不锈钢酸洗废液的回收和处理_柳雨

企业节能减排与资源综合利用不锈钢酸洗废液的回收和处理柳雨(宁波宝新不锈钢有限公司浙江宁波315807)摘要:本文介绍了不锈钢酸洗废液的产生机理,对各类酸再生工艺进行了介绍和比较。并且,介绍了酸性废水传统中和处理工艺和新工艺的开发,总结了适合不锈钢生成厂应用的酸再生和废水处理工艺组合。关键词:不锈钢:酸洗废液;酸再生工艺;废水处理工艺1前言在不锈钢的制造中,为了去除退火后钢材表面的氧化皮,一般是采用由硝酸和氢氟酸配成的混酸进行表面清洗,此工艺段被称做酸洗或酸浸,因其清洗效果好,国内外一直在广泛采用。这种清洗用的混酸(酸洗液)可反复使用,酸洗效果下降后,其酸洗液作为酸洗废水加以处理后排放,主要的处理方法是加氢氧化钙中和沉淀,是沉淀物与水相分离。沉淀物脱水后作为固体危险废弃物处理,水相作为普通废水可直接排放。近年来,随着对固体危险废弃物管理要求的加强及处理费用的提高,必须减少由酸洗废水产生废物。为此,,须重新认识传统的酸洗方法,采用在酸洗后易于分离和回收所含物质的酸洗方法,或者开发酸洗废液回收和更环保的处理方法。下文将比较目前使用较广的几种酸再生回收工艺和传统的废水处理方法及对改良废水处理方法的最新进展。2酸洗废液的产生不锈钢的酸洗液,其中硝酸和氢氟酸的混合比例根据不锈钢的产品不同而异,各自在酸洗液中的浓度,硝酸1一3m。比,氢氟酸.05一Zm。比,一般来说300系列不锈钢的酸洗液浓度高于40系列不锈钢。在酸洗工序中,通过这种酸洗液将铁、铬、镍等变成离子从钢铁表面的氧化皮或钢材中溶出,使酸洗液变成了酸与金属离子、金属化合物的混合物。具体说,除了含有酸和游离的金属离子外,还含有由铁离子和氟离子、铬离子和氟离子形成的络合离子及其不溶物、金属氧化物及由硝酸生成的氮化物等,成分十分复杂。随着酸洗时间的增加,酸洗液中所含金属离子浓度也增加,而酸浓度降低,清洗效果下降。这是因为在酸洗液中存在着如下的平衡:Me+4HNO3=Me州03)2+NO+ZHZOMe伽03)3+3HF=MeF3+3HN03Me+HNO3+3HF=MeF3+NO+HZO因此,为了保持酸洗液的清洗能力必须保持硝酸/氢氟酸的浓度在规定的范围内。为此要定期对酸洗液中的硝酸浓度、氢氟酸浓度和金属离子浓度进行监测,根据监测数据蓟县南酸洗液的排放和新酸的补充,这就形成了酸洗工艺排放的废酸。另外,为保持酸槽清洁,还需定期进行一定量的底部排污,进入废水坑。为达到高质量的酸洗表面,在酸洗段后还需对刷洗、清洗,这个工艺段形成了较大量的酸洗废水,其浓度约是酸洗废液的10%,也进入废水坑,汇集后送废水处理站处理。3废酸的再生回收目前各大不锈钢厂使用的废酸再生回收方法众多,可分为游离酸再生和全酸再生二种。3.1游离酸再生3.1.1树脂吸附法:该种工艺被称做APU法,在国内有应用的有ECO一TEC和SCANACON公司制造的设备。其工艺流程图见图1。APU设备使用的离子交换树脂的粒径为普通树脂的20~25%,因此比表面积很大,离子交换树脂的用量为普通树脂的5%左右。全国能源与热工208学术年会废酸冷再生酸过滤器却器·废渣槽水槽·树脂吸附床·废酸槽酸透过渗析膜得到回收。废酸和水在膜的两侧逆向流动,废酸中的游离酸如氢氟酸、硝酸等透过阴离子渗析膜到水侧生成再生酸返回酸洗线重复使用,而金属离子则留在残液中被排至废水处理站。本工艺游离酸的回收率,硝酸为90%,氢氟酸为80%,略低于树脂吸收法。其主要优点是金属分离率高达95%。扩散渗析法工作时无须高压,依靠水和酸的不同的渗透压完成工作。3.1.3减压蒸发法:采用外循环减压蒸发法回收、再生游离酸的硝酸、氢氟酸,回收的酸经重新配比后再次用于酸洗,以达到循环利用。其工艺流程图如图3所示。图1树脂吸附法流程图将其填充与扁平的交换柱中,可使装置小型、紧凑。游离酸被树脂吸附以后,可用于吸附时的酸洗液同量的纯水溶解分离,所以回收时未被稀释。而且,该装置安装在酸洗线上,可以连续运行。该装置游离酸的回收率硝酸为97%,氢氟酸为92%。回收的再生酸可回用于酸洗,而金属离子或络合离子的约75%未被吸附,被排放废水处理站。据报道,采用了APU的某公司,金属离子或络合离子已不再累积于清洗线内,酸洗槽内己不再有络合物沉淀生成。其主要缺点是其金属分离率不稳定,随着运行时间的增加其分离率逐步降低,为了控制酸洗液中的金属含量,需增加处理量。3.1.2扩散渗析法:利用扩散渗析、电渗析回收酸的装置已投入实际应用,可回收酸洗废液中85一90%的酸。其工艺流程图如图2所示。哭嗽麟槽水射真空泵冷璐废麟槽加热器··循耻池沉析槽再生脱·硫殷泥槽废水站扩渗散析器废酸槽图3减压蒸发法流程图废酸在加热器中通过蒸汽升温,加入硫酸,而硫酸和硝酸、氢氟酸的沸点差,在真空条件下硝酸、氢氟酸和水份经蒸发器蒸发,并由冷凝器冷凝