[发明专利]一种不锈钢清洗废硫酸资源化处理方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢清洗过程中产生的硫酸或硫酸‑氢氟酸废液的资源化利用处理方法，针对该类废液金属盐含量高、腐蚀性强以及现有处理技术存在的固液分离难、二次污染物量大的现状，开发了以循环浓缩、两步结晶为主要内容的不锈钢清洗废硫酸资源化利用技术；本发明生产装置由废酸预处理系统；闪蒸结晶系统、溶析结晶系统以及固液分离系统组成，本发明具有浓缩过程连续化，得到的金属盐固体颗粒大、松散易于分离转运等特点，处理过程产生的硫酸、酸性水可以在不锈钢酸洗过程使用，金属盐可以掺入硫铁矿制硫酸也可以进一步提炼其中的有价金属，实现全要素资源化利用。

技术领域：

本发明属于高浓度危险废液治理领域，具体涉及一种不锈钢酸洗废酸的资源化利用技术。

技术背景：

不锈钢产品在冶炼、热轧等加工过程中表面会形成黑色氧化膜，除去氧化膜的最好方法是酸洗，先用硫酸或硫酸-氢氟酸混合酸清洗驱除氧化膜，再用硝酸进行第二次清洗形成光亮的抗氧化层并增加表面光洁度。这一加工过程产生大量的清洗废酸。

目前处理这类废酸的方法比较多，主要方法有：碱中和沉淀法、低温结晶法、浓缩结晶法等。由于碱中和法产生的废渣已被列入危废名录，该法将被淘汰。《从钢铁酸洗废液回收硫酸和硫酸亚铁》（硫酸工业1972年01期）介绍了从钢铁酸洗废液回收H₂SO₄和FeSO₄·7H₂O的方法和设备，将含18.2%H2SO4和12.8%FeSO4的废液在80℃下预热后于第一和第二蒸发器内蒸发至沸腾，得到浓缩废液，再冷却到-5℃，离心分离得到FeSO₄·7H₂O的晶体和母液，母液含有25%的硫酸和3%的硫酸亚铁，可以用于酸洗当中。

中国专利201410589222.1公开了一种不锈钢硫酸酸洗废液金属元素的回收工艺，通过分级中和沉淀，不同阶段投加不同中和剂，可以实现分别回收硫酸钙以及其他金属氢氧化物。

中国专利201210311772.8公开了一种从钢铁行业酸洗废液中回收硫酸和硫酸亚铁的方法，主要包括冷冻结晶法回收硫酸亚铁技术，强碱性阴离子交换树脂酸阻滞原理回收硫酸技术，一步催化法制取聚合硫酸铁技术，硫酸、硫酸亚铁的回收率高，分别达到82%和97%。

低温结晶法金属盐去除率低；浓缩结晶法得到的硫酸盐晶体颗粒细小且不规则，呈淤泥状，固液难分离，酸回收率低，限制了工业化应用；离子交换树脂酸阻滞法回收的酸含量低，酸洗再利用平衡困难。随着环保政策力度日趋严格，市场需要更好的清洗废酸处理技术。

技术说明：

本发明是针对目前不锈钢酸洗废酸处理技术不足而发明的一种不锈钢酸洗过程产生的废硫酸或硫酸-氢氟酸资源化利用技术。

为达到目标，本发明采用如下技术方案：一种不锈钢清洗废硫酸资源化利用技术，实现过程包括以下步骤：

（1）对不锈钢清洗过程淘汰的废硫酸进行预处理，得到均匀无机械杂质的原料废酸；

（2）对原料废酸进行循环加热，浓缩的同时培养、筛选晶种；

（3）将浓缩后得到的浓缩液通入至调节罐中，并调节到适宜温度；

（4）将浓缩液通入至结晶釜中，再加入溶析剂，控制结晶条件得到含大颗粒金属硫酸盐晶体的浆料；

（5）将金属硫酸盐晶体的浆料通过离心分离，得到回收硫酸和金属硫酸盐。

其中步骤（2）中循环加热的温度为108~124℃，浓缩后的硫酸浓度为30~50%，通过控制循环量调节采出晶种颗粒大小。

所述步骤（3）中调节罐控制温度40~70℃，步骤（4）中结晶釜控制温度20~40℃，结晶时间4~6小时。

所述步骤（4）中溶析剂为质量分数98%的硫酸。加入的溶析剂质量为浓缩液质量的4~17%。