[发明专利]一种不锈钢酸洗废水的资源化利用及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体是一种不锈钢酸洗废水的资源化利用及处理方法。

背景技术

不锈钢因其优良的耐腐蚀性和良好的外观而被广泛应用。尽管不锈钢产品多种多样，冶炼工艺也不尽相同，但要想获得良好的耐蚀性、抗氧化性的不锈钢产品就必须经过酸洗钝化工艺流程。

随着酸洗的过程，金属氧化物不断溶解而进入酸洗液中。原来酸洗液中的氢离子逐渐被金属盐所替代，酸的浓度逐渐降低，金属盐浓度随之升高，因而酸洗液溶解氧化物的速度逐渐减慢，需要不断排出废液，补给新的酸洗液，这种用过的酸洗效果差的废液成为酸洗废水。

不锈钢酸洗废水具有酸度高、毒性强(含镍、铬、氟等毒害污染物)、产量大、难处理(采用常规中和沉淀技术处理不仅消耗大量药剂而且产生大量危险废弃物，处理及处置费用均较高)等特点，对环境和人类的健康有着巨大威胁。

传统不锈钢酸洗废水处理技术药剂成本高、二次污染重、浪费大量有价无机酸和高价重金属资源，且产生的中和污泥属于危险废弃物，处置要求高、费用高。并且，中和沉淀技术相关改进方案均未能有效解决无机酸和重金属分离回收及综合利用的难题。

不锈钢生产过程中产生的大量酸洗废液的处理一直以来都是钢铁企业的难题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中，不锈钢酸洗废水处理技术药剂成本高、二次污染重、浪费大量有价无机酸和高价重金属资源，且产生的中和污泥属于危险废弃物，处置要求高、费用高等问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种不锈钢酸洗废水的资源化利用及处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)蒸酸

将不锈钢酸洗废水置于内衬为聚四氟乙烯的反应槽中，加入浓硫酸进行减压蒸发，得到蒸酸后的结晶；

所述不锈钢酸洗废水和浓硫酸的体积比范围为5︰2～10︰1；

所述浓硫酸的浓度范围为95.0～98.0％；

所述减压蒸发过程中温度为100～220℃，时间为1～3小时；

2)氧化Fe²⁺

2.1)将步骤1)中得到的结晶加水溶解得到混合物A；

所述水与结晶的质量比范围为1:1～2:1；

2.2)将步骤2.1)中得到的混合物A中加入碱性物质，将pH调节至0.5～1，得到混合物B；

2.3)将步骤2.2)中得到的混合物B进行曝气0.2～1小时；

3)萃取

将步骤2.3)中得到的经过曝气处理后的混合物B加碱性物质调节pH值至0.5～2.0后，加入有机相萃取剂进行萃取、分液，得到萃取相和萃余相；

所述萃取相为上层液体，所述萃余相为下层液体。

4)反萃取

4.1)将步骤3)中得到的萃取相中加入反萃剂，反萃分相后得到含铁水相和空白有机相；

4.2)将含铁水相中加入碱性物质，调节pH值至2.5～8.0，沉铁过滤，得到高铁含量滤渣和滤液A；

4.3)将空白有机相中加入中和剂，分相后得到滤液B和可再生使用的萃取剂；

所述可再生使用的萃取剂作为步骤3)中有机相的萃取剂循环使用；

5)重金属的资源化回收

5.1)将步骤3)中得到的萃余相中加入三聚氰胺，调节pH值至2～5，在20～100℃条件下反应0.5～1小时后，压滤得到铬渣和滤液C；

所述三聚氰胺可以选择性的吸附络合铬和低浓度的铁，除铬率到达99.5％以上，除铁率达到99.9％以上，镍的损失率为3％以下。

5.2)将步骤5.1)中得到的铬渣置于300～400℃的回转窑中，三聚氰胺加热升华；空气泵鼓入气体带出升华气体，经冷凝装置冷却回收三聚氰胺循环使用，同时经过焙烧得到高含量的铬渣；

5.3)将步骤5.1)中得到的滤液C中加入碳酸钠，调节pH值至9～10，得到高纯度的碳酸镍和滤液D；

6)水的循环利用

6.1)所述步骤4.2)中得到的滤液A、步骤4.3)中得到的滤液B和步骤5.3)中得到的滤液D聚合得到滤液E；

6.2)将步骤6.1)中得到的滤液E中加入氢氧化钙，直至没有硫酸钙沉淀生成，压滤得到硫酸钙和滤液F，所述硫酸钙用作建筑材料和水泥原料，滤液F作为步骤2.1)中的水进行循环。