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(tuán)有限公司，浙江 富陽(yáng) 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(tuán)有限公司，浙江 富陽(yáng) 311400）

摘 要：隨著我國(guó)冶金冷軋工業(yè)高速地發(fā)展，現(xiàn)已進(jìn)入了節(jié)能環(huán)保的新時(shí)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(wèn)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(jì)效益。本研究項(xiàng)目經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，開(kāi)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(dá)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(duì)這類廢水的處理更要用到大量的氯化亞鐵。本研究對(duì)此進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)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(shí)用價(jià)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(shí)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(jiàn)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(guò)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(jià)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(jià)值很有前景的實(shí)用技術(shù)。

2 技術(shù)難點(diǎn)

本研究所解決的技術(shù)難點(diǎn)有：

（1）要使廢鹽酸達(dá)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(wèn)題，要找到一種科學(xué)、高效、廉價(jià)的濾除酸不溶物的工藝方法。

（2）廢鹽酸的各項(xiàng)組分是不穩(wěn)定的，也就是說(shuō)，每一批排出來(lái)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(duì)照標(biāo)準(zhǔn)

按照HG/T4200-2011《中華人民共和國(guó)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(jiàn)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(yàn)

對(duì)帶鋼酸洗產(chǎn)生的廢鹽酸的各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行化驗(yàn)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(duì)廢鹽酸儲(chǔ)罐進(jìn)行代表性取樣，也就是對(duì)儲(chǔ)罐的不同部位分別取樣進(jìn)行化驗(yàn)分析。

（3）調(diào)配濃度

根據(jù)化驗(yàn)分析結(jié)果，調(diào)配氯化亞鐵的濃度。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)最簡(jiǎn)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(duì)酸洗排放廢鹽酸加以約束。檢修時(shí)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(jìn)入廢鹽酸儲(chǔ)罐。這就要求車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)給予配合，必要時(shí)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(chǔ)罐中。

4 工藝控制

（1）嚴(yán)格控制新鹽酸的采購(gòu)進(jìn)廠，明確新鹽酸進(jìn)廠標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每一批進(jìn)廠的新鹽酸進(jìn)行化驗(yàn)，同時(shí)化驗(yàn)樣品留存?zhèn)浞葜辽僖粋€(gè)月，即新鹽酸的樣品備份留存時(shí)間要長(zhǎng)于一個(gè)廢鹽酸罐裝滿廢鹽酸的時(shí)間。確保進(jìn)廠新鹽酸符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)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(duì)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(hào)循環(huán)罐向外排放的。每次排放前對(duì)一號(hào)循環(huán)罐取樣化驗(yàn)，確保氯化亞鐵和游離酸基本符合表2的要求。

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

（4）采用耐酸石英砂過(guò)濾器對(duì)廢鹽酸進(jìn)行過(guò)濾，對(duì)過(guò)濾后的廢鹽酸進(jìn)行化驗(yàn)，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(duì)廢鹽酸儲(chǔ)罐的不同高度取出的廢鹽酸采取不同的過(guò)濾方法，對(duì)酸不溶物超標(biāo)很多的廢鹽酸可以進(jìn)行二次過(guò)濾。同樣可以得到合格的液體氯化亞鐵。

（6）對(duì)廢鹽酸儲(chǔ)罐進(jìn)行定期清理，一般一季度或半年打開(kāi)廢鹽酸儲(chǔ)罐的人工操作孔，清理廢鹽酸儲(chǔ)罐。

（7）一般企業(yè)都具備兩個(gè)以上的廢鹽酸儲(chǔ)罐，對(duì)酸洗線的一號(hào)循環(huán)罐中檢驗(yàn)不合格的廢鹽酸單獨(dú)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(chǔ)罐中排放廢鹽酸，進(jìn)行氯化亞鐵和游離酸濃度的人工調(diào)節(jié)。

（8）萬(wàn)一出現(xiàn)砷（A s）、鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鋅（Zn）含量超標(biāo)時(shí)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(jìn)行焙燒法再生，但這種途徑只是備選途徑，只要前幾個(gè)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(huì)出現(xiàn)。

5 技術(shù)特點(diǎn)

石英砂過(guò)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(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、處理流量大、反沖次數(shù)少、過(guò)濾效率高、阻力小、操作維修方便等特點(diǎn)。通過(guò)優(yōu)化濾料和過(guò)濾器的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器的自適應(yīng)運(yùn)行。濾料對(duì)酸濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在過(guò)濾時(shí)濾床自動(dòng)形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運(yùn)行條件下保證出酸的質(zhì)量，過(guò)濾器要定期反洗，反洗時(shí)濾料充分散開(kāi)，清洗效果好。石英砂過(guò)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(shí)現(xiàn)過(guò)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(wàn)噸的冷軋生產(chǎn)線。一年來(lái)，該裝置間隙運(yùn)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(dá)到了43%，已應(yīng)用于廢水處理、染料等行業(yè)。在廢酸回收過(guò)程中，除少量的地面沖洗水，沒(méi)有其他廢水排放。

參考文獻(xiàn)

［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(hào)：TQ111

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A