[发明专利]钢材酸洗废酸液的处理与回收方法及设备

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种钢材酸洗废酸液的处理与回收方法及其设备。

【背景技术】

在钢材生产或中间热处理后的制管，在冷加工之前，钢或铁制品电镀前，应清除掉外表面的氧化铁皮。目前除氧化铁皮的方式，基本上使用酸洗技术，酸洗生产过程中，使用浓度较大的酸液(15％～25％)对钢材进行酸洗处理。所谓的废酸液是指经过酸洗使用而使酸洗液中酸的浓度降低，铁盐的含量增加，从而使酸洗能力不能满足生产速度或质量要求的酸洗液，这时的溶液中仍含有将近10％左右的酸，也含有20％或者更多的铁盐。如果对该废酸液不进行处理，排入下水道，残酸会腐蚀水泥和混凝土及周边土地，并破坏水体中的碳酸钙平衡，而使水中动物死亡，有害于农作物，因此凡不进行浓缩或再生的废酸污水，在排放之前必须进行废酸水的处理，否则会受到国家《环境保护法》的处理。

目前国内外废酸的处理方法分为：①直接中和处理；②自然结晶降铁法；③浓缩结晶法；④蒸汽喷射真空结晶法。

直接中和处理的原理：在废酸量较少或缺少处理设备的小型生产线，将废酸直接与中和药剂(如石灰石乳、电石渣)混合，通过中和反应，中和其中的酸，使铁离子和酸根离子分别以化合物的形态析出。然后将PH值调到沉降，沉降后的水可以排污。其缺点是中和药剂成本高、费用大，酸液不能回收利用，并有影响环境物质排放。

自然结晶降铁法的原理：将在线已不能使用的废酸洗液泵入贮槽中，放置冷却，这时将有一部分酸亚铁水合物(即铁盐)析出，使铁盐含量降低，酸含量升高，将固态的酸亚铁水合物分离，这样得到的酸洗液仍可用于酸洗，而酸亚铁水合物作为副产品利用。其缺点是酸液中含铁盐量较高，重复使用时间短，又很快不能满足生产，处理频繁，处理三至四次后就不能再进行利用。

浓缩结晶法的原理：此法与自然结晶降铁法类似，采用蒸发去水使酸亚铁水合物析出，该法需将废酸液在真空减压下加热脱水，然后降温，使其中酸亚铁析出。其缺点是设备投资大，操作麻烦，能耗大。而蒸汽喷射真空结晶法也存在类似缺点。

【发明内容】

鉴于目前公知技术存在的问题，本发明要解决的技术问题是在于提供一种节能、处理后的酸液其酸液浓度高，含铁盐量与新酸液相当，可以实现钢材酸洗过程中零排污、完全符合环保要求的钢材酸洗废酸液的处理与回收方法，并提供一种使用该废酸液处理与回收方法的设备。

为解决上述技术问题，本发明是采取如下技术方案来完成的：

一种钢材酸洗废酸液的处理与回收方法，其特征在于其方法步骤为：a.将过滤后的废酸液在结晶贮槽内进行强制冷却，使铁盐结晶；b.根据废酸液浓度加入浓酸，并进行搅拌，使酸液浓度达到22％～24％；c.在固液分离贮槽内将酸液和沉淀下来的铁盐进行固液分离。所述强制冷却温度为1～10℃。

为了可以实施上述方法，本发明还提供了一种用于钢材酸洗废酸液的处理与回收的设备，其特征在于：所述废酸液的处理与回收设备包括制冷机组和依次连接的废酸泵、压滤机、废酸液冷却结晶贮槽、固液分离贮槽，废酸液冷却结晶贮槽与制冷机组连接。所述制冷机组的蒸发器直接安装在废酸液冷却结晶贮槽内。

根据以下的化学原理：当溶液中酸浓度加大、则含水量减少，相应铁盐的溶解量减少；及温度越低时铁盐溶解度越低。所以本发明采用的强制冷却和在废酸液中加入浓酸的方法都可以有效降低酸溶液中溶解的铁盐含量，使铁盐主要以酸亚铁水合物结晶的形式沉淀下来，这样处理后的酸溶液其酸液浓度高，含铁盐量与新酸液相当，进行固液分离后，所产生的酸亚铁水合物(即铁盐)作为化工原料利用，达到零排放目的。与现有技术相比，本发明具有显著的社会效益和经济效益。本发明中提供的废酸液处理与回收设备，由于制冷机组的蒸发器直接安装在废酸液冷却结晶贮槽内，使废酸液直接与制冷机组换热，充分利用了热量，提高了能源利用率，具有明显的节能效果。

【附图说明】

本发明有如下附图：

图1为本发明的钢材酸洗废酸液处理与回收设备示意图

【具体实施方式】

附图表示了本发明的技术方案及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节及其工作原理。

参照附图1，该钢材酸洗废酸液的处理与回收设备，包括制冷机组5和依次连接的废酸泵1、压滤机2、废酸液冷却结晶贮槽4、固液分离贮槽7，所述制冷机组的蒸发器3直接安装在废酸液冷却结晶贮槽内，所述废酸液冷却结晶贮槽内还设有搅拌机8，所述固液分离贮槽7的酸液出口与酸泵6连接。

该钢材酸洗废酸液的处理与回收方法是，将在线已不能使用的废酸液用废酸泵泵入压滤机进行压滤，除去杂质作为滤饼排出，然后不含其它杂质的废酸液进入冷却结晶贮槽，在冷却结晶贮槽内，在搅拌机的搅拌下，废酸液与制冷机组的蒸发器进行充分换热，废酸液冷却到1～5℃，这时测量酸浓度，根据测量结果添加浓酸，使酸液含酸浓度达到22％～24％，这时酸亚铁水合物大量析出结晶，成为固态，酸溶液的含铁盐将小于200～250g/L(与钢材酸洗新酸液相当)，最后，酸液和结晶体进入固液分离贮槽进行固液分离，得到酸亚铁水合物，而酸液通过酸泵回到酸洗槽，充分利用，其效果等同新酸洗液，达到零排放目的。酸亚铁水合物作为化工原料利用，其产生的经济效益与废酸处理过程中所产生的能源消耗价格相当，很节能。