積が小さくなる
ため脱水機への供給汚泥量が少なくなり、さらに汚泥濃
度が高くなるため脱水能力が高くなる。

また中和槽の滞留時間が短くなるので敷地面積が小さく
なる。

本発明は既設の装置にも極めて簡単に応用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は連続式の、第３図は回分式の処理
方法を示す系統図であり、３は混合槽、４はラインミキ
サー、５はＰＨ制御槽、６はＰＨ計、８は安定化槽、９
は中和安定化槽、１０は計量槽を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼材の酸洗から生じる酸洗廃液に消石灰を含む中和
   剤を加えて中和処理するに際し、前記廃液と中和に必要
   な量の中和剤を急速混合攪拌して、中和剤の混合、分散
   を鉄の水酸化物の析出前に終了させることを特徴とする
   酸洗廃液の処理方法。 ２ 中和剤の急速混合攪拌は連続式である特許請求の範
   囲第１項記載の酸洗廃液の処理方法。 ３ 中相剤の急速混合攪拌は回分式である特許請求の範
   囲第１項記載の酸洗廃液の処理方法。