[发明专利]利用萃取法处理轧钢酸洗废液的方法

说明书

本发明属废水处理领域，尤其涉及用萃取法处理轧钢酸洗废液的方法。

钢材冷轧前需消耗大量盐酸进行酸洗，以清除表面氧化铁皮。一般中型轧钢厂每天排出废酸多达数十吨乃至上百吨，废酸中含有中等浓度的盐酸和高浓度的铁盐，典型组成为：盐酸浓度5-8%，铁含量约为200克/升。由于盐酸和铁盐浓度均较高，通常处理酸性废水的方法无能为力。多年以来国内外均在发展回收盐酸和综合利用其中铁盐的方法。国内某厂曾建成一套中和凝絮沉淀的处理装置，但因直接中和需消耗大量的碱，致使无法运行而废置。国外发展的结晶法，蒸发浓缩法和喷雾焙烧法虽然能再生盐酸（于政禄编：《带钢连续酸洗》冶金工业出版社，1976，232-239页，由于均需在盐酸气氛下600℃以上高温焙烧，因而带来下述致命的缺点：

（1）工艺流程复杂，设备投资大，能耗高;

（2）高温下抗盐酸腐蚀材料难于解决，目前尚需国外进口;

（3）焙烧过程盐的浓缩物和氧化铁容易在设备中造成堵塞，结疤;

（4）焙烧产生的氧化铁粉尘造成二次污染，三废处理过程又消耗大量投资。

武钢冷轧厂1978年由西德陶瓷化学公司（Keram    Chemie）引进两套流化床喷雾焙烧盐酸再生机组（Lurgie法）（于志行：《盐酸再生》），由于上述缺点而不能在国内推广。近年来国内有些厂家试图用电渗析和反渗透技术处理废酸，但由于冷轧废酸中盐酸和铁盐浓度均很高而难于实现。目前国内冷轧酸洗废酸的处理及综合利用问题尚未解决。

发明专利CN85108552A《含铁盐酸酸洗废液的处理方法》提出的处理废酸技术为：“将废液中的二价铁氧化成三价铁，用萃取剂分出其中铁盐，余下的酸液循环使用。”“氧化剂用过氧化氢溶液或氯气等，萃取剂可用碳链为C₅-C₁₈的三级胺或四级铵盐（含-甲基或-乙基）等。“其缺点为：（1）萃取过程萃取废液中的铁，废酸继续保留在水相中，处理过程不能使废液中的稀酸增浓，然而在配制新酸洗液时，由于酸洗池体积一定，只能使用一部分回收的稀酸，连续运行会产生稀酸积累，造成贮存困难;（2）胺类萃取剂萃取反应过程较慢，增大了设备体积;（3）采用过氧化氢溶液作为氧化剂提高了成本。

本发明的目的在于提出一种改进的溶剂萃取法处理轧钢酸洗废液的技术，能有效的回收盐酸供酸洗重复使用，便于综合利用所含铁盐生产三氯化铁，氧化铁黄和氧化铁红等化工原料副产品。

本发明的主要技术特征为（1）以TBP（磷酸三丁酯）或者TBP（磷酸三丁酯）-煤油溶液作为萃取剂;（2）不需要氧化废酸中的二价铁，利用二价铁不被TBP萃取，且对盐酸萃取有盐析效应的特点，用TBP或者TBP-煤油溶液直接萃取盐酸，而将铁保留在水相萃残液中，实现废酸中盐酸和铁盐的分离。冷轧酸洗废液典型组成为：盐酸浓度5～8%左右，铁浓度约为200克/升。本发明方法也适用于其它含二价铁的盐酸废液。

本发明的目的是这样实现的，首先将酸洗池排出的废酸过滤，然后用TBP或TBP（煤油）作为溶剂萃取废液中的盐酸，经多级逆流萃取后实现盐酸与铁的分离：废酸中90%以上的盐酸进入有机相，绝大部分铁保持在萃余水相中，然后对两相分别进行处理。负载有机相用水反萃，经多级逆流反萃后可以得到浓度5-8%以上的盐酸（含有少量铁），酸回收率可达70-80%以上。反萃所得的盐酸送至酸洗池循环使用，溶剂经水洗涤后可重复循环使用。根据厂房条件萃取设备可选用立式萃取柱或卧式混合澄清槽，也可采用离心萃取器。萃残液中的铁，可根据厂家要求选取不同处理方式生产下列副产品：

①用氯气氧化生产液体三氯化铁或进一步生产固体三氯化铁;

②鼓人热空气或加热氧化，同时加入适量NaOH产生Fe（OH）₃沉淀作为晶核，经过滤干燥后生产氧化铁黄;

③氧化铁黄在600-700℃下焙烧生产氧化铁红。

溶剂萃取法处理冷轧酸洗废酸具有良好的经济效益和技术可行性，其优点如下：

（1）化害为利，变废为宝，采用溶剂萃取法处理废酸可实现废酸中盐酸和铁盐的分离，除回收盐酸供酸洗重复使用外，并可生产三氯化铁，氧化铁黄，氧化铁红等化工原料副产品。三氯化铁可用于净水，电讯与印刷制版以及颜料、染料、药物等生产，质量优良的三氯化铁可以出口创汇。氧化铁黄。氧化铁红均可用于油漆的颜料，以及橡胶、电子、玻璃和化妆品等的制造。氧化铁红如进一步深加工，可生产昂贵的铁磁材料。因而溶剂萃取法处理废酸流程具有很好的发展前途。