[发明专利]一种废硫酸的资源化回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种废硫酸的资源化回收工艺，特别涉及冶金行业含硫酸亚铁、硫酸的不锈钢冷轧酸洗废液的治理技术领域。

背景技术

钢铁材料或制品表面处理过程中产生的废硫酸，治理方法可分为三类：(1)废酸回收：通过高温蒸发、多级冷凝、喷雾焙烧、锅式浓缩等物化工艺，进行再生酸回收。其缺点是工艺流程长、设备故障多易腐蚀，周围环境污染严重，属于低附加值利用(CN 1557739A等)；(2)亚铁回收：通过冷冻结晶、真空浓缩、扩散渗析、树脂吸附、化学萃取等工艺，分离得到硫酸亚铁，进而制备铁红、铁黄、聚铁等产品(CN 1709800A等)。其特点是设备多、能耗高(US 3,743,484等)、操作较复杂(CN 1616717A等)，工艺条件不易控制(CN1417129A等)，甚至还需要额外添加浓硫酸(CN 1164579A等)；(3)中和处理：投加过量石灰乳，确保出水达标。其缺点石灰耗量大，产生超量难以利用的混合污泥。

在不锈钢产品(板、卷、管、条、线、坯等)的冷轧酸洗工序中，硫酸及其与硝酸、氢氟酸、盐酸等无机酸、缓蚀剂组成的混酸被广泛使用。随着酸洗时间的延长，酸液中溶解的各种重金属离子(Meⁿ⁺)含量不断升高，而游离H⁺含量不断降低，酸洗效果显著下降，最终形成酸洗废液。

与常规废硫酸相比，此类废硫酸含有较高浓度的H⁺、SO₄^2-、Fe²⁺，以及浓度范围波动较大的Cr³⁺、Ni²⁺等重金属离子和F^-，成分复杂，处理和利用难度更大。目前，不锈钢冷轧酸洗工序产生的废硫酸大都混排入废水调节池，过量投加石灰乳，通过中和沉淀进行末端治理，所产生的大量混合污泥，被归属于危险废物，需耗费巨资妥善处置。

聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁，简称聚铁，液体产品为红褐色粘稠透明液体，在水溶液中PFS会水解产生大量的聚合阳离子及络合阳离子。与传统无机盐类混凝剂相比，具有絮粒形成速度快、颗粒密实、比重大、沉降速度快、对于各种废水中COD、BOD、色度及重金属去除效果好、对水温及pH值适应范围广等优点，因此，目前在各类废水处理中广为应用。

以含铁废渣(CN 1446752A等)、硫铁矿烧渣(CN 1049487A等)、炼钢尘泥(CN 1081653A等)、钛白厂废酸(CN 1621353A，CN 101249987A等)、工业硫酸(CN 1052293A等)、有机淀粉废水(CN 101348294A等)等为原料制备PFS的专利，已有公开报道，具体工艺涉及直接氧化(以H₂O₂、NaClO、KClO₃、MnO₂等为氧化剂，如CN 1052293、CN 1421393A等)、催化氧化(以HNO₃、NaI、Zn(NO₃)₂、Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂、Al₂(NO₃)₂等为催化剂，如CN1156127A，CN 1101896A等)、两步氧化(CN 1071895A等)等几种。归纳起来，发现现有技术在生产PFS时存在如下缺点：(1)反应时间需要10～18个小时，导致设备利用率低，生产成本高；(2)催化剂用量大，生产过程中排放氮氧化物尾气，污染环境，危害人身健康；(3)反应过程中对酸度依赖性大，以确保产品的稳定性，但酸度过低，储存时间稍长，即会影响PFS的絮凝效果；(4)聚合过程常需高温高压，设备投资大，运行费用高。

因此，若能妥善处理不锈钢冷轧工序产生的废硫酸，生产聚合硫酸铁产品，对于综合利用其中有价资源、减少污染物排放，意义重大。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种利用不锈钢生产过程中产生的废硫酸生产聚合硫酸铁的方法，达到资源利用、减少污染物排放的目的。

本发明的技术方案是：一种废硫酸的资源化回收工艺，包括沉淀除杂和聚铁合成工序，该方法包括以下步骤：

(1)沉淀除杂：将来自不锈钢酸洗工序的废硫酸加入调质剂进行沉淀除杂；所述调质剂由硫化物与含Al³⁺的物质组成；