CN110723874A - 一种轧制油泥的固液分离方法 - Google Patents

Abstract

一种轧制油泥的固液分离方法，步骤：磁性分离：将轧制油泥在金属永磁强磁场作用下，将油泥系中的微金属粉末进行磁化、聚集，将微金属铁粉与轧制油初步分离，排出轧制油；小分子溶剂萃取：将上述得到的含油金属粉末用小分子溶剂进行混合，充分搅拌、沉淀，分离得到纯净铁粉和混合溶液，铁粉回收后烘干储存；低温蒸馏分离：将上述混合溶液进行低温蒸馏，蒸馏出的小分子萃取液以气态进入萃取液储存室进行冷凝、液化，得以循环利用，分离出的轧制油排出储存。本发明工艺简单合理，操作方便且能耗低，能对轧制油泥进行彻底分离，又能得到高价值的金属粉末和冷却用轧制油，适合于不锈钢轧机过滤***所产生的油泥废弃物回收利用。

Description

一种轧制油泥的固液分离方法

技术领域

本发明属于冷轧不锈钢固废物回收再利用技术领域，涉及一种固液分离方法，具体涉及一种轧制油泥的固液分离方法。

背景技术

在不锈钢冷轧工艺中，轧制油经过滤器过滤后会产生大量油泥，该油泥一般经过长时间沉淀后，继而形成高浓度含泥固废物。因金属微粒高度分散在轧制油中形成较为稳定悬浮液，很难直接用沉淀的方法进行彻底分离，又因其金属微粒直径为0.1um～10um，亦很难用过滤分离方法分离轧制油和金属微粒，如果不将油泥进行固液分离的话，将严重堵塞过滤器而无法正常工作。

分离上述油泥通常可以采用直接“焚烧”或高温加热或高速离心分离等方法进行处理，虽然不是很困难，但是存在以下缺陷：使用高温加热方法，需耗用大量热能，且分离出来的轧制油易变质，不宜再次加以利用；使用高速离心分离需消耗大量电能，能耗高，成本较大；直接“焚烧更不可取，既浪费宝贵资源，又污染环境。

因此，需要设计出一种能耗低、操作方便的分离方法来满足不锈钢轧机过滤***所产生的油泥的固液分离需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种工艺简单合理、操作方便且能耗低的轧制油泥的固液分离方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轧制油泥的固液分离方法，其特征在于包括以下步骤：

1)磁性分离：将高浓度轧制油泥在金属永磁强磁场作用下，将悬浮于油泥系中的微金属粉末进行磁化、聚集，将油泥中的微金属铁粉与轧制油初步分离开来，排出轧制油，将剩余含油金属粉末推进小分子萃取室中进行处理；

2)小分子溶剂萃取：将上述得到的含油金属粉末用小分子溶剂进行混合，充分搅拌、沉淀，分离得到纯净铁粉和混合溶液，铁粉回收后烘干储存；

3)低温蒸馏分离：将上述混合溶液进行低温蒸馏，蒸馏出的小分子萃取液以气态进入萃取液储存室进行冷凝、液化，得以循环利用，分离出的轧制油排出储存。

作为改进，所述步骤1)的磁性分离是在磁性分离装置内进行，磁性分离装置可采用非接触式和电气化自动处理装置。

进一步，所述非接触式是在磁性材料和油泥之间设置隔离介质，磁性材料和轧制油泥不直接作用，隔离介质采用不具有磁性材料的非金属或金属材料，磁性材料采用具有强磁场的永磁铁(钢)，磁性材料在磁场范围内具有穿过隔离介质进行磁化作用。

进一步，所述步骤1)的轧制油泥的金属微粒，根据其不锈钢成份不同，分为无磁性的300系不锈钢微细铁粉，强磁性的400系不锈钢微细铁粉和较强磁性的200系不锈钢微细铁粉，其中含有300系不锈钢微细铁粉的油泥需对其进行8小时以上持续强化磁化处理。

作为改进，所述步骤2)的小分子溶剂萃取的小分子溶剂采用有机或无机小分子溶剂，其化学分子量小于100，易挥发，在标准大气压下，沸点为15℃～50℃，也可采用一种或几种溶剂混配而成，其共沸点不高于60℃。

优选，所述小分子溶剂采用有机小分子溶剂，小分子溶剂的体积量V₁与待处理金属粉末的体积量V₂之比为V₁:V₂＝2～4。

进一步，所述步骤3)的低温蒸馏分离是将步骤2)萃取得到的混合溶液放置于加热滏中进行低温蒸馏，控制加热温度≦小分子溶剂的共沸点温度10℃，当加热滏中液体温度高于小分子溶剂的共沸点温度10℃时，停止加热。

最后，所述加热温度控制在40℃～60℃，当加热滏中液体温度高于70℃时，停止加热。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用磁性分离、小分子溶剂萃取和低温蒸馏分离三个工序，首先利用强磁材料对油泥进行磁化、分离出其中约80％轧制油和全部不锈钢微细铁粉，该铁粉中混杂约其余20％轧制油，再进一步用小分子溶剂对其进行浸泡、搅拌、沉淀等方式加以萃取，进而分离得到纯净铁粉和萃取混合液；最后根据轧制油、萃取液二者沸点不同的原理，对萃取混合液进行低温蒸馏，获得萃取液和纯净轧制油。本发明工艺简单合理，操作方便且能耗低，既能对轧制油泥进行很好分离，又能得到高价值的金属粉末和冷却用轧制油，轧制油和萃取液均可循环使用，适合于不锈钢轧机过滤***所产生的油泥废弃物回收利用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种轧制油泥的固液分离方法，其特征在于包括以下步骤：

1)磁性分离：磁性分离是在磁性分离装置内进行，将高浓度轧制油泥在金属永磁强磁场作用下，将悬浮于油泥系中的微金属粉末进行磁化、聚集，将油泥中的微金属铁粉与轧制油初步分离开来，排出轧制油，将剩余含油金属粉末推进小分子萃取室中进行处理；

磁性分离装置可采用非接触式和电气化自动处理装置，非接触式是在磁性材料和油泥之间设置隔离介质，磁性材料和轧制油泥不直接作用，但轧制油泥仍然处于磁性材料的磁场作用范围内，这样既能保证磁性材料对轧制油的作用力，又能使金属微细铁粉很好地分离出来，不至于附着在磁铁表面很难剥离，隔离介质采用不具有磁性材料的非金属或金属材料，如铜、铝等金属，非金属材料如塑料、木材；而不能采用具有磁性的金属材料；磁性材料采用具有强磁场的永磁铁(钢)，磁性材料在磁场范围内具有穿过隔离介质进行磁化作用；电气化自动处理装置，要求人工干预少，智能化程度高，操作简单等特点；

轧制油泥的金属微粒，根据其不锈钢成份不同，分为无磁性的300系不锈钢微细铁粉，强磁性的400系不锈钢微细铁粉和较强磁性的200系不锈钢微细铁粉，

对于400系不锈钢油泥，永磁铁对油泥中的微铁粉具有强烈吸引作用，当油泥处于磁场作用力范围内时，在极短时间内，油泥中的全部微铁粉将很快被吸引到磁铁近表面而紧紧聚集在一起，从而将油泥中的微细金属铁粉与轧制油分离开来，排除轧制油，将剩余含油铁粉推进小分子萃取室中进行处理；

对于200系不锈钢油泥，永磁铁对油泥中的微铁粉具有一定磁性力，当油泥处于磁铁磁力线的磁场范围内时，经过较短一段时间，油泥中的微铁粉也将完全被吸引到磁铁近表面而紧紧聚集在一起，从而将轧制油与油泥中的微金属铁粉与轧制油分离开来，排出轧制油，将剩余含油铁粉推进小分子萃取室中进行处理；

对于300系不锈钢钢铁本身而言，为非磁性材料，在磁场内不能磁化；但对于其微细金属粉末油泥而言，只要在强磁场作用下连续经过长达8～24的小时强行磁化处理，300系不锈钢系油泥中的微铁粉仍能被很好地磁化，最终也能使油泥中的微铁粉聚集在强磁材料外表面，从而将油泥中的微金属铁粉与轧制油分离开来。该工艺处理步骤，可以分离出油泥中约80％的轧制油，剩余约20％轧制油仍然混杂在聚集的金属铁粉之中；

对于混合系各类不锈钢轧制油泥而言，只要按照300系不锈钢油泥处理流程来进行，最终都能将高浓度油泥中的轧制油与铁粉分离开来，得到高纯度的轧制油和含少量轧制油的铁粉，轧制油可直接回收利用，而含油铁粉则将进入下一萃取工艺中进行，继续分离得到纯净铁粉和含油萃取液。

2)小分子溶剂萃取：将上述得到的含油金属粉末用小分子溶剂进行混合，充分搅拌、沉淀，分离得到纯净铁粉和混合溶液，铁粉回收后烘干储存；

其中萃取液小分子溶剂采用有机或无机小分子溶剂，其化学分子量小于100，易挥发，在标准大气压下，沸点为15℃～50℃，也可采用一种或几种溶剂混配而成，其共沸点不高于60℃；

采用小分子溶剂对含油金属粉末进行萃取，是因为金属粉具有强大表面积，而轧制油呈有机性，为大分子溶剂，容易包覆微金属粉末，使用小分子有机液，容易对轧制油进行稀释，从而将微金属粉末从大分子轧制油中释放出来，因金属之间的表面分子吸附作用力，将微金属粉末聚集成团，且小分子溶剂也很难存在于金属粉末团之间，因此容易分离。而小分子有机溶剂虽然很容易和轧制油混溶，但轧制油沸点远高于小分子溶剂沸点，为后续继续分离创造良好条件。如果使用无机溶剂进行洗涤含油金属粉末，因无机溶液多属于极性分子，很容易对微金属粉末进行吸附，也能够达到很高的分离目的；

优选，小分子溶剂采用有机小分子溶剂，如丙酮、丁酮等，小分子溶剂的体积量V₁与待处理金属粉末的体积量V₂之比为V₁:V₂＝2～4。一般取3倍量即可获得良好萃取效果，溶剂量过大，后续能耗高，溶剂量过小，萃取不充分，萃取效果可能不理想。

3)低温蒸馏分离：低温蒸馏是为了进一步回收轧制油和小分子萃取液，实现循环再利用，减少环境污染，达到变废为宝的目的。

具体过程是：将上述混合溶液放置于加热滏中进行低温蒸馏，控制加热温度在40℃～60℃，当加热滏中液体温度高于70℃时，停止加热，蒸馏出的小分子萃取液以气态进入萃取液储存室进行冷凝、液化，得以循环利用，分离出的轧制油排出储存，经检验合格后，继续参与到轧机工艺用油中去。

由于加热温度低，在不锈钢实际生产工艺中，很容易获得低温余热来实现，因此实际应用起来很节能。

工作原理：不锈钢油泥分别经过磁性分离、小分子溶剂萃取和低温蒸馏三个步骤最终得以分离。轧制油泥首先进入磁性分离器进行分离，得到澄清轧制油产品和含油铁粉，因铁粉中含油少量轧制油，需要进入下工序萃取室中进行搅拌、混合、洗涤，沉淀和排液，得到金属微细铁粉产品和萃取混合液，将混合萃取液排入低温蒸馏室中，以40℃～60℃低温加热，蒸发得到萃取液和剩余产品轧制油。就这样，形成一个完整的油泥处理流程，最终将油泥中的微细铁粉和轧制油分离开来，且回收了萃取液。轧制油泥得到全部分离，轧制油和萃取液得以循环利用，而纯净不锈钢微细铁粉为有价产品，可直接出售。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种轧制油泥的固液分离方法，其特征在于包括以下步骤：

1)磁性分离：将轧制油泥在金属永磁强磁场作用下，将悬浮于油泥系中的微金属粉末进行磁化、聚集，将油泥中的微金属铁粉与轧制油初步分离开来，排出轧制油，将剩余含油金属粉末推进小分子萃取室中进行处理；

2)小分子溶剂萃取：将上述得到的含油金属粉末用小分子溶剂进行混合，充分搅拌、沉淀，分离得到纯净铁粉和混合溶液，铁粉回收后烘干储存；

3)低温蒸馏分离：将上述混合溶液进行低温蒸馏，蒸馏出的小分子萃取液以气态进入萃取液储存室进行冷凝、液化，得以循环利用，分离出的轧制油排出储存。

2.根据权利要求1所述的固液分离方法，其特征在于：所述步骤1)的磁性分离是在磁性分离装置内进行，磁性分离装置可采用非接触式和电气化自动处理装置。

3.根据权利要求2所述的固液分离方法，其特征在于：所述非接触式是在磁性材料和油泥之间设置隔离介质，磁性材料和轧制油泥不直接作用，隔离介质采用不具有磁性材料的非金属或金属材料，磁性材料采用具有强磁场的永磁铁(钢)，磁性材料在磁场范围内具有穿过隔离介质进行磁化作用。

4.根据权利要求1所述的固液分离方法，其特征在于：所述步骤1)的轧制油泥的金属微粒，根据其不锈钢成份不同，分为无磁性的300系不锈钢微细铁粉，强磁性的400系不锈钢微细铁粉和较强磁性的200系不锈钢微细铁粉，其中含有300系不锈钢微细铁粉的油泥需对其进行8小时以上持续强化磁化处理。

5.根据权利要求1所述的固液分离方法，其特征在于：所述步骤2)的小分子溶剂萃取的小分子溶剂采用有机或无机小分子溶剂，其化学分子量小于100，易挥发，在标准大气压下，沸点为15℃～50℃，也可采用一种或几种溶剂混配而成，其共沸点不高于60℃。

6.根据权利要求5所述的固液分离方法，其特征在于：所述小分子溶剂采用有机小分子溶剂，小分子溶剂的体积量V₁与待处理金属粉末的体积量V₂之比为V₁:V₂＝2～4。

7.根据权利要求1所述的固液分离方法，其特征在于：所述步骤3)的低温蒸馏分离是将步骤2)萃取得到的混合溶液放置于加热滏中进行低温蒸馏，控制加热温度≦小分子溶剂的共沸点温度10℃，当加热滏中液体温度高于小分子溶剂的共沸点温度10℃时，停止加热。

8.根据权利要求7所述的固液分离方法，其特征在于：所述加热温度控制在40℃～60℃，当加热滏中液体温度高于70℃时，停止加热。

Images