[发明专利]用于处理酸洗酸残余物的方法

说明书

已经研发了一种用于处理酸洗酸残余物并从中回收硫酸盐和镍的方法。通过在硫酸铵的存在下用含有硫酸的酸洗酸残余物降低镁化合物浆体的pH值至4‑5.5，硫酸镁和硫酸镍均被溶解。通过过滤硫酸镁和硫酸镍溶液与固体分离，以得到氢氧化铁和氢氧化铬残余物作为沉淀物的。然后从溶液中分离出硫酸镁和硫酸镍。

技术领域

本发明涉及一种用于从酸洗酸残余物(PAR，pickling acid residue)中回收硫酸盐和镍的新方法。组分被回收为硫酸镁和硫酸镍。

背景技术

酸洗是不锈钢生产中的一个工艺，是指用酸混合物处理钢以从钢中去除金属氧化物和贫铬层(chrome-depleted layers)。例如，通常用硝酸/盐酸/氢氟酸的混合物或硫酸/氢氟酸的组合对不锈钢进行酸洗。这产生了一种含有各种金属(例如镍、铬和铁)的酸性溶液，并且当溶解的金属量过高时，酸洗酸将失去其效力。

用于酸洗的主要酸是盐酸，但是各种酸，例如氢氟酸、硝酸、盐酸和硫酸的组合也是一种常见的选择。在自动钢厂中，使用盐酸，原因是它可以更快地酸洗，同时金属损失最小。合金含量低于6％的碳钢通常在盐酸或硫酸中进行酸洗，而合金含量更高的钢则需要使用多种酸(acids)的两步酸洗工艺，例如，硝酸、磷酸或氢氟酸。对于防锈和耐酸钢，使用硝酸和盐酸的酸洗池。

已经研发了几种不同的技术来回收利用酸洗酸以及回收溶解的金属以供再次使用。专利GB 2036 573公开了在硫酸存在下蒸馏挥发性酸以及用冷凝法回收挥发性酸的工艺。以类似的方式，公开物WO95/04844公开了一种工艺，其中含有金属盐杂质的挥发性酸，如金属酸洗溶液，通过一个工艺被再生，在这个工艺中该酸经过硫酸蒸馏。产生的挥发性酸蒸气冷凝并被回收至酸洗槽，同时将残余的酸混合物在酸吸收装置中进行处理，优选地酸阻滞型酸吸收装置。在酸吸收装置中吸收的酸定期用水洗脱并回收利用，而硫酸盐形式的金属杂质被废弃，通常会被中和并丢弃。

公开物WO2010/051992公开了一种用于从来自不锈钢厂的溶液和污泥中完全回收金属和酸的工艺。挥发性酸在硫酸存在下通过蒸馏回收，而金属则分别以氢氧化物或盐的形式被回收。通过采用氢氧化钠中和沉淀来回收金属。

当前的回收工作包括离子交换方法，其中金属离子被阴离子床吸收，从而容许酸被回收至工艺中。然后金属可以通过床的沉降和微滤被释放，然后用水再生床。使用这种方法，取决于酸的不同，对新鲜酸的需求减少了30％至50％。

在芬兰Tornio的Outokumpu钢铁厂，一用于回收硝酸和氢氟酸的方法利用了蒸发，其中首先将硫酸混合到酸洗液中，然后酸洗液反而在80℃的真空中被蒸发。硝酸和氢氟酸蒸发并可以被回收，剩余的材料是金属硫酸盐和游离硫酸的滤饼。

从酸洗酸残余物中回收金属的常见问题是过滤，因为氢氧化物倾向于结合水并因此形成凝胶，使过滤困难或不可能。氢氧化亚铁通常是酸洗酸残留物中含量最高的氢氧化物，在欧洲专利申请公开号EP 0161 050中，描述了一种使用溶剂萃取来选择性去除Fe³⁺的方法。该方法虽然有效地从酸洗废料中除去铁，但仍将其他金属离子留在溶液中，由于溶剂萃取所残留的液体，溶液现在很难去处理。

典型地，溶液用石灰处理以中和酸，然后将材料填埋。碱中和通常用石灰石完成，石灰石可以是碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙。或者，可以使用氢氧化钠和氢氧化钾并且作用更快，相比于当用石灰石中和时需要约30分钟，仅需要约5-10分钟以完全中和任何酸洗废料。尽管NaOH和KOH是更昂贵的化学品，但需要更少，因此节省了时间和材料。但是，石灰石中和赋予了所形成的氢氧化物更好的沉降和脱水性能，减少了金属渗漏到环境中的可能性。钙的二价电荷是其主要原因，原因是键的离子强度变得更强。