CN108557901A - 一种钢厂废酸生产聚合硫酸铁的生产工艺 - Google Patents

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杨琦云
王�锋
郭聃
金大为
周见闻
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Abstract

本发明提供一种钢厂废酸生产聚合硫酸铁的生产工艺。包括以下几个步骤：步骤A:将钢厂产生的废酸由泵提升至反应釜，并向釜内投加铁粉、PH值调节剂反应；步骤B:反应后的溶液用泵提升至中间槽，而后泵入压滤机进行压滤;板框压滤机过滤后的溶液为硫酸亚铁溶液。步骤C:将硫酸亚铁溶液提升至不锈钢反应釜，并加入氧化剂进行反应；步骤D:反应后的溶液即为液体聚合硫酸铁产品，自流进入中间槽后，由泵提升至液体产品池或者提升至喷雾干燥塔进行干燥，得到固体聚合硫酸铁产品。本发明以炼钢厂的废酸和废料铁粉为原料，能够有效减少废酸的排放，综合利用钢厂废料铁粉，减少了废酸和废弃铁粉所需的处理费用。

Description

一种钢厂废酸生产聚合硫酸铁的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种制备聚合硫酸铁的生产工艺，尤其涉及一种以钢厂废酸为原料来制备聚合硫酸铁的方法。
背景技术
目前，钢厂生产的钢丝绳、紧固件、线材等金属制品在进入成品仓库之前，为清除表面氧化物和杂质，均需采用硫酸进行表面处理，由此产生了大量的酸洗废液。在硫酸酸洗过程中，当硫酸浓度低于5%时，不能满足生产要求，需要更换酸洗液，更换下来的酸洗液，即为废酸。湘钢现在每年大约有1.5万吨废酸，该废酸含有大量的硫酸亚铁及游离态的硫酸，如直接向外排放，会腐蚀下水管道和钢筋混凝土等水工构筑物，流入湘江，将会严重污染水体，影响下游乃至洞庭湖地区饮水安全，破坏水生生态环境。
现有的聚合硫酸铁的制备方法一般是用硫酸亚铁为原料，在硫酸溶液中以氧化剂氧化，先将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，当溶液中硫酸根的量控制恰当时，硫酸铁可继续与溶液中的水反应生成碱式硫酸铁，此碱式硫酸铁再聚合即可制备聚合硫酸铁。 现有制备方法由于使用固体硫酸亚铁为原料，生产成本普遍较高；原料放入反应釜后用水加热溶解的过程中需要用搅拌机搅拌并通入蒸汽，从而增加了生产能耗。 此外，现有制备方法还存在反应时间过长等缺点；硫酸亚铁投加时费力、费时以及生产过程中需要排放少量废气等问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种聚合硫酸铁的生产工艺，包括以下几个步骤：
步骤A:将钢厂产生的废酸由槽罐车运输来自流进入废酸储存池暂储存，然后由泵提升至反应釜，并向釜内投加铁粉、PH值调节剂，再搅拌反应；
步骤B:反应后的溶液用泵提升至中间槽，而后泵入压滤机进行压滤;反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机过滤后的溶液为硫酸亚铁溶液。板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理。
步骤C:原料为本发明所述的液体硫酸亚铁产品，由提升泵将硫酸亚铁溶液从其产品池内提升至不锈钢反应釜，并向釜内加入氧化剂，在循环泵的作用下进行反应；
步骤D：反应后的溶液即为液体聚合硫酸铁产品，自流进入中间槽后，由泵提升至液体产品池或者提升至喷雾干燥塔进行干燥，得到固体聚合硫酸铁产品。
优选的，所述步骤A中，所述废酸、铁粉的质量比为2:0.1-0.12。
优选的，所述步骤A中，PH值调节剂采用石灰或者氢氧化钠。
优选的，所述废酸与PH值调节剂的质量比为2:0.02-0.04。
其中，所述反应釜中反应所需的热能为钢厂中的热电厂产生的过饱和蒸汽。
优选的，所述步骤B中，经板框压滤机压滤产生的滤液即为液体硫酸亚铁产品，
优选的，所述步骤B中，废酸与铁粉等反应产生的气体、液体传输产生的气体、板框压滤产生的气体以及步骤C产生的气体等均可以通过水膜吸收塔吸收后，尾蒸汽达标外排。
干燥并收料后的尾气中含有大量水蒸气以及少量酸雾和粉尘，需经水膜除尘塔净化处理后达标排放。
所得到的聚合硫酸铁产品，其特征为：淡黄色无定型粉状固体，其中还原性物质（以 Fe2+计）含量 ≤0.15%、盐基度：8.0%-16.0%、不溶物≤0.5%、PH：2.0-3.0、Cd≤0.0002%、Hg≤0.00001%、砷≤0.0002%、铅≤0.001%。
优选的，所述的氧化剂为氧气，氧气由炼钢厂的高炉氧气管道接入，每吨硫酸亚铁溶液所需通入的氧气为30-80立方米。最佳的通入量为50立方米。
其中，所述反应釜中反应所需的热能为炼钢厂中的热电厂产生的过饱和蒸汽。
其中，所述喷雾干燥塔内的热源为钢厂高炉、焦炉煤气，用热空气对物料进行干燥。
本方案每1吨废酸能生产出1吨聚合硫酸铁溶液，每2.5吨聚合硫酸铁溶液能生产出1吨固体聚合硫酸铁。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明以钢厂的废酸和铁粉（以钢厂工艺产生的废料铁粉为主）为原料，能够有效减少废酸的排放，综合利用钢厂废料铁粉，减少了废酸中和外排所需的处理费用，同时以这些废弃物为原料得到硫酸亚铁和聚合硫酸铁产品，能够给钢厂带来其他产品的经济收益。
2.硫酸亚铁和聚合硫酸铁反应釜反应所需的热能为炼钢厂中的热电厂产生的过饱和蒸汽，过饱和蒸汽的余热的高效回收利用。
3.在喷雾干燥塔内的热源为钢厂高炉、焦炉煤气，通过热风炉燃烧直接对物料进行干燥，该热源成本相对较低，聚合硫酸铁生产过程中所需的氧化剂氧气，也从炼钢厂中高炉氧气管接入，实现了资源的综合利用，大大降低了产品的成本，提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明聚合硫酸铁生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：
实施例1
将由槽罐车从钢厂运输来的废酸20吨自流进入储存池暂储，然后由泵提升至25立反应釜，并向釜内投加1吨铁粉、0.2吨石灰，采用热电厂产生的过饱和蒸汽为反应釜加热，在搅拌机的作用下进行反应。反应后的溶液用泵提升至中间槽1，而后泵入压滤机进行压滤。反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理，板框压滤机压滤产生的滤液自流进入中间槽2，即形成20吨液体硫酸亚铁产品。用提升泵将硫酸亚铁溶液20吨从其产品池内提升至不锈钢反应釜，并向釜内接入炼钢厂的高炉氧气管道内氧气1000立方米，采用热电厂产生的过饱和蒸汽为反应釜加热，在搅拌机的作用下进行反应。反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理，搅拌反应后的溶液流进入中间槽3后，即形成20吨液体聚合硫酸铁产品由泵提升至液体产品池。
实施例2
将由槽罐车从钢厂运输来的废酸20吨自流进入储存池暂储，然后由泵提升至25立反应釜，并向釜内投加1.1吨铁粉、0.3吨氢氧化钠，采用热电厂产生的过饱和蒸汽为反应釜加热，在搅拌机的作用下进行反应。反应后的溶液用泵提升至中间槽1，而后泵入压滤机进行压滤。反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理，板框压滤机压滤产生的滤液自流进入中间槽2，即形成20吨液体硫酸亚铁产品。用提升泵将硫酸亚铁溶液20吨从其产品池内提升至不锈钢反应釜，并向釜内接入炼钢厂的高炉氧气管道内氧气600立方米，采用热电厂产生的过饱和蒸汽为反应釜加热，在搅拌机的作用下进行反应。反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理，搅拌反应后的溶液流进入中间槽3后，再将中间槽3中的溶液提升至喷雾干燥塔进行干燥，由钢厂高炉产生的热空气对物料进行干燥，生产出8吨水处理剂固体聚合硫酸铁产品。
实施例3
将由槽罐车从钢厂运输来的废酸20吨自流进入储存池暂储，然后由泵提升至25立反应釜，并向釜内投加1.2吨铁粉、0.4吨氢氧化钠，采用热电厂产生的过饱和蒸汽为反应釜加热，在搅拌机的作用下进行反应。反应后的溶液用泵提升至中间槽1，而后泵入压滤机进行压滤。反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理，板框压滤机压滤产生的滤液自流进入中间槽2，即形成20吨液体硫酸亚铁产品。用提升泵将硫酸亚铁溶液20吨从其产品池内提升至不锈钢反应釜，并向釜内接入炼钢厂的高炉氧气管道内氧气1600立方米，采用热电厂产生的过饱和蒸汽为反应釜加热，在搅拌机的作用下进行反应。反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理，搅拌反应后的溶液流进入中间槽3后，再将中间槽3中的溶液提升至喷雾干燥塔进行干燥，由钢厂高炉产生的热空气对物料进行干燥，生产出8吨水处理剂固体聚合硫酸铁产品。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚合硫酸铁的生产工艺，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤A:将钢厂产生的废酸由槽罐车运输来自流进入废酸储存池暂储存，然后由泵提升至反应釜，并向釜内投加铁粉、PH值调节剂，再搅拌反应；
步骤B:反应后的溶液用泵提升至中间槽，而后泵入压滤机进行压滤;反应过程中产生的废气由风机引入水膜吸收塔进行净化处理后达标外排，板框压滤机过滤后的溶液为硫酸亚铁溶液；板框压滤机产生的滤渣送至瓦斯泥重选工艺提取铁，剩余物质随含锌尾泥一起由具有危废处理资质的企业回收处理；
步骤C:由提升泵将硫酸亚铁溶液提升至不锈钢反应釜，并向釜内投加氧化剂，在循环泵的作用下进行反应；
步骤D: 反应后的溶液即为液体聚合硫酸铁产品，自流进入中间槽后，由泵提升至液体产品池或者提升至喷雾干燥塔进行干燥，得到固体聚合硫酸铁产品。
2.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤A中，所述废酸、铁粉、的质量比为2:0.1-0.12。
3.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤A中，PH值调节剂采用石灰或者氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤A中，所述废酸与PH值调节剂的质量比为2:0.02-0.04。
5.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤C中，所述的氧化剂为氧气，氧气由炼钢厂的高炉氧气管道接入，每吨硫酸亚铁溶液所需通入的氧气为30-80立方米。
6.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤C中，所述反应釜中反应所需的热能为炼钢厂中的热电厂产生的过饱和蒸汽。
7.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤D中，所述喷雾干燥塔内的热源为钢厂高炉、焦炉煤气，用热空气对物料进行干燥。
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