[发明专利]钢材硫酸酸洗废液治理的工艺方法

说明书

本发明涉及的是金属表面酸洗液的处理及其综合利用技术。

钢材、钢铁件表面除锈处理的传统方法是用酸洗。当酸洗液中亚铁盐含量在200～250g/L以上时除锈效率极低，即使是再往其中加酸亦不能改变其低下的效率。此废液任意排放会造成河流、农田十分严重的污染；如采用中和排放，不仅耗用大量碱，且大量的盐仍然存在着对环境的污染。钢铁企业普遍采用的方法是将废液浓缩(或真空蒸发)，提高酸度和亚铁盐浓度，然后冷冻结晶除去亚铁盐，但存在耗能大和高温条件下腐蚀严重等问题。80年代开始出现无蒸法冷冻结晶法回收亚铁盐和硫酸的技术，如曹慧荣“结晶法从酸洗废液中回收Fecl2小试研究”《环境保护科学》87(2)P42；陈大琼“无蒸法冷冻结晶法回收硫酸废液的实践”《首钢科技》92(6)P7～10等，然而其亚铁盐的回收率和酸的利用率仍不理想。

本发明是提供一种既能充分、回收高质量的亚铁盐。又能使酸完全回收利用而无排放废液的处理的工艺方法。

从硫酸亚铁溶解度与硫酸浓度、温度关系相图(《环保工作者手册》冶金工业出版社1984年版、413～422)可以看出，当温度不变时硫酸亚铁的溶解度随酸度增加而降低；当酸度不变时，随着温度的升高而迅速增大，直到“临介点”，继续升温则溶解度反而降低。根据这一特性，向废酸液中加入一定量的浓硫酸，使其酸度增大，继而进行低温冷冻，在急剧降温下硫酸亚铁结晶大量析出，经分离后的硫酸亚铁作为副产出售，而母液返回酸洗槽重新使用。其工艺条件和操作方法为：

(1)废液予处理：酸洗废液一般含硫酸7～8％，硫酸亚铁140～200g/L，除去浮油和沉淀物；

(2)加酸冷冻：废液加入计算量的浓硫酸(98％以上)使其含酸量达15～20％，降温冷冻，液温在-5～1℃下结晶2～4h，并不断搅拌；

(3)过滤分离：经过滤，滤饼为FeSO4·7H2O作为副产入库；母液中酸含量为15～20％，硫酸亚铁含量60～90g/L，作为再生酸泵入酸洗贮槽回用。本发明技术经两年运转，回收FeSO4·7H2O属优等品，符合生产氧化铁红、氧化铁黄原料要求；再生酸回用效果好，已无任何废液排放。

本发明的特点是：提供先加酸后冷冻的工艺不仅使得亚铁盐更充分地析出，制得高质量的FeSO4·7H2O，而且使酸可回用，利用率达100％。工艺简单、合理，能耗低、效率高。真正做到消除废液、综合利用、变废为宝。

下举例予以详细说明：

在一装有冷冻盐水夹套、带有搅拌器的冷冻槽中加入3吨经予处理的酸洗废液，其中含硫酸为7.0％，含硫酸亚铁180g/L，搅拌下加入0.45吨浓度为98％浓硫酸。通冷冻盐水，盐水入口温度为-15～-10℃，使液温达-3～0℃结晶3.5h，其间不断开动搅拌。而后进行真空吸滤，得280kg的FeSO4·7H2O，含量94％以上，TiO2 0.2％，水不溶物0.3％，为优质品；母液含硫酸18％，含硫酸亚铁80g/L，符合酸洗用酸要求。