金属材料酸洗废液处理技术.docx

金属材料酸洗废液处理技术酸洗废水概述 酸洗废水是为了清除金属表面氧化物，采用硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸及磷酸等酸进行 酸洗法处理时而产生的废水废水多来源于钢铁厂或电镀厂，pH值一般在1.5以下(游离酸 0.5%〜2%)，呈强酸性，米用中和法对废水进行处理，常米用的中和剂有石灰、白云石及氧 化镁等一般钢厂的薄板、轧钢工序利用硫酸酸流法对钢材表面进行清理中型企业年产生废水 洗液1000〜1500吨，其中轧钢工序排放废酸的主要成分是:FeSO( 100g/L),游离酸(20%) 这种酸洗液未经任何处理直接排入河流，造成河水污染，生态破坏，因此对其进行治理是势 在必行酸洗废液是一种可利用资源，对其进行综合治理，化害为利，变废为宝是一项利厂、利 社会的有力措施根据一般钢厂的实际情况，应该以消除环境污染，资源能得到再利用，不 产生二次污染，一次性投资少，工艺简单，便于管理为目标一、酸洗废水处理方法1. 硫酸废液的处理 钢铁工业硫酸洗液处理工艺主要有中和法、硫酸铁盐法、有机溶液萃取法、渗析法、离 子交换法等方法后面三种方法尚处于试验研究阶段，工业应用较多的是硫酸铁盐法生产硫酸亚铁、聚合铁及颜料等产品1.1中和法1.2硫酸铁盐法1.3扩散渗析—隔膜电解1.4氧化铁红硫铵法1.5湿地法1.6生物法2 盐酸废液的综合利用研究处理硫酸酸洗废水的方法如中和法、结晶法等均可用来处理盐酸酸洗废水。

但盐酸具有挥发性，还有一些新的处理方法2.1高温焙烧法2.2鲁奇法2.3薄膜蒸发法2.4 蒸馏法3 硝酸、氢氟酸混合废液的综合利用硝酸—氢氟酸混合废液的综合利用技术，现已成熟的有中和回收法、氟化铁钠法、离子 交换树脂法、溶剂萃取法、减压蒸发法和硝酸、氢氟酸分别完全回收法等二、酸洗废水的来源及危害1 酸洗废水的来源及组成 钢铁元件毛坯在表面电镀、喷涂前一般都要经过酸洗，以清除表面的氧化物，因而产生 酸洗废液和酸洗废水其中酸洗废液含酸浓度较高，可回收再生酸而大量的冲洗水，即酸 洗废水含酸量较低，用来回收则很不经济，所以作为废水外排不同的元件或不同的加工要 求，使用的酸的种类和浓度亦不同，如清洗钢铁工件或毛坯一般用硫酸，浓度约为 250g/L，加热到70°C清洗，废液中含有硫酸100~150g/L、硫酸亚铁200~250g/L，还有氧化铁皮和油 污等盐酸清洗废液中一般含FeCl280~150g/L、盐酸10~50g/L不锈钢毛坯或工件一般用 硝酸和氢氟酸按照一定的比例配成混合液进行清洗2 酸洗废水的危害含酸废水的主要危害是腐蚀下水管道和钢筋混凝土等水工构筑物；阻碍废水生物处理中 的生物繁殖；酸度大的废水会毒死鱼类，使庄稼枯死，影响水生作物生长。

含酸废水渗入土 壤，时间长了会造成土质钙化，破坏土层松散状态，因而影响农作物生长人畜饮用酸度较 大的水，可引起肠胃发炎，甚至烧伤在酸洗工序中产生大量酸雾，不仅损害工人的身体健康，而且使厂房、设备遭到腐蚀， 同时大量酸雾的挥发，造成酸液损耗，增加酸洗成本酸洗废水中还含有大量的重金属离子 由于其超标而造成的对水体的污染，对生物毒害，乃至最终对人类健康的伤害都是不言而喻 的摘引自： 生酸和氧化铁(FeO),再生酸回用于带钢酸洗，氧化铁可用于制造磁性材料2 31. 盐酸酸洗废液来源与特性盐酸酸洗来源于钢材的酸洗线，主要含盐酸为3%〜5%,氯化亚铁(FeCl)17%〜22%,2水70%〜75%温度一般为40〜85°C，密度一般为1. 09〜1. 2g/cm32. 盐酸酸洗废液处理冶金厂处理盐酸酸洗废液最常用的方法是加热分解法，其简单流程是：废液经过预浓缩 器浓缩后喷入高温焙烧反应炉，分解成HC1和FeO, HCl气体经过旋风除尘器、预浓缩器进2 3入吸收塔，在吸收塔内用水把HCl气体吸收成18%〜20%的盐酸回用于带钢酸洗，反应炉底 部排出的FeO成为副产品，进行回收利用加热分解法根据加热方式和温度的不同又有逆流2 3加热的喷雾焙烧法和顺流加热的流化床焙烧法。

盐酸酸洗废液再生装置的处理能力，通常是 按每小时产生的最大酸洗废液量来确定例如，1小时产量为2001的带钢酸洗机组(相当于 年产冷轧带钢100万t)，其再生装置的处理能力为8〜10m3 / h1) 盐酸酸洗废液处理1—喷雾焙烧法的特点是：① 反应炉炉温比较低(400〜500C)，炉体体积比较大；②副产品Fe2O3质量比较高，可 用于制造各种磁性材料；③再生装置系统的阻力比较小，能源消耗比较低；④设备重量大， 占地面积较大；⑤运转起动快2) 盐酸酸洗废液处理2--流化床焙烧法的特点是：① 反应炉炉温比较高(800〜900C),炉子体积比较小；②副产品FeO只能用于制造一般2 3磁性材料；③再生装置系统的阻力比较大，能源消耗比较高；④设备重量小，占地面积比较 小；⑤由于要先形成流化床层，运转启动慢20世纪80年代以来，世界各国采用喷雾焙烧 法的日益增多具体参见更多相关技术文档3. 盐酸酸洗废液处理设施组成及主要设备一般包括各类酸贮槽、再生设备、氧化铁成品处理系统等① 酸贮槽：包括新酸、废酸、再生酸、漂洗水贮槽，有立式和卧式的，一般由钢制内衬 橡胶，也可用玻璃钢制作其容量按设计平衡计算确定，一般将上述酸贮槽置于设有防酸的 保护围墙内或厂房内。

② 再生设备：有焙烧反应炉、除尘器、预浓缩器、吸收塔、废气风机和烟囱等③ 氧化铁成品处理系统：主要包括氧化铁结块破碎机、叶片式排料阀、氧化铁粉输送管 路、氧化铁粉仓、除尘器、氧化铁粉输送风机、称量包装机和造球机等根据区域环境和气 候特点可设置厂房或不设置厂房④ 喷雾焙烧法用反应炉的钢外壳内衬以绝热材料和耐火砖，煤气和空气经炉子下部的燃 烧器送入炉内，废液从炉子顶部喷入，进行逆流加热反应流化床焙烧法的反应炉，煤气、 空气从炉子底部的气体分布箱进入，废液从炉子床层中喷入炉内，在炉内底部形成0. 5〜lm 厚的氧化铁流化床床层进行顺流加热反应，HC1气体由炉子顶部排出辅助设备主要有酸泵、 空气鼓风机、煤气加压机和自动控制仪表等酸再生装置及辅助设备，根据区域环境和气候 的特点，可以放在厂房内也可以为露天布置摘引自： of HSO pickling spent liquor treatment)24从硫酸酸洗钢材的废液中回收可利用物质的处理设施的设计硫酸酸洗废液经过处理后 可回收再生酸和硫酸亚铁或制取聚合硫酸铁再生酸回用于钢材酸洗，硫酸亚铁可用作净水 剂和制取聚合硫酸铁和氧化铁红的原料1. 废液来源与特性硫酸酸洗废液来源于钢材的酸洗，主要含有硫酸(HSO)5%〜10%,硫酸亚铁24(FeSO )17%〜23%,水70%〜73%。

其比热容一般为3.224kJ/(kg・°C),密度一般为1.26g4/cm3，温度一般为60〜80C硫酸亚铁在硫酸溶液中的溶解度变化规律是，当温度不变时其溶解度随酸度的增大而降低；当酸度不变时其溶解度随温度的升高而增大，在55°C左右时 为最大，当大于或小于此温度时，其溶解度均急剧下降，都将有硫酸亚铁结晶析出2.处理工艺：冶金厂常用的处理工艺主要有蒸喷真空结晶法、蒸发浓缩冷冻结晶法、聚Fk1 i■HIz- 3-ti； MM! 7- oriw-iUib w 畑右 怡 2o-#H合硫酸铁法、铁屑法和扩散渗析法等另外还有氧化铁红一氨再生法，因其设备多、能耗高 采用较少处理装置的能力通常按每年酸洗钢材消耗的硫酸量（浓度98％）来表示，一般小型 装置为500t/a左右，大型的为1000〜3000t/a①蒸喷真空结晶法 通过蒸汽喷射器和冷凝器使蒸发器和结晶器保持一定真空度的方法当温度大于该真空度下蒸发温度的废液通过时，废液中的水分在绝热状态下蒸发，从而 废液温度降低，浓度提高，并相应降低了硫酸亚铁的溶解度同时在蒸发器中加入新酸，提 高溶液酸度，使过饱和部分硫酸亚铁结晶析出，其工艺流程见图 1这种方法的优点是处理 废液量大，可连续生产七结晶水硫酸亚铁（FeSO・7H0）和再生酸（含H SO 10%〜20%，含4 2 2 4FeSO 4%〜8%）。

FeSO・7H O纯度大于95%，含H SO小于1%无二次污染缺点是在处4 4 2 2 4理过程中需加新酸，酸洗全部使用再生酸蒸汽喷射器喷嘴易磨损② 蒸发浓缩冷冻结晶法 废液先在蒸发器内进行加热，真空蒸发除去水分，提高酸度和 硫酸亚铁的浓度，然后送入结晶罐用冷冻盐水将废液温度降至0〜3°C,使硫酸亚铁结晶析出， 其冷冻结晶时间一般为2h,其工艺流程见图2这种方法的优点是处理废液量大，蒸发效率 高，产出七结晶水硫酸亚铁，处理过程中不需投加新酸，新酸直接用于钢材酸洗再生酸含 HSO 16% 〜20%，含F eSO 5. 5%〜7%FeSO ・7HO 纯度大于 95%，含 H SO 小于 1%2 4 4 4 2 2 4缺点是需要冷冻机等成套设备，投资较大，成本较高，操作较复杂石墨蒸发器易被硫酸亚 铁结晶堵塞结晶罐中的紫铜管受酸腐蚀，使用寿命短，需经常更换S 2 壽发诙籌冷凍结晶法处理航酸酸洗慶離工艺it握阳I 一援陕忙槽* 2-S.力过鏡壽I筑一藹-中同瓚* 4 一暮屢墓裁鼻’ 5—篮蛊分离峯.$—水气甘高莽】―册肝冷癡晏I E—水封槽* 9—*^, 10—第二中何樽丨11-4£4^ 12- #斗掩进豪|33-再生於Mh B--就険亜钱亡总I巧 M ^4 1 16.电干机■ “一成呂就醉巫联包兼・咔一無桂蕾冷永抽卜1?—盐水城"机e陵一-冷礙器*玆一上埶福一我甩御③ 聚合硫酸铁法 先将废液预处理，然后用氧气氧化，同时用NaNO作催化剂，生成碱2 式硫酸铁聚合物即聚合硫酸铁，用作净水剂。

其工艺流程见图 3该法能处理各种情况下所 产生的废液，间断操作，生产周期为2h聚合硫酸铁含FeO为12. 5%〜13. 5%, Fe 2+微23量，密度为1. 45〜1. 50g / cm3，碱化度为10%〜13%，pH值为0. 5〜1. 0其工艺设备 简单，投资少，无二次污染［席港世池|裁汽冷凝冰—gwg—［也卡：|图3聚合硫酸铁法处理硫酸酸洗跷液示意田④ 铁屑法 使废液中的游离酸与铁屑作用生成硫酸亚铁，通过加热浓缩、自然冷却使硫酸亚铁结晶析出这种方法作业环境污染严重，劳动强度大，排出的残液含HSO 0.15%左24右，含FeSO 21%左右，需中和处理仅适用于废液量少的处理4⑤ 扩散渗析法 利用离子交换膜、扩散渗析、分离废液中游离酸与硫酸亚铁其能耗低、操作简便再生酸含HSO 140〜180g/L，含FeSO不大于10g/L残液含H SO 20〜30g/2 4 4 2 4L,含FeSO 110〜120g/L，需中和处理适用于废液量少和硅钢片酸洗废液的处理43.主要设备：包括酸、盐液贮槽，废液处理装置和辅助设备等①酸盐液贮槽 包括废液贮槽(池)，再生酸、新酸、氧化剂。