CN113755852A - 一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***及方法 - Google Patents
一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于钢材防腐蚀技术领域，涉及一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***及方法，处理***，包括酸洗槽、与所述酸洗槽连通的一级漂洗槽、与所述一级漂洗槽连通的二级漂洗槽和与所述二级漂洗槽连通的三级漂洗槽以及接收所述酸洗槽排出液体的低温结晶池和用于向所述酸洗槽提供酸液的配酸槽，所述一级漂洗槽连通所述配酸槽，所述三级漂洗槽通过回流管反向连通所述二级漂洗槽、所述二级漂洗槽通过回流管反向连通所述一级漂洗槽，且所述三级漂洗槽连通有自来水供应管。本发明与传统工艺不同的是新工艺中没有漂洗水处理***，无酸碱中和反应，从根本上避免了红泥的产生，实现酸耗的大幅降低以及红泥的零排放。
Description
技术领域
本发明属于钢材防腐蚀技术领域，具体说，涉及一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***及方法。
背景技术
钢铁具有产量大、机械性能良好和价格低等优点，因此被广泛地应用于机械、建筑和家电等行业。然而普通钢材在自然环境中极易被腐蚀，在海洋性气候、高温、高湿等特殊环境场合，其腐蚀速率更高，每年大量的钢材因腐蚀而报废。热镀锌可大幅减缓钢铁腐蚀，延长其服役年限，且具有生产成本低和镀层机械性能好等优点，因此热镀锌是钢材防腐蚀常用的方法。在热镀锌生产工艺过程中，通常首先采用盐酸或硫酸对钢材表面的铁锈进行化学溶解，使钢材内部的铁原子暴露于钢材表面，为后续的热镀锌创造必要的工艺条件。
传统硫酸酸洗法热镀锌过程中，为降低漂洗水中铁离子浓度，以减少带入助镀液中的铁离子量，通常对漂洗水进行净化处理，产生大量的红泥（主要成分为氢氧化铁、氢氧化锌和水）。
现有技术的酸洗、废酸处理和漂洗水处理流程如图1所示。钢材在酸洗过程中，在一级酸洗槽、二级酸洗槽或三级酸洗槽中完成酸洗除锈，酸洗后钢材表面粘附一层硫酸溶液（主要成分为水、硫酸和硫酸亚铁）。在漂洗工序中，酸洗后的钢材依次经过一级漂洗槽和二级漂洗槽，其表面的硫酸溶液被洗涤入漂洗水中，由于先经过一级漂洗水槽，后经过二级漂洗水槽，因此二级漂洗槽中的硫酸和铁离子浓度低。但是随着漂洗过程中进行，二级漂洗槽中的硫酸和铁离子浓度逐渐升高，将导致后续工序中pH降低和铁离子浓度升高，最终造成热镀锌过程中锌渣量升高。因此必须对二级漂洗槽中的漂洗水进行在线除铁，除铁过程中废漂洗水不断被输送中净化槽内，同时向净化槽内加入碱（一般为氢氧化钠），硫酸转化为硫酸钠（造成硫酸消耗量高），铁离子转化为氢氧化铁（即红泥）。按照《国家危险废物名录》的规定，红泥为危险废物。根据我国环境防治法：企业事业单位应当根据经济、技术条件对其产生的工业固体废物加以利用；对暂时不利用或者不能利用的，必须按照国务院环境保护行政主管部门的规定建设贮存设施、场所，安全分类存放，或者采取无害化处置措施。由于红泥主要成分为氢氧化铁，含锌量低，因此处置难度大，因此所有的热镀锌企业均采用委托有资质的第三方处置的方法对其进行处理，存在处置费用高、环境风险大缺点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供了一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，以及基于该***的处理方法，与传统工艺不同的是新工艺中没有漂洗水处理***，减少了酸耗，从根本上避免了红泥的产生。
本发明采用如下的技术方案：
一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，包括酸洗槽、与所述酸洗槽连通的一级漂洗槽、与所述一级漂洗槽连通的二级漂洗槽和与所述二级漂洗槽连通的三级漂洗槽以及接收所述酸洗槽排出液体的低温结晶池和用于向所述酸洗槽提供酸液的配酸槽，所述一级漂洗槽连通所述配酸槽，所述三级漂洗槽通过回流管反向连通所述二级漂洗槽、所述二级漂洗槽通过回流管反向连通所述一级漂洗槽，且所述三级漂洗槽连通有自来水供应管。
本发明的上述方案中，在于酸洗后的钢材在一、二、三级漂洗槽中依次漂洗，实现三级漂洗，硫酸和铁离子浓度在一级漂洗槽中最大，在二级漂洗槽中次之，在三级漂洗槽中最低。在配酸过程中，抽取部分一级漂洗槽中的漂洗水，实现对一级漂洗槽中高浓度的硫酸和铁离子的再利用。同时将二级漂洗槽中的部分低硫酸和铁离子浓度漂洗水，以及自来水分别输入至一级漂洗槽（实现一级漂洗槽中的漂洗水中硫酸和铁离子浓度下降，提高其漂洗能力）。同时，将三级漂洗槽中的漂洗水输送至二级漂洗槽，自来水输送至三级漂洗槽，同时实现二级漂洗槽和三级漂洗槽中漂洗水的硫酸和铁离子浓度下降，提高其漂洗能力。由于无传统工艺中的漂洗水处理***，无酸碱中和反应，因此可以实现酸耗的大幅降低以及红泥的零排放。
作为优选，所述一级漂洗槽连通有自来水供应管。
作为优选，所述一级漂洗槽通过第一泵连通所述配酸槽，所述一级漂洗槽连通的自来水供应管上设置有第二泵，所述二级漂洗槽反向连通所述一级漂洗槽的回流管上设置第三泵。
作为优选，所述第二泵和所述第三泵的流速之和等于所第一泵的流速。
作为优选，所述第二泵与第三泵的流速比为0:8至8:0。
作为优选，所述三级漂洗槽反向连通所述二级漂洗槽的回流管上设置第四泵，所述三级漂洗槽连通的自来水供应管上设有第五泵，所述第一泵、第二泵、第三泵、第四泵和第五泵通过同一开关进行控制。
作为优选，所述低温结晶池连通所述配酸槽。
作为优选，所述第三泵、第四泵和第五泵的流速相同。
本发明提供的处理方法，采用如下的技术方案：
一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理方法，包括对钢材进行酸洗的酸洗步骤、对酸洗后的钢材进行漂洗的三级漂洗步骤、对酸洗槽内的排出液进行结晶的低温结晶步骤和为酸洗槽配置酸液的配酸步骤，在配酸步骤中，开启第一泵抽取部分一级漂洗槽中的漂洗水至配酸槽，同时开启第二泵、第三泵、第四泵和第五泵。
作为优选，三级漂洗步骤中，每级漂洗的时间为1-15min。
作为优选，低温结晶步骤的结晶温度为零下50℃至5℃。
通过实施上述技术方案，相比于现有技术，本发明具有如下的有益效果：
与传统工艺不同的是新工艺中没有漂洗水处理***，无酸碱中和反应，从根本上避免了红泥的产生，实现酸耗的大幅降低以及红泥的零排放。
附图说明
附图1为现有技术中钢材酸洗除锈的***流程图；
附图2为本发明所述的钢材酸洗除锈的***流程图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施例对上述技术方案做详细的说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，如附图2所示，包括酸洗槽、与所述酸洗槽连通的一级漂洗槽、与所述一级漂洗槽连通的二级漂洗槽和与所述二级漂洗槽连通的三级漂洗槽以及接收所述酸洗槽排出液体的低温结晶池和用于向所述酸洗槽提供酸液的配酸槽，所述一级漂洗槽连通有自来水供应管和所述配酸槽，在与配酸槽连通的连通管上安装第一泵B1，在自来水供应管上安装有第二泵B2。所述三级漂洗槽通过回流管反向连通所述二级漂洗槽，回流管上安装第四泵B4。所述二级漂洗槽通过回流管反向连通所述一级漂洗槽，回流管上安装第三泵B3，且所述三级漂洗槽连通有自来水供应管，自来水供应管上设有第五泵B5。
本发明的上述方案中，在于酸洗后的钢材在一、二、三级漂洗槽中依次漂洗，实现三级漂洗，硫酸和铁离子浓度在一级漂洗槽中最大，在二级漂洗槽中次之，在三级漂洗槽中最低。在配酸过程中，抽取部分一级漂洗槽中的漂洗水，实现对一级漂洗槽中高浓度的硫酸和铁离子的再利用。同时将二级漂洗槽中的部分低硫酸和铁离子浓度漂洗水，以及自来水分别输入至一级漂洗槽（实现一级漂洗槽中的漂洗水中硫酸和铁离子浓度下降，提高其漂洗能力），在此过程中，保持第二泵B2和所述第三泵B3的流速之和等于第一泵B1的流速。同时，将三级漂洗槽中的漂洗水输送至二级漂洗槽，自来水输送至三级漂洗槽，同时实现二级漂洗槽和三级漂洗槽中漂洗水的硫酸和铁离子浓度下降，提高其漂洗能力，在此过程中，第三泵B3、第四泵B4和第五泵B5的流速相同。所述第一泵B1、第二泵B2、第三泵B3、第四泵B4和第五泵B5通过同一开关进行控制，实现同时开启和关闭。由于无传统工艺中的漂洗水处理***，无酸碱中和反应，因此可以实现酸耗的大幅降低以及红泥的零排放。
实施例2：
一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，如附图2所示，包括酸洗槽、与所述酸洗槽连通的一级漂洗槽、与所述一级漂洗槽连通的二级漂洗槽和与所述二级漂洗槽连通的三级漂洗槽以及接收所述酸洗槽排出液体的低温结晶池和用于向所述酸洗槽提供酸液的配酸槽，酸洗槽设置三级，所述一级漂洗槽连通有自来水供应管和所述配酸槽，在与配酸槽连通的连通管上安装第一泵B1，在自来水供应管上安装有第二泵B2。所述三级漂洗槽通过回流管反向连通所述二级漂洗槽，回流管上安装第四泵B4。所述二级漂洗槽通过回流管反向连通所述一级漂洗槽，回流管上安装第三泵B3，且所述三级漂洗槽连通有自来水供应管，自来水供应管上设有第五泵B5。
基于上述处理***的降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理方法，包括对钢材进行酸洗的酸洗步骤、对酸洗后的钢材进行漂洗的三级漂洗步骤、对酸洗槽内的排出液进行结晶的低温结晶步骤和为酸洗槽配置酸液的配酸步骤。首先依次通过三级酸洗槽进行酸洗，酸洗时间为3-30分钟，本实施例酸洗15分钟。之后，将酸洗后的钢材在一、二、三级漂洗槽中依次漂洗，实现三级漂洗，每级漂洗的时间为1-15min，优选一级漂洗时间长于二级漂洗时间长于三级漂洗时间，在本实施例中，优选依次为10分钟、6分钟和2分钟。硫酸和铁离子浓度在一级漂洗槽中最大，在二级漂洗槽中次之，在三级漂洗槽中最低。在配酸过程中，抽取部分一级漂洗槽中的漂洗水，实现对一级漂洗槽中高浓度的硫酸和铁离子的再利用。同时将二级漂洗槽中的部分低硫酸和铁离子浓度漂洗水，以及自来水分别输入至一级漂洗槽（实现一级漂洗槽中的漂洗水中硫酸和铁离子浓度下降，提高其漂洗能力），在此过程中，保持第二泵B2和所述第三泵B3的流速之和等于第一泵B1的流速，所述第二泵B2与第三泵B3的流速比为0:8至8:0，本实施例优选为1:3。同时，将三级漂洗槽中的漂洗水输送至二级漂洗槽，自来水输送至三级漂洗槽，同时实现二级漂洗槽和三级漂洗槽中漂洗水的硫酸和铁离子浓度下降，提高其漂洗能力，在此过程中，第三泵B3、第四泵B4和第五泵B5的流速相同。所述第一泵B1、第二泵B2、第三泵B3、第四泵B4和第五泵B5通过同一开关进行控制，实现同时开启和关闭。由于无传统工艺中的漂洗水处理***，无酸碱中和反应，因此可以实现酸耗的大幅降低以及红泥的零排放。
酸洗后的废酸经低温结晶的方法进行处理，产出硫酸亚铁和母液，结晶温度为零下50℃至5℃，本实施例优选零至五度。母液进入配酸槽，与加入的硫酸和一级漂洗槽的漂洗液一起进行配酸。
Claims (10)
1.一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，包括酸洗槽、与所述酸洗槽连通的一级漂洗槽、与所述一级漂洗槽连通的二级漂洗槽和与所述二级漂洗槽连通的三级漂洗槽以及接收所述酸洗槽排出液体的低温结晶池和用于向所述酸洗槽提供酸液的配酸槽，其特征在于，所述一级漂洗槽连通所述配酸槽，所述三级漂洗槽通过回流管反向连通所述二级漂洗槽、所述二级漂洗槽通过回流管反向连通所述一级漂洗槽，且所述三级漂洗槽连通有自来水供应管。
2.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述一级漂洗槽连通有自来水供应管。
3.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述一级漂洗槽通过第一泵连通所述配酸槽，所述一级漂洗槽连通的自来水供应管上设置有第二泵，所述二级漂洗槽反向连通所述一级漂洗槽的回流管上设置第三泵。
4.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述第二泵和所述第三泵的流速之和等于所第一泵的流速。
5.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述第二泵与第三泵的流速比为0:8至8:0。
6.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述三级漂洗槽反向连通所述二级漂洗槽的回流管上设置第四泵，所述三级漂洗槽连通的自来水供应管上设有第五泵，所述第一泵、第二泵、第三泵、第四泵和第五泵通过同一开关进行控制。
7.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述低温结晶池连通所述配酸槽。
8.根据权利要求1所述的一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***，其特征在于，所述第三泵、第四泵和第五泵的流速相同。
9.基于权利要求1-8任一项所述处理***的处理方法，其特征在于，包括对钢材进行酸洗的酸洗步骤、对酸洗后的钢材进行漂洗的三级漂洗步骤、对酸洗槽内的排出液进行结晶的低温结晶步骤和为酸洗槽配置酸液的配酸步骤，在配酸步骤中，开启第一泵抽取部分一级漂洗槽中的漂洗水至配酸槽，同时开启第二泵、第三泵、第四泵和第五泵。
10.根据权利要求8所述的处理系方法，其特征在于，三级漂洗步骤中，每级漂洗的时间为1-15min。
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| CN202111067157.2A Active CN113755852B (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种降低钢材酸洗除锈过程中酸耗和减排红泥的处理***及方法 |
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| CN (1) | CN113755852B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114369780A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-19 | 湖北汉唐电力器材有限公司 | 电力铁附件和光伏太阳能支架的热镀锌工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369515A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-25 | Tetsugen:Kk | ステンレス鋼の硫酸酸洗廃液より高純度硫酸鉄を回収する方法 |
| JPH04346684A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-12-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続酸洗ラインにおける変色防止方法および装置 |
| JPH07166383A (ja) * | 1993-12-13 | 1995-06-27 | Nisshin Steel Co Ltd | 金属帯の酸洗装置における酸回収方法および装置 |
| CN111014315A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 马钢(合肥)板材有限责任公司 | 一种提高轧硬卷带钢表面反射率的方法 |
-
2021
- 2021-09-13 CN CN202111067157.2A patent/CN113755852B/zh active Active
Patent Citations (4)
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| CN111014315A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 马钢(合肥)板材有限责任公司 | 一种提高轧硬卷带钢表面反射率的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114369780A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-19 | 湖北汉唐电力器材有限公司 | 电力铁附件和光伏太阳能支架的热镀锌工艺 |
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