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廢酸處理相關知識

發布日期:2019-01-14 作者:吉文琴 點擊:

硫酸酸洗廢液回收處理


鋼材在生産的過程中,有一道酸洗工序,目的就是将附着在軋制好的鋼材表面的氧化鐵皮等雜質除去,以利于下一工序加工成合格鋼材,國内鋼鐵工業每生産1t 鋼材約産生60kg 酸洗廢液, 每年酸洗廢液排放量近100 萬m3。酸洗時将鋼材浸在15%左右濃度的稀硫酸中,反複清洗,使氧化鐵皮和鋼材的表面與硫酸反應溶解。硫酸經過這樣多次的反複使用,酸度降低,水分增加,同時,由于氧化鐵皮和鋼鐵與硫酸作用而生成了大量硫酸亞鐵,因而使酸洗作用降低,這就形成了“廢”酸。廢酸中主要成份為5%硫酸和300mg/L的FeSO4,這些廢水如不經過處理而排放到環境中,不僅會使水體或土壤酸化,對生态環境造成危害,而且浪費大量資源。


事實上,這些廢酸并不“廢”,它裡面還含有一定濃度的硫酸,而其中所含的大量硫酸亞鐵,又是一種用途較廣的化工原料,它可用作水的淨化劑、化工觸媒等。純硫酸亞鐵還可用作醫藥上的補血劑、化學試劑等等。


根據文獻調研,廢酸處理工藝暫定為以下幾種: 一、鐵屑法


冷凍鐵屑法治理硫酸廢液的基本原理是通過鐵屑與硫酸廢液中的殘餘酸反應生成硫酸亞鐵,而後對生成母液加熱蒸發濃縮和自然或強制冷卻,使其結晶出硫酸亞鐵。采用該法所獲得的硫酸亞鐵基本産品是七水硫酸亞鐵。


将廢硫酸液與鐵屑置于一個反應槽中,使其完全生成硫酸亞鐵,将溶液加熱到100℃,反應2h,在加熱濃縮後自然冷卻,使硫酸亞鐵結晶析出,經甩幹機脫水烘幹。


工藝流程如下:


廢酸+鐵屑


反應罐 沉澱池 中轉桶 蒸發罐 結晶槽 下腳料處理池 成品 烘幹 離心 FeSO4·7H2O濕料


殘液


優點:簡單易操作、投資少、費用低


缺點:1、隻能回收硫酸亞鐵,不能回收硫酸;


2、産品質量差、生産周期長,比較适合于鄉鎮企業小型生産。 3、該工藝既浪費了鐵屑和硫酸資源,又大量消耗蒸氣能源,增加運行成本,且易生産二次污染。


4、此工藝處理廢酸的能力小,且由于蒸發過程中,FeSO4·7H2O極易脫水生成難溶的一水硫酸亞鐵,造成副産品質量低,銷售難度大。


案例:首鋼特殊鋼公司采用該法處理軋鋼酸洗廢液,經離心甩幹後,殘液含酸濃度為0.5%,硫酸亞鐵為150~170g/L,殘液需中和處理,僅适用于廢液量少的處理。


二、蒸發冷凍結晶法


蒸發冷凍結晶法是應用于處理硫酸酸洗廢液的成熟工藝。根據硫酸


亞鐵在酸洗液中溶解度的變化規律,當溫度一定時,硫酸亞鐵的溶解度随酸濃度的增加而降低;當酸度一定時,硫酸亞鐵的溶解度随溫度降低而迅速下降。因此,通過加熱蒸發水分以提高廢酸的酸度和強制給冷以降低廢酸液溫度(降至-5℃左右)的技術手段,可降低硫酸亞鐵在廢酸液中的溶解度,使過飽和的硫酸亞鐵以七水硫酸亞鐵形式結晶析出,再經離心分離,可分别得到硫酸和七水硫酸亞鐵,前者可返回酸洗車間得以回用,後者可作為化工産品出售,從而實現了酸洗廢液的回收利用。在實際工程應用中,常采用負壓蒸發以避免由于高溫蒸發而帶來腐蝕加劇問題,同事也可改善操作環境。例如,江西洪都鋼廠采用真空度0.08~0.088MPa的負壓蒸發,冷凍結晶溫度為-7~-5℃的工藝條件,處理該廠的酸洗廢液,每1m3廢酸液回收再生酸625kg,七水硫酸亞鐵90kg,獲得了很好的經濟效益和環境效益。


工藝流程簡單講就是廢酸真空加溫濃縮(蒸發掉水分,提高酸度)→冷凍攪拌結晶(使硫酸亞鐵析出)→離心分離(使硫酸亞鐵與再生酸分離)。


蒸汽 真空


硫酸亞鐵


廢酸處理


真空濃縮 冷凍結晶 離心分離 再生酸


1、 真空加溫濃縮


集中起來的廢酸,導入密閉的真空濃縮鍋内,用真空泵抽吸,使鍋内真空度達到720毫米汞柱左右。利用園區内餘熱蒸汽(蒸汽壓力1.5公斤/ 平方厘米以上),通過紫銅盤管間接加熱。這樣,廢酸在40~50℃就沸騰蒸發,經過1.5 ~2小時,約可蒸發掉相當于廢酸體積四分之一左右的水分。蒸發出來的水蒸汽,通過混合式冷凝器排出。從而使廢酸的濃度由100(克/升)左右提高至200(克/升)左右。采用真空濃縮有很多優點。能縮短蒸發時間,節約熱能。其次,這個方法能防止有害氣體外溢,不發生對周圍環境的污染。在一般條件下,廢酸沸騰蒸發的過程中,會有部分硫酸汽化變成酸霧。這一部分酸霧,随着廢酸中水分的蒸發,一起被帶了出來。這種氣體有腐蝕性,對人體和構築物有一定的影響。現在,我們把這蒸發過程放在密閉的容器内進行,一方面,在真空條件下産生酸霧的量大大減少;另一方面,微量酸霧在混合冷凝過程中與蒸汽一起溶解在冷卻水中排人下水道,從而有效地防止了這種酸霧的危害。經過在實際生産過程中的觀察,酸霧經由冷凝器排放入下水道時,僅發現硫酸的痕迹,因而是無害的。再就是,防腐蝕問題比較容易解決。長期以來,在化工及其他工業方面,選用什麼樣的防腐蝕材料,是一個比較棘手的問題。我們知道,硫酸有兩個特點,第一個特點是稀酸要比濃酸腐蝕性強。第二個特點是高溫時的稀硫酸要比低溫時的腐蝕性強,因此,假如我們采用一般加溫蒸發的話,防腐蝕材料就比較難解決。這一方面是由于酸的腐蝕性增加,另一方面是由于防腐蝕材料在溫差較大時,容易變形開裂。現在我們采用真空濃縮,其沸點一般不超過50℃,這樣防


腐蝕材料的選擇問題就比較容易解決了。 2、 冷凍攪拌結晶


根據文獻報道,稀硫酸在液溫為3~7℃、濃度為306~320g/L時,硫酸亞鐵含量低。要使廢酸中的硫酸亞鐵大量結晶析出,就必須使酸的濃度适當提高,而酸的溫度則盡可能降低些。因此,為了将盡可能多的硫酸亞鐵提取出來,在上一步濃縮工序後采取冷凍結晶工藝。


現采用冷凍機産生的零下10 ~15℃的冷凍鹽水,經由紫銅盤管緻冷,使濃縮的廢酸溫度從蒸發後的40~50℃逐步降低到3~ 7℃,冷凍槽内有攪拌器不斷攪拌,以加速冷凍過程,控制硫酸亞鐵結晶顆粒的大小。攪拌機轉速控制在20 (轉/分) 左右。實踐證明,轉速快,結晶的硫酸亞鐵顆粒就細,給下道工序的分離帶來困難;轉速慢,冷凍時間就會延長,結晶就變粗。在冷凍過程中加入少量的硫酸亞鐵結晶作為晶種,會加速廢酸中硫酸亞鐵的結晶析出。結晶出來的硫酸亞鐵又會帶走廢酸中的一些水分使酸度進一步提高。 3、 離心分離使再生硫酸與硫酸亞鐵分離。 4、 蒸發冷凍結晶法處理硫酸酸洗廢液技術優缺點


蒸發冷凍結晶法優點是技術可靠、适應性強、操作環境好,處理廢液量大,蒸發效率高,産出七結晶水硫酸亞鐵,處理過程中不需投加新酸,新酸直接用于鋼材酸洗。


缺點是需要冷凍機等成套設備,投資較大,成本較高,操作較複雜。石墨蒸發器易被硫酸亞鐵結晶堵塞。結晶罐中的紫銅管受酸腐蝕,使用壽命短,需經常更換。


甯波綠礬環保廢酸處理的冷凍結晶處理硫酸酸洗廢液,是通過控制硫酸亞鐵從廢液中結晶的條件,使硫酸亞鐵結晶分離,達到淨化酸洗廢液及回收硫酸亞鐵的效果,其主要流程是向廢酸洗液中加濃硫酸,使硫酸的重量百分比濃度調至22%~25%,以降低硫酸亞鐵的溶解度并結晶析出,并将除去硫酸亞鐵的再生酸回用,适合我國中小型企業少量鋼材硫酸酸洗廢水的治理,是二十世紀八九十年代國内外較多鋼鐵企業采用的比較成熟的方法,該廠每年可回收硫酸亞鐵約32三、調酸-冷凍結晶法


冷凍結晶廢酸處理酸洗廢液,是通過控制硫酸亞鐵從廢液中結晶的條件,使硫酸亞鐵結晶分離。達到淨化酸洗廢液及回收硫酸亞鐵的效果。其主要流程是向廢酸洗液中加濃硫酸,使硫酸的重量百分比濃度調至22%~25%,再用緻冷法使廢液溫度由20~40℃降至0~3℃,以降低硫酸亞鐵的溶解度并結晶析出,經過濾固液分離。回收硫酸亞鐵,并将除去硫酸亞鐵的再生酸回用。調酸-冷凍結晶法具有工藝流程短、設備投資省、動力消耗小、勞動定員少、運行費用低和易操作、無二次污染等優點。适合我國中小型企業少量鋼材硫酸酸洗廢水的治理。是二十世紀八九十年代國内外較多鋼鐵企業采用的比較成熟的方法。鐵道部隆昌工務器材廠自1985年冷凍結晶廢酸洗液處理系統投入運行以後,運轉一直正常,并取得明顯的經濟效益和環境效益。根據該廠的鋼材酸洗量計算,該廠每年可回收硫酸亞鐵約320t再生硫酸約250t每年的經濟效益達4萬元,扣除電費及人工工資略有盈餘。更重要的是,酸洗廢液不再排放,大大降低了對環境的污染,取得明顯的環境效益。(該方法需要向廢酸洗液中加濃硫酸,然後較濃的硫酸再回用到酸洗工藝,可能比較适合産酸企業内部循環,不适合外部企業)

廢硫酸處理

本文網址:http://www.emcdc.org/news/392.html

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