[发明专利]铁金属表面酸洗使用的盐酸再生剂和盐酸在线再生方法

说明书

一种在对铁金属表面进行酸洗的工艺过程中，能实时清除因酸洗在盐酸清洗液中产生的铁金属离子团并使该盐酸清洗液始终处于原液级别的铁金属表面使用的盐酸再生剂和盐酸在线再生方法。再生剂由纳米级硅酸盐、氯化铁、氯化亚铁、硅藻土、羧甲基纤维素和水组成。其打破了传统加碱中和废酸处理技术，提出含有高浓盐酸的清洗液的在线循环新模式，符合国家清洁生产的目的；其通过添加再生剂使存积的铁金属离子诱导成结晶絮凝体，依靠自动过滤循环系统，使清洗液连续得到净化，保证整个酸洗工序的连续性；另一方面可保证清洗液中盐酸浓度与铁金属离子浓度处在一个恰当的比例，持续维持在酸洗稳定期，实现酸洗产品的质量稳定统一，保证整个工序的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种铁金属表面酸洗盐酸在线再生的循环使用方法，属于铁金属表面处理清洁生产领域。

背景技术

轧钢构件经常暴露在空气中很容易被氧化，所以需要对其表面除锈处理，才能利于轧钢构件的后续加工。目前清除铁金属表面的锈化层最主要的方法是使用盐酸或者硫酸进行化学酸洗，而其中，盐酸更为常用。

铁金属酸洗过程中会随着溶液中各种化学成分含量的变化，酸洗的效率也会随之发生很大的变化。如图1所示，酸洗刚开始的时候，由于清洗液(行内也称酸洗液)中的盐酸浓度高，化学反应强烈，溶液中铁金属离子的浓度迅速升高，铁金属损耗过大，同时酸的浓度迅速降低，该状况，一方面造成酸液的浪费，另一方面还会造成待洗产品表面出现过酸洗现象(见图1中的一区阶段)。随后，酸洗阶段进入一个相对稳定的阶段(见图1中的二区阶段)，该阶段清洗液中的铁金属离子的增加和酸的浓度减小变化趋势在较长时间内变化幅度较小，即，得到的酸洗产品表面质量趋于一致，钢件表面光滑致密，此阶段的产品表面酸洗质量最好。随着时间增长，清洗液中的盐酸浓度越来越低，最后导致其不能完全去除铁金属件表面的氧化层，同时，清洗液中的铁金属离子浓度不断增加，当亚铁离子的浓度增大到约200g/L时，酸洗产品质量变差，此时清洗液处于酸失效状态变为酸洗废液(见图1中的三区阶段)。

由此可以看出，只有当清洗液中的酸浓度与铁金属离子浓度处在一个恰当的比例时(即清洗液处于图1中二区阶段)，铁金属产品的表面酸洗质量会越高且质量越稳定。

目前针对钢件的酸洗流程主要集中一区阶段和二区阶段，当酸洗阶段进入到三区阶段时，就须清理盛放酸液的酸洗槽，更换新的清洗液。

采用盐酸酸洗铁金属产生的酸洗废液的主要成分为：60-250g/L的Fe²⁺和0.05-5g/L的Fe³⁺以及少量的Zn²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Cr²⁺等一些可溶性铁金属盐及一些杂质，其具有极强的酸性。因为年产量巨大，强烈的腐蚀性，流动性，危害性及不易处理等特点，铁金属酸洗废液会严重的危害周围的环境从而被列入《国家危险废物名录》。

由于铁金属酸洗废液对环境的严重危害性，目前，处理的方法主要有中和法、蒸发法、焙烧法、溶媒萃取法等。

中和法，主要是加入氢氧化钙、电石渣、石灰或者其他一些廉价的碱性物质，对酸洗废液进行中和，使其pH达到排放标准后进行排放。操作简单被大部分企业选用，但其会产生大量含铁金属离子的污泥，资源属性低，易造成二次污染且含有大量的氢氧化物、水合物以及氟化钙，造成污泥回收利用难。

蒸发法，利用氯化氢易溶于水且易挥发的特性，以及FeCl₂在盐酸溶液中溶解度的规律，最终使得盐酸与亚铁盐分离。这种方法能使亚铁离子和酸都得到有效的回收和利用，但由于酸性尾气的排出，易对设备腐蚀，且运行成本高。

培烧法，是指在高温、充足的水分和氧气的条件下，使酸洗废液氧化分解，生成盐酸和Fe₂O₃的工艺方法。该技术可以得到再生酸以及用作颜料的氧化铁材料，具有一定的环境友好性，但其设备造价和运行成本高。