一種新型以廢鹽酸為原料的液體氯化亞鐵制備技術(shù)

吳 濤潘仁華徐繼生任建章（1.浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310000；.浙江富春江通信集團有限公司，浙江 富陽 311400）

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一種新型以廢鹽酸為原料的液體氯化亞鐵制備技術(shù)

吳 濤1，2潘仁華2徐繼生2任建章2
（1.浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310000；2.浙江富春江通信集團有限公司，浙江 富陽 311400）

摘 要：隨著我國冶金冷軋工業(yè)高速地發(fā)展，現(xiàn)已進入了節(jié)能環(huán)保的新時代，帶鋼酸洗產(chǎn)生的大量的廢鹽酸成了該行業(yè)面臨環(huán)保的新問題。目前所使用的回收方法主要以廢鹽酸焙燒為主，消耗了大量能源，且很難從中獲得經(jīng)濟效益。本研究項目經(jīng)過大量實驗，開發(fā)了一種新型的以廢鹽酸為原料制備液體氯化亞鐵的工藝技術(shù)，達到了“變廢為寶”的功效。

關(guān)鍵詞：冷軋；廢鹽酸；焙燒；液體氯化亞鐵

在工業(yè)廢水處理工藝中，特別是堿性工業(yè)廢水的處理，常常要用到液體氯化亞鐵，特別是造紙行業(yè)，產(chǎn)生大量的堿性廢水，對這類廢水的處理更要用到大量的氯化亞鐵。本研究對此進行了大量實驗研究，獲得了將廢鹽酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫囊后w氯化亞鐵的工藝方法。一方面消化了大量廢鹽酸，另一方面獲得了具有實用價值的液體氯化亞鐵。且液體氯化亞鐵的成分標(biāo)準(zhǔn)，完全符合HG/T4200-2011標(biāo)準(zhǔn)的要求，這一工藝不需要消耗大量能源，實現(xiàn)了既環(huán)保又節(jié)能的目的。

1 技術(shù)背景

帶鋼酸洗產(chǎn)生大量的廢鹽酸，其中的主要成分見表1。

表1鋼帶酸洗廢鹽酸中的主要成分含量

由表1可以看出，廢鹽酸中含有游離酸、溶解后的氯化亞鐵和大量酸不溶物。酸不溶物也就是酸性固體廢物。為了處理這些廢鹽酸，人們發(fā)明了很多方法，如：中和沉淀過濾法、高溫蒸發(fā)結(jié)晶法、噴霧焙燒法等等。但這些方法都有一定的局限性，要么處理后產(chǎn)生的物質(zhì)仍具有污染性，要么處理代價太大，能源消耗太多。

如果能找到一種可以間斷生產(chǎn)，小批量處理，成本不高，能耗較低，處理后的獲得物同樣可以利用的一種處理廢鹽酸的方法，將是很有價值很有前景的實用技術(shù)。

2 技術(shù)難點

本研究所解決的技術(shù)難點有：

（1）要使廢鹽酸達到HG/T4200-2011標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于液體氯化亞鐵的成分標(biāo)準(zhǔn)，首先要解決廢鹽酸中酸不溶物問題，要找到一種科學(xué)、高效、廉價的濾除酸不溶物的工藝方法。

（2）廢鹽酸的各項組分是不穩(wěn)定的，也就是說，每一批排出來的廢鹽酸的化學(xué)成分可能有所差別，必須從源頭上控制廢鹽酸的排放，使之具有良好的可處理性，能夠方便的處理成符合HG/T4200-2011標(biāo)準(zhǔn)要求的液體氯化亞鐵。

3 工藝流程

（1）對照標(biāo)準(zhǔn)

按照HG/T4200-2011《中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，用于水處理藥劑的液體氯化亞鐵的化學(xué)指標(biāo)見表2。

表2液體氯化亞鐵技術(shù)要求（水處理用）

（2）準(zhǔn)確化驗

對帶鋼酸洗產(chǎn)生的廢鹽酸的各項化學(xué)指標(biāo)進行化驗分析，這一步要根據(jù)本廠廢鹽酸的排放規(guī)律，掌握每批排放的廢鹽酸的大致化學(xué)成分，對廢鹽酸儲罐進行代表性取樣，也就是對儲罐的不同部位分別取樣進行化驗分析。

（3）調(diào)配濃度

根據(jù)化驗分析結(jié)果，調(diào)配氯化亞鐵的濃度。要實現(xiàn)這一點最簡單的方法就是控制廢鹽酸的排放指標(biāo)，在車間的酸洗線上，為了能夠更好地處理廢鹽酸，對酸洗排放廢鹽酸加以約束。檢修時產(chǎn)生的油性廢水、帶鋼的沖洗廢水、其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生的液體廢物一律不準(zhǔn)進入廢鹽酸儲罐。這就要求車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)給予配合，必要時采取一些工藝措施或增加一些工藝裝備。如氯化亞鐵濃度低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20%，可以有選擇性地用較高一些濃度的廢鹽酸充裝到廢酸儲罐中。

4 工藝控制

（1）嚴(yán)格控制新鹽酸的采購進廠，明確新鹽酸進廠標(biāo)準(zhǔn)，對每一批進廠的新鹽酸進行化驗，同時化驗樣品留存?zhèn)浞葜辽僖粋€月，即新鹽酸的樣品備份留存時間要長于一個廢鹽酸罐裝滿廢鹽酸的時間。確保進廠新鹽酸符合國家標(biāo)準(zhǔn)，同時符合表2所列砷（As）、鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鋅（Zn）的含量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）控制車間廢鹽酸排放標(biāo)準(zhǔn)，針對廢鹽酸的排放，制訂相應(yīng)的工藝規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行。車間廢鹽酸是從酸洗線上的一號循環(huán)罐向外排放的。每次排放前對一號循環(huán)罐取樣化驗，確保氯化亞鐵和游離酸基本符合表2的要求。

（3）對廢鹽酸儲罐進行不同部位分別取樣化驗，對廢鹽酸儲罐加以改造，在罐體的底部以上不同高度開孔并安裝截止閥。在經(jīng)過一定時間的沉淀后，通過化驗決定抽取某一層的廢鹽酸進行處理，這時，廢鹽酸中的酸不溶物比較低。

（4）采用耐酸石英砂過濾器對廢鹽酸進行過濾，對過濾后的廢鹽酸進行化驗，符合標(biāo)準(zhǔn)的濾后產(chǎn)品即成為合格的液體氯化亞鐵。

（5）對廢鹽酸儲罐的不同高度取出的廢鹽酸采取不同的過濾方法，對酸不溶物超標(biāo)很多的廢鹽酸可以進行二次過濾。同樣可以得到合格的液體氯化亞鐵。

（6）對廢鹽酸儲罐進行定期清理，一般一季度或半年打開廢鹽酸儲罐的人工操作孔，清理廢鹽酸儲罐。

（7）一般企業(yè)都具備兩個以上的廢鹽酸儲罐，對酸洗線的一號循環(huán)罐中檢驗不合格的廢鹽酸單獨存放，如果氯化亞鐵的濃度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可以有選擇性的向某一儲罐中排放廢鹽酸，進行氯化亞鐵和游離酸濃度的人工調(diào)節(jié)。

（8）萬一出現(xiàn)砷（A s）、鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鋅（Zn）含量超標(biāo)時可以采用下列兩種方法處置：

（a）去除超標(biāo)元素，用含量低于標(biāo)準(zhǔn)的廢鹽酸稀釋。

（b）采用傳統(tǒng)方法委托有資質(zhì)的公司進行焙燒法再生，但這種途徑只是備選途徑，只要前幾個環(huán)節(jié)做得好，一般廢鹽酸都能處理成符合標(biāo)準(zhǔn)的液體氯化亞鐵，所以這種現(xiàn)象一般不會出現(xiàn)。

5 技術(shù)特點

石英砂過濾器的濾料采用耐酸石英砂、多孔顆粒陶瓷作為填料。有利于去除廢酸中的雜質(zhì)。具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、容易實現(xiàn)自動控制、處理流量大、反沖次數(shù)少、過濾效率高、阻力小、操作維修方便等特點。通過優(yōu)化濾料和過濾器的設(shè)計，可以實現(xiàn)過濾器的自適應(yīng)運行。濾料對酸濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很強的適應(yīng)性。在過濾時濾床自動形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運行條件下保證出酸的質(zhì)量，過濾器要定期反洗，反洗時濾料充分散開，清洗效果好。石英砂過濾器可有效去除廢鹽酸中的酸不溶物，根據(jù)石英砂的粒度不同，可以方便地實現(xiàn)過濾精度的控制。

6 應(yīng)用效果

利用廢酸制備液態(tài)氯化亞鐵的工藝技術(shù)與裝置已應(yīng)用于富春環(huán)保新材料有限公司年產(chǎn)30萬噸的冷軋生產(chǎn)線。一年來，該裝置間隙運行，已處理廢酸1000余噸，回收液態(tài)氯化亞鐵400余噸?；厥盏柠}酸濃度約為15%，全部用于生產(chǎn)；液態(tài)氯化亞鐵品質(zhì)達到了43%，已應(yīng)用于廢水處理、染料等行業(yè)。在廢酸回收過程中，除少量的地面沖洗水，沒有其他廢水排放。

參考文獻

［1］張海東，張秀鳳，孫金茂.廢鹽酸的再生利用［J］.金屬制品，2008，34（4）：53-56.

［2］席英信，雍興躍，郝彥軍，吳斌.廢鹽酸回收新技術(shù)在冷軋廠的應(yīng)用［J］.軋鋼，2009，26（2）：25-27.

中圖分類號：TQ111

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