CN103014737A - 一种冷轧钢酸洗废酸处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧钢酸洗废酸处理方法，涉及冷轧钢酸洗废酸的循环利用。将冷轧钢酸洗废酸经膜分离处理，得到低浓度盐酸返回到酸洗生产线循环利用；膜分离处理得到的酸洗残液通过冷轧钢边角料做成的铁屑柜，将溶液中的少量的Fe³⁺全部还原成Fe²⁺；将经过铁屑柜处理后的废酸残液与磷酸盐或磷酸同时加入反应釜中，生成磷酸亚铁铵产品。采用本发明，可以使冷轧钢酸洗废液中的残酸全部回收再利用，节约酸洗生产成本；实现铁资源的循环再利用，将废渣中的铁离子转化成高附加值的化工产品NH₄FePO₄；将获得巨大经济效益。

Description

一种冷轧钢酸洗废酸处理方法

技术领域

本发明涉及一种冷轧钢酸洗废酸处理方法，涉及冷轧钢酸洗废酸的循环利用。

背景技术

随着我国国民经济的持续健康发展，冷轧钢铁工业也随之讯速发展。当前钢铁冷轧行业正处于高速发展阶段，此时也不可避免的要产生大量的酸洗废酸液和含有大量铁源的废弃物。通常冷轧钢铁废弃物都有很高的利用价值，研究冷轧钢铁冶炼过程废弃物资源化方法已成为当前环保领域的重要课题。在钢铁冶炼的冷轧工艺中，酸洗是必不可少的工序之一，因此酸洗后废酸的处理便是成为一个集资源循环利用与环保于一身的研究课题。冷轧废酸中含有可再生利用的盐酸，如果不加以利用，将会对环境造成严重的破坏，同时冷轧酸洗废酸中还含有大量可再利用的铁资源，如利用该铁源生产磷酸亚铁锂正极材料前驱体，既增加企业的经济效益，又能减轻环境污染，具有非常重要的现实意义。

当前冷轧废酸的处理主要技术有鲁兹纳(Ruthner)法、喷雾焙烧法、蒸发浓缩法、中和法等。鲁兹纳(Ruthner)法是将废酸液加热，利用盐酸易挥发的特性，将盐酸蒸发，形成的氯化氢气体用水吸收生成盐酸，然后回用。鲁兹纳法是针对酸洗工艺中解决废酸处理问题，其设备投资大、能耗高。这种设备按处理废酸量，投资成本、运行费用较高，设备的许多关键部件均在使用过程中腐蚀损坏，需要经常维修、更换，因此中小型生产企业难以承受高昂的运行成本；喷雾焙烧法是将废酸预热浓缩后由焙烧炉顶喷入，炉内煤气直接加热，经填料塔吸收得到盐酸，在焙烧炉底下得到铁的氧化物颗粒与酸洗腐蚀溶解下的其他杂质混合物。此法虽然可以得到氧化铁和再生盐酸，但是该法投资成本和运行费用高，使中小型企业无法接受。此外氯化氢炉内气体的吸收不完全导致尾气中氯化氢超标排放以及焙烧产生的氧化铁粉尘等都会造成二次污染；蒸发浓缩法是将废酸液压入蒸发器蒸发浓缩，使盐酸与亚铁盐分离。其优点是不消耗氯气、硫酸、碱、石灰等各种原料，但是缺点是需要专用的耐腐蚀蒸发设备，而且需要消耗大量能源，运行费用较高；膜蒸馏法虽然工艺流程简单、处理成本低，工艺操作灵活，但是在处理过程中仅对蒸馏得到的废酸进行了循环使用，并没有对酸洗残液进行循环再利用，残液仍是一项巨大的环境污染物质；中和法是对废酸液采用石灰或氢氧化钙中和后排放，废酸中的铁离子与石灰渣的混合物一起产生大量的废泥渣需进行填埋处理。此法成本高，且造成了很大的资源的无法再循环利用，废渣填埋占用大量土地资源。目前，因国内外均尚无满意的废酸处理技术，导致大部分中、小型轧钢生产企业均采用中和法简单处理冷扎酸洗废酸。

综上所述，现有的冷轧酸洗废酸技术仅限于分离，分离后含铁的残液无法有效的再利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的冷轧钢酸洗废酸处理方法，使冷轧钢酸洗工序产生的废酸全部得到循环利用，实现绿色清洁轧钢酸洗生产。

一种冷轧钢酸洗废酸处理方法，包括：

（a）将冷轧钢酸洗废酸经膜分离处理，得到的低浓度盐酸可添加新酸重新返回酸洗生产线再次利用；

（b）膜分离处理得到的酸洗残液通过冷轧钢边角料做成的铁屑柜，将溶液中的少量Fe³⁺全部还原成Fe²⁺；

（c）将经过铁屑柜处理后的废酸残液与磷酸盐或磷酸同时加入反应釜中，按Fe²⁺︰                                                

的摩尔比=1︰1.0～1.15混合搅拌均匀，加入氨调节并控制pH值为2.0～5.5，在惰性气体保护条件，温度为40℃～80℃条件下进行反应生成磷酸亚铁铵沉淀；

（d）生成的磷酸亚铁铵沉淀经离心分离器分离，用去离子水洗涤至不含Cl^－和

，然后在80℃～100℃真空干燥得到磷酸亚铁铵产品；

（e）离心分离的反应残液返回到反应釜内循环使用；洗涤水返回膜分离设备用于回收酸用水；

（f）反应釜内置冷凝器，连续冷凝出含有HCl的冷凝水，可用于膜分离设备回收酸用水。

采用本发明，可以使冷轧钢酸洗废液中的残酸全部回收再利用，节约酸洗生产成本；同时实现铁资源的循环再利用，将废渣中的铁离子转化成高附加值的化工产品磷酸亚铁铵；进一步加工可以制得新型锂离子电池材料的磷酸亚铁锂、食品添加剂、农用氮磷肥等，不仅可实现废酸处理无排放，实现环保、清洁酸洗生产方式，还可产出大量高附加值的副产品，获得巨大经济效益。

具体实施方式

下面以实施例说明实现本发明的具体实施方式：

    实施例1：由于冷轧酸洗废酸液中含有大量的铁源，且主要为FeCl₂，同时含有少量的FeCl₃，并含有大量的残酸。将这些酸洗废酸经膜分离处理，得到的低浓度盐酸返回到酸洗线添加新酸后重复利用；将经过膜分离处理的酸洗残液中主要含FeCl₂和少量的FeCl₃。此酸洗残液经过由冷轧钢边角料填充的铁屑柜，将溶液中少量的Fe³⁺全部还原成Fe²⁺，同时还伴有将单质铁屑氧化生成的Fe²⁺，这个过程既可以消除溶液中的Fe³⁺，又可以提高溶液中的总铁含量，为后续工艺制备纯净的磷酸亚铁铵沉淀提供保障。此工艺过程中的Fe³⁺转化成Fe²⁺主要通过在铁屑柜中循环完成。将经过铁屑柜处理后的废酸残液与磷酸氢二铵同时加入反应釜中，按Fe²⁺︰

的摩尔比=1︰1混合均匀，加入氨控制pH值在2.0～5.5范围内，在氮气的气氛中搅拌反应，60℃反应完全，生成磷酸亚铁铵沉淀，经离心分离器分离后，分离液返回反应釜内添加新料继续反应；沉淀物质用去离子用去离子水洗涤后80℃下真空干燥得到磷酸亚铁铵产品。洗涤水返回膜分离设备用于酸回收用水。

实施例2：酸洗废酸预处理方法同实例1；将进过铁屑柜处理过的废酸残液与磷酸二氢铵同时加入反应釜中，按Fe²⁺︰

摩尔比=1︰1.05混合均匀，加入氨控制pH值在2.0～5.5范围内，在氮气的气氛中搅拌反应，40℃下反应完全，生成磷酸亚铁铵沉淀，沉淀物经离心分离器分离，分离液返回反应釜内添加新料继续反应；沉淀物质用去离子水洗涤，后在100℃下真空干燥得到磷酸亚铁铵产品。洗涤水返回膜分离设备用于酸回收用水。

实施例3：酸洗废酸预处理方法同实例1；将经铁屑柜处理后的废酸残液与磷酸同时加入反应釜中，按Fe²⁺︰

摩尔比=1︰1.1混合均匀，加入氨控制pH值在2.0～5.5范围内，在氮气的气氛保护下搅拌反应，80℃反应完全，生成磷酸亚铁铵沉淀，沉淀物经离心分离器分离，分离液返回反应釜内添加新料继续反应；沉淀用去离子水洗涤，洗涤水返回膜分离处循环利用，然后在90℃下真空干燥得到磷酸亚铁铵产品。

实施例4：酸洗废酸预处理方法同实例1；将进过铁屑柜处理过的废酸残液与磷酸铵同时加入反应釜中，按Fe²⁺︰

摩尔比=1︰1.15混合均匀，加入氨调节pH值并控制pH值在2.0～5.5范围内，在氮气的气氛中下保护下搅拌反应，60℃反应完全，生成磷酸亚铁铵沉淀，沉淀物经离心分离器分离，滤液返回反应釜内循环利用；沉淀用去离子水洗涤，洗涤水返回膜分离处循环利用，然后在80℃下真空干燥得到磷酸亚铁铵产品。

根据本发明的方法会有无数个实施例，只要符合本发明实质精神以内的方法改变，均视为本发明的保护范围，此处不再赘述。

Claims (1)

1.一种冷轧钢酸洗废酸处理方法，其特征在于：

（a）将冷轧钢酸洗废酸经膜分离处理，得到的低浓度盐酸返回到酸洗生产线再循环利用；

（b）膜分离处理得到的酸洗残液通过冷轧钢边角料做成的铁屑柜，将溶液中少量的Fe³⁺全部还原成Fe²⁺；

（c）将经过铁屑柜处理后的废酸残液与磷酸盐或磷酸同时加入反应釜中，按Fe²⁺︰                                                

的摩尔比=1︰1.0～1.15混合搅拌均匀，加入氨调节并控制pH值为2.0～5.5，在惰性气体保护条件，温度为40℃～80℃条件下进行反应，反应完成后，生成磷酸亚铁铵沉淀；

（d）反应得到的磷酸亚铁铵沉淀经离心分离器分离，用去离子水洗涤至不含Cl^－和，然后在80℃～100℃真空干燥得到磷酸亚铁铵产品；

（e）离心分离的反应残液返回反应釜内循环使用；洗涤水返回膜分离设备用于回收酸用水；

（f）反应釜内置冷凝器，连续冷凝出含有HCl的冷凝水，用于膜分离设备回收酸用水。