[发明专利]一种钢材盐酸酸洗废液资源化处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于酸洗废液资源化利用领域，具体涉及一种钢材盐酸酸洗废液资源化处理的装置及方法。

背景技术

未来几年我国人均钢铁消费将持续攀升，建筑机械等下游行业保持增长，钢材加工行业会得到进一步发展。酸洗工艺是钢材加工过程中重要的一个环节，金属酸洗废液排放量也将有所提升。盐酸、硫酸作为酸洗工艺中最主要的清洗剂，盐酸酸洗因剥离作用使基铁损失较硫酸要少而被广泛使用，故目前钢材酸洗基本以盐酸酸洗工艺为主。钢材盐酸酸洗废液中含有大量残留盐酸及金属铁离子，目前已被国内外列为危险废物进行管理，并且对残留铁排放作了严格限制，如欧美总铁排放标准严格控制在10mg/L以下，中国浙江省的地方标准《酸洗废水排放总铁浓度限值》（DB 33/844—2011）也严格规定了总铁排放限制在2-10mg/L,对于太湖流域执行了2mg/L的特别标准。酸洗废液的酸含量在5-10%，总铁含量一般在50-150g/L，如果不加处理随意排放必将对水生态环境造成极大危害。

目前常用的酸洗废液处理方法有传统的中和法和资源化利用技术。传统中和法由于处理成本高，沉淀污泥处置难等弊端已被大多数企业淘汰。而高温焙烧法、蒸发结晶法、离子交换法、膜处理法、蒸发蒸馏法等资源化处理技术深受企业青睐。高温焙烧法由于回收盐酸和氧化铁粉的经济价值高，被大型钢铁企业工业化运用，但该方法前期投资大、设备以及工艺要求严格。蒸发结晶法处理成本低，但是结晶处理后外排液残留铁含量无法达标。离子交换法和膜处理法的运用也受高浓度铁含量的限制，易造成树脂和膜污染。蒸发蒸馏法具有设备简单、处理成本低等优势，深受小型钢铁企业青睐，但对盐酸废液蒸发蒸馏时，会遇到盐酸-水恒沸物障碍，导致回收盐酸浓度不高，回收不彻底等缺点。

加盐蒸馏技术可以改变盐酸-水气液平衡曲线，提高回收盐酸浓度。同时，废液中的大量铁成分可以用来制备液态混凝剂，盐的加入可以提高铁的聚合度，改善混凝效果。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种钢铁盐酸酸洗废液资源化处理装置及方法。

本发明一种钢铁盐酸酸洗废液资源化处理装置，包括废液槽、热量交换器、蒸馏塔、冷凝器、洗涤塔、吸收液罐、回收盐酸储液罐及搅拌反应器；

所述的废液槽内设置有搅拌装置，废液槽的出料口与蒸馏塔的进料口连接，蒸馏塔的釜液出料口与搅拌反应器的进料口连接，蒸馏塔的塔顶气相出口与冷凝器的进气口连接，冷凝器的冷凝液出口分别与回收盐酸储液罐的进料口、洗涤塔的底端进气口连接，洗涤塔的出液口与吸收液罐进液口连接，洗涤塔的顶端设有喷淋头，喷淋头通过泵与吸收液罐的出液口连接，蒸馏塔进料管道与蒸馏塔气相出口管道分别与热交换器相连。

本发明一种钢铁盐酸酸洗废液资源化处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤一.向盐酸酸洗废液中加入固体氯化钙或者氯化镁，在常压下对盐酸酸洗废液进行间歇蒸馏操作；

取盐酸酸洗废液置于蒸馏釜中，加入固体氯化钙或者氯化镁，固体的加入量为0.75-1.25mol/L。加热蒸馏，待馏出冷凝液收集量与盐酸废液加入体积比为(3～4)︰10时，停止蒸馏；

步骤二.在搅拌条件下向蒸馏母液中加入氧化剂氯酸钠、稳定剂磷酸钠或者磷酸二氢钠，在常温常压下进行氧化、聚合反应；

向步骤一处理后的盐酸酸洗废液蒸馏母液中加水稀释防止结晶析出，在不断搅拌下向盐酸酸洗废液蒸馏母液中加入稳定剂磷酸钠或者磷酸二氢钠，稳定剂与盐酸酸洗废液中铁含量的摩尔比为0.075-0.1，以溶液滴加方式加入氧化剂氯酸钠，氯酸钠，氯酸钠与盐酸酸洗废液中铁含量的摩尔比为0.18，控制混合液氧化反应时间为1 h；

步骤三.熟化

将步骤二中的混合液静置熟化24 h，即得到液态聚合钙铁、镁铁复合混凝剂。

本发明所具有的有益效果：

本发明采用加盐蒸馏技术，加入氯化钙、氯化镁可以改变盐酸-水的气液平衡曲线，改善蒸馏效果。液态聚合氯化钙铁、镁铁是一种新型复合无机混凝剂，钙、镁的添加可以提高聚合氯化铁的聚合程度，并且钙、镁离子能够发挥电中和以及沉淀网捕作用，改善混凝效果。本发明具有生产工艺简单，投资少的优点，同步实现盐酸回收及制备聚铁混凝剂，可实现钢材酸洗废液的零排放。同时回收的盐酸和制备的新型复合混凝剂均有较高的经济价值，可以达到资源回用、以废治废的目的，兼具环境价值及经济价值。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

具体实施方式