[发明专利]从硫酸酸洗废液中回收硫酸铵与氧化铁的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种工业硫酸酸洗废液的污染治理及资源重复利用技术，属于环境保护范畴。

背景技术：

钢铁加工业在磷化、焊接等多种钢材处理工序前，要采用酸洗来清除表面的氧化铁。酸洗时硫酸与氧化铁及表面的金属铁反应，主要生成硫酸亚铁。随着反应的进行，硫酸亚铁含量升高，酸洗液的酸度降低。当酸洗液硫酸浓度降低到2-3％时，必须更新酸洗液，此时的硫酸亚铁重量百分含量约为20％。排放的酸洗废液必须得到治理，常见的治理方法有：

1、石灰中合法。向酸洗废液中投加石灰粉，生成石膏与氧化铁混合浆液，过滤后泥饼做卫生填埋处理，滤出液返回酸洗池回用。该工艺仍然产生大量的固体废物，并且其中的铁资源被浪费。

2、以酸洗废液为原料生产水处理混凝剂。由于受产品用量规模限制，以及酸洗废液中可能含有有害重金属离子等原因，该方法受到局限，不能大规模解决废液问题。

3、氨中和回收法。所用原料为氨、二氧化碳，产品为硫酸铵、硫化铁或氧化铁。硫酸铵可作为化肥，氧化铁可作为炼铁原料。此类方法应用前景较好，但由于以往工艺中存在生成的氧化铁沉淀与硫酸铵溶液分离困难，并且由于得到的硫酸铵纯度较低，品质较差等原因，该类技术仍需继续改进。

发明内容

本发明的目的是应用氨中和沉淀原理，将有害的硫酸酸洗废液资源化利用。化学反应的原理如下：

上述反应形成的细小颗粒沉淀固液分离非常困难，通过本发明手段可以增强沉淀与硫酸铵溶液的分离效果，提高硫酸铵产品的质量品质，并提高氨的利用效率。为达到上述目的，本发明的实施方案如下：

首先酸洗废液通过初滤器过滤去除固体颗粒杂质，然后废液进入中和反应器，在中和反应器中与氨液及氨气发生中和反应，当反应pH值在8～11.5时，形成较完全沉淀。在中和反应进行阶段加入相对于废液重量百分比为0.005％～0.05％的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或聚乙烯苯磺酸钠等有机絮凝剂，输入沉淀过滤器进行过滤分离。沉淀过滤器的滤出液需加热到60～105℃，并保持恒温5～60分钟；滤出液加热后，经再滤器再次过滤除杂；滤渣排到沉淀过滤器，二次滤出液在蒸发结晶器中蒸发、结晶，得到色泽洁白的硫酸铵，可作为化肥商品出售；废蒸汽作为低质热源可作其他用途。沉淀过滤器的滤饼在淋洗器中用氨液淋洗，淋洗的沥出氨液作为中和反应器氨液进料；淋洗后滤饼经干燥器加热干燥，蒸出氨气返回中和反应器，固体干燥物为含少量杂质的氧化铁混合物，可回用于炼铁原料。

本发明的工艺流程图如附图所示，酸洗废液浓度适用范围在重量百分比10～30％。

本发明的优点是：

本发明在治理污染的过程中，将有用资源完全回收利用，无任何资源浪费；

硫酸铵、氧化铁产品的使用量大，可完全被其他工业过程消化；

生产的硫酸铵产品质量好，可满足农肥需要标准；

整个过程氨资源的利用率在90％以上，资源利用率高。

附图说明

图1：本发明的工艺流程图

具体实施方式

实施例1：含硫酸亚铁及废硫酸重量百分比25％的酸洗废液，通过初滤器去除固体颗粒杂质后，废液进入中和反应器；在中和反应进行前加入聚丙烯酰胺溶液，使聚丙烯酰胺在废液中浓度为100ppm(即重量百分比0.01％)，然后在搅拌下加入氨重量百分比25％的氨水进行中和，中和反应的pH值达到8.5时，加入沉淀过滤器进行过滤分离。将滤出液加热到90℃，并恒温10分钟，然后再次过滤除杂；二次滤出液经蒸发、结晶，得到的硫酸铵色泽洁白，结晶产品的铁元素重量百分比0.00047％。产品质量良好。

过滤后的滤饼体积为原废液体积的56％，加入与原废液相同体积的氨重量百分比25％的氨水对滤饼进行淋洗过滤，然后将滤饼加热脱水及干燥，干燥后滤饼的硫酸铵重量含量为6.7％。在沥出液与蒸发氨气回用于中和反应器时，整个流程的氨利用率为86.5％，氨利用率较高。