不锈钢由于表面覆盖一层富铬氧化膜(钝化膜),因此具有一定的不锈性和耐蚀性,同时因其优良的机械性能和良好外观,不断应用于各个领域,因此市场需求不断增长。
不锈钢良好的外观质量是经过酸洗获得,酸洗过程排出废酸,废酸含有腐蚀性酸和有害重金属,不能直接排放,因此废酸处理成为不锈钢生产发展的重要制约因素。
目前对不锈钢酸洗废酸的处理大多为无害化、减量化方式。
无害化处理废酸的主要工艺是石灰中和法,该工艺使用价格低廉的石灰为中和剂,同时石灰还能除去某些废酸中的氟,具有一定的成本优势,但这一方法的缺陷是过程中产生危险固废酸泥,酸泥的合理化处置又是一个行业难题。
减量化处理废酸最直接的方式是降低废酸排放,一些不锈钢厂采用简单沉淀,取上清液返回酸洗线回用,也能起到减排废酸的效果,另外国外也开发了喷雾焙烧、扩散渗析等多种回收酸技术。
其中喷雾焙烧技术经国内引进后,已实现设备国产化并规模装备,成为减量化处理废酸的标志,该技术主要用于高温焙烧废混酸(硝酸+氢氟酸),使得硝酸、氢氟酸气化,经冷却、洗涤、吸收后再生返回生产线使用,金属离子经高温形成金属氧化物,过程不产生废水、废渣,实现了资源化利用,但该技术有两个明显的限制性,第一是处理的废酸有限制性,如难以雾化的废硫酸就无法用此法处理,第二是企业规模有限制性,该技术需要建设耐高温耐强腐蚀设备,投资巨大,运行能耗大、维护难,只有大型企业有能力承担,在中小企业推广难度大。
扩散渗析法回收酸也是一种成熟工艺,已在多领域成功应用,但在不锈钢领域应用较少,扩散渗析法是利用废酸与水浓度差作动力来回收游离酸,操作维护简单、运行成本低,但此法还需排出含少量余酸和金属离子的残液,因金属离子没有减少,该残液用石灰中和仍产生与原废酸等量的酸泥,处理成本居高不下,也无法解除污染环境的后顾之忧。
党的十八大以来,经济发展开启了新运行模式,再不能以牺牲环境为代价,对清洁生产提出了更高要求,研究无危废、水零排放、废酸所有资源再利用等技术已经具有现实紧迫性。
分析不锈钢酸洗废硫酸的成分组成,其中硫酸为主要成分,另外含有铁、铬、镍等金属离子,因此该废酸完全可以看作酸浸共生矿产生的浸出液,是一种特殊的资源,据此我司开发了一套资源化利用废酸的综合技术,即用扩散渗析法回收酸,回收得到硫酸可用于生产聚合硫酸铁产品,排出的金属残液仍含有铁、铬、镍,通过我司研发的工艺依次提取铬、镍,最后剩下的含铁溶液用于生产我司铁盐净水剂,提取的铬用于生产我司铁铬液流电池电解液,提取的镍经纯化后作为副产品出售,这样进入废酸的各种资源全部获得再生,重新具有了使用价值,从而解除了不锈钢生产影响环境的后顾之忧。
不锈钢酸洗废硫酸资源化综合利用技术的工艺流程图如下所示:
不锈钢废硫酸资源化综合利用技术工艺流程
上述废酸资源化综合利用技术经我司工业化生产试验取得了良好效果,具有适用面广、布置灵活、资源回收率高、设备通用性好、运行成本低、不产生其它废物等诸多优点,可以进一步推广利用。
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不锈钢酸洗废硫酸处理与资源化利用
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