[发明专利]一种强酸环境下铬和镍分离回收及废酸资源化的方法

说明书

一种强酸环境下铬和镍分离回收及废酸资源化的方法，本发明是解决钢洗废酸中重金属超标严重的问题，在生产和加工不锈钢的过程中，产品表面会形成一层黑色的氧化层，需要对不锈钢表面进行酸洗处理，钢洗废酸(硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸)体系中含有大量铬和镍重金属。本研究主要在强酸性体系下，针对铬、镍分别采取两种不同的方法选择性回收，首先在酸性体系通过还原的方法回收单质镍，然后再通过沉淀方法回收铬。最后将脱除重金属后的废酸资源化制备成水处理药剂。

技术领域

本发明属于环保材料领域，具体涉及一种钢洗废酸中重金属铬和镍的分离回收的方法，然后将脱除重金属后的废酸资源化制备成水处理药剂。

背景技术

在生产和加工不锈钢的过程中，产品表面会形成一层黑色的氧化层，需要对不锈钢表面进行酸洗处理，随着钢铁产量的不断增加，酸洗废水的数量也在不断攀升。钢洗废酸(硫酸、硝酸和氢氟酸)体系中含有大量铬和镍重金属，目前主要采用石灰中和法处理，产生大量含重金属的污泥，导致资源浪费且处理成本高。还有一些企业采用国外的Ruthner喷雾焙烧回收酸以及金属的方法，但是此工艺需要预干燥脱水、高温焙烧、气相中和酸回收、氮氧化物吸收以及催化转化等工序，技术控制难度大、能耗高，而且容易造成大气污染。

CN 112499802A中公开了一种去除酸洗废液中铬镍的方法中主要是先调pH，然后采用还原铁粉对酸洗废液中的铬和镍进行还原，从而得到铬镍混合渣，但是得到的铬镍混合渣并不能进行再利用。CN 108950581A中公开了一种采用加入氧化剂调整钢洗废硝酸和氢氟酸体系中的氧化还原电位，然后加入α-氧化铁作为晶种，最后在高温高压条件下进行废酸再利用的目的。此方法的反应条件比较苛刻，成本比较高，而且得到的渣也是混合渣。CN104098148 A 中采用酸性条件下加入硫化钠，然后将硫化镍分离出来，然后采用片碱调整pH，然后将铬沉淀出来。但是，该方法会导致大量的铁损失。

上述专利都是针对钢洗废酸中的铬镍的相关研究，但是均存在着诸多的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种在酸性体系下选择性将铬和镍进行分离回收，并将脱除重金属后的废酸资源化制备成水处理药剂硫酸亚铁或聚铁的方法。

本发明提供的一种强酸环境下铬和镍分离回收及废酸资源化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)本发明中所涉及的钢洗废酸包括硝酸、盐酸、硫酸和氢氟酸中的至少一种；

(2)本发明中所涉及的钢洗废酸中的铁离子的存在形态有两种，一种为三价铁，一种为二价铁；

(3)基于以上两个条件组合出的钢洗废酸，所涉及的三价铁的不同废酸的处理方法主要是三价铁还原、回收镍，回收铬以及亚铁水的资源化利用；二价铁的不同废酸的处理方法包括回收镍，回收铬以及亚铁水的资源化利用，具体步骤如下：

步骤(a)加入一定量的一次还原铁粉于废酸体系中，在常温条件下反应一定时间，然后过滤得到含铬镍的亚铁废酸；

步骤(a)中涉及的一次还原铁粉的摩尔量是三价铁摩尔量的比例为(0～5):1，摩尔比例优选为(0.5～2.5):1；

步骤(a)中涉及的反应时间为0.5～10h，优选为1～5h；

步骤(a)中得到的含铬镍的亚铁废酸的pH范围为0.5～2.5；

步骤(b)是加入镍还原剂后于一定温度下反应一段时间，然后于室温静置放置一定时间，镍单质会在反应容器瓶壁上析出，得到只含铬的亚铁废酸；

步骤(b)中加入的镍还原剂包括柠檬酸、抗坏血酸、盐酸羟胺、硫脲、二氧化硫脲、乙醛、苯胺和苯酚等有机还原剂中的至少一种；