硫酸洗液硫酸鐵鹽處理法
硫酸鐵鹽法
此法的特點(diǎn)是廢液中的鐵能夠再利用，因此，受到研究人員重視，逐漸形成了較成熟的實(shí)用技術(shù)。以下六種方法，已投入生產(chǎn)實(shí)踐。
(1)濃縮—過濾—自然結(jié)晶法
又名鐵屑法，先將硫酸廢液與鐵屑置于一個(gè)反應(yīng)槽中充分反應(yīng)，再將溶液加熱到100℃，反應(yīng)2h，再加熱濃縮后自然冷卻，使硫酸亞鐵結(jié)晶析出，最后由甩干機(jī)脫水烘干。其工藝流程見圖1。
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該法可以從酸洗廢水中回收低、中、高三級(jí)硫酸亞鐵，供工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化學(xué)試劑用。具有簡(jiǎn)單易操作、投資少、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但只能回收硫酸亞鐵，不能回收硫酸，處理能力小;產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)周期長，比較適合于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)小型生產(chǎn)。首鋼特殊鋼公司采用該法處理軋鋼酸洗廢液，經(jīng)離心甩干后，殘液含酸濃度為0. 5%，硫酸亞鐵為150~170g/L。
(2)浸沒燃燒高溫結(jié)晶法
該法的主要原理是將煤氣和空氣燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔，直接噴入廢酸水，使水分蒸發(fā)，濃縮了硫酸，同時(shí)析出硫酸亞鐵。工藝流程見圖2。
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在二十世紀(jì)六七十年代，上海、天津、吉林等地采用浸沒燃燒高溫結(jié)晶法將濃度12% ~15%廢酸提高到45% ~57%，同時(shí)生產(chǎn)含一個(gè)結(jié)晶水的硫酸亞鐵(FeSO4·H2O)。該法的優(yōu)點(diǎn)是熱效高，再生酸濃度高，設(shè)備較易解決;缺點(diǎn)是酸霧大，需用可燃?xì)怏w，較適用于處理量大的廢酸。
(3)蒸汽噴射真空結(jié)晶法
將廢酸液用霧化效率高的噴頭噴射到燃燒著的火焰上，使水分蒸發(fā)，一般可得到約35%的硫酸和部分FeSO4·H2O。其工作原理是:通過蒸汽噴射器和冷凝器，使蒸發(fā)器和結(jié)晶器保持一定的真空度。
當(dāng)溫度適宜廢液通過時(shí)，其中的水分在絕熱狀況下蒸發(fā)，從而濃縮了廢液，降低了廢液溫度，相應(yīng)地降低了硫酸亞鐵的溶解度，增加了它的過飽和程度。同時(shí)蒸發(fā)器中由于硫酸的加入，使硫酸亞鐵的過飽和程度進(jìn)一步提高。在此情況下，硫酸亞鐵結(jié)晶析出。此方法要求使用的材質(zhì)有較高的耐腐蝕性，易于產(chǎn)生二次污染或運(yùn)行不穩(wěn)定而不能正常生產(chǎn)。
(4)蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)晶法
其基本原理是利用負(fù)壓蒸發(fā)濃縮廢液，然后在低溫下從廢液中析出硫酸亞鐵結(jié)晶并得到再生硫酸。適用于回收大型鋼鐵廠的酸洗廢液中的硫酸亞鐵和硫酸。其工藝流程見圖3。
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二十世紀(jì)70年代初，上鋼三廠在上海市政工程設(shè)計(jì)院的協(xié)助下，制訂了蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)晶—鹽酸分離工藝。整個(gè)過程不產(chǎn)生二次污染，達(dá)到無害化處理的要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
(5)調(diào)酸—冷凍結(jié)晶法
冷凍結(jié)晶處理硫酸酸洗廢液，是通過控制硫酸亞鐵從廢液中結(jié)晶的條件，使硫酸亞鐵結(jié)晶分離。達(dá)到凈化酸洗廢液及回收硫酸亞鐵的效果。其主要流程是向廢酸洗液中加濃硫酸，使硫酸的重量百分比濃度調(diào)至22% ~25%，再用致冷法使廢液溫度由20~40℃降至0~3℃，以降低硫酸亞鐵的溶解度并結(jié)晶析出，經(jīng)過濾固液分離。回收硫酸亞鐵，并將除去硫酸亞鐵的再生酸回用。調(diào)酸—冷凍結(jié)晶法具有工藝流程短、設(shè)備投資省、動(dòng)力消耗小、勞動(dòng)定員少、運(yùn)行費(fèi)用低和易操作、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。適合我國中小型企業(yè)少量鋼材硫酸酸洗廢水的治理。是二十世紀(jì)八九十年代國內(nèi)外較多鋼鐵企業(yè)采用的比較成熟的方法。鐵道部隆昌工務(wù)器材廠自1985年冷凍結(jié)晶廢酸洗液處理系統(tǒng)投入運(yùn)行以后，運(yùn)轉(zhuǎn)一直正常，并取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。根據(jù)該廠的鋼材酸洗量計(jì)算，該廠每年可回收硫酸亞鐵約320，t再生硫酸約250，t每年的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)4萬元，扣除電費(fèi)及人工工資略有盈余。更重要的是，酸洗廢液不再排放，大大降低了對(duì)環(huán)境的污染，取得明顯的環(huán)境效益。
(6)堿液—硫酸亞鐵共沉淀法
該法是將中和法和硫酸亞鐵法結(jié)合起來處理酸性廢水的。其基本原理是:在廢水中加入堿液或石灰以中和酸性廢水，生成硫酸鈉。生成的硫酸鈉仍具有一定的溶解度，需投入聚丙烯酰胺絮凝劑，使金屬離子聚集沉降。采用兩級(jí)處理，將第一級(jí)處理所得的沉渣用攪拌器攪拌，以破壞沉淀與液相中離子的平衡，再經(jīng)中和塔，使其充分反應(yīng)，再進(jìn)行第二級(jí)沉降處理，以獲得較好的效果。本法適合于處理含硫濃度較高的酸性廢水。1995年建成的寧波和森鋼管有限公司，同時(shí)建成酸性廢水治理裝置，廢水處理能力達(dá)10t/h，占地面積約300m2，總投資17萬元。
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