不銹鋼酸洗廢酸處理與資源化利用

之前本站發表過: 不銹鋼是如何酸洗鈍化的,非常的好,今天我們再來看看 不銹鋼酸洗廢酸處理與資源化利用 一文。

 不銹鋼問世顛覆了人們對鋼總會生銹的認知,其優良的機械性能和良好外觀受到消費者的喜愛。不斷擴大的應用領域帶來了不斷增長的市場需求,使不銹鋼長期保持不減的發展勢頭。

    不銹鋼的外觀質量是經過酸洗得到的。酸洗過程排出廢酸,酸液中含有的腐蝕性酸及重金屬對生物鏈有害,直接排放不被允許,廢酸的處理成為不銹鋼生產發展的重要制約因素。

一、不銹鋼廢酸處理現狀

目前,對不銹鋼酸洗廢酸、廢液的處理總體上處于無害化,減量化階段。

無害化處理廢酸的基本工藝是石灰中和法。

利用石灰作中和劑,除價格優勢外,還有石灰中的鈣是除去廢酸中氟離子的元素,這是用其它堿作中和劑時不具備的。

石灰中和法處理廢酸的優點在于成本低,工藝成熟,操作簡單,適用面廣,但這一方法具有眾所周知的缺陷是過程中產生危險固廢——酸泥。

石灰中和廢酸同時使酸液中的金屬離子成氫氧化物沉淀。沉淀的酸泥中金屬總品位低,再利用價值小。酸泥長期堆放,重金屬被氧化成有毒的可溶性鹽污染地表及地下水。酸泥成二次污染物,需再花代價處置,即浪費了金屬資源又加大了處理成本。

減少污泥最有效,最直接的方法是降低廢酸排放。沿著廢酸減排——酸泥量減少——環境風險降低的思路,人們開始了從廢酸中回收酸的技術研究。一些不銹鋼廠采用簡單沉淀,取上清液返回酸洗線再使用,也收到了減排廢酸的效果。

國外開發了噴霧焙燒,擴散滲析等多種回收酸技術,這些技術的應用使廢酸處理從無害化進入減量化階段。減量化處理廢酸的工藝是酸回收+石灰中和。

不銹鋼酸洗液判廢的標準與其他廢酸不同,酸洗液廢與不廢不是根據酸是否失去酸洗功能。判廢的原因是酸液中的金屬離子會結晶析出沉淀在鋼材表面影響表觀質量。經驗數值是當酸泥液中金屬離子含量在40g—60g/L時,可能結晶析出造成鋼材酸洗質量不合格。此時,雖然游離酸含量很高,酸洗功能不減,仍然判為廢酸排出。廢酸的這一特點為酸回收提供了較大的生存空間。

噴霧焙燒技術在酸回收推廣應用中占有很大比例。該技術經引進、消化、提高,設備已國產化并規模裝備了酸洗生產線,成為減量化處理廢酸的標志。

這一方法高溫焙燒廢混酸,使得硝酸氫氟酸氣化,經冷卻、洗滌、吸收后再生返回生產線使用。金屬離子在高溫氧化條件下成金屬氧化物回收,處理過程無水,無廢渣實現了零排放。得到的再生酸和金屬氧化物有價,同時產生經濟效益,可沖抵廢酸處理成本。根據這些優點,一段時間來人們認為噴霧焙燒技術可成為廢酸資源化利用的發展方向。

但是實踐證明,這一方法只能實現廢酸減量排放,明顯的兩項內生不足限制了它的資源回收作用和推廣應用范圍。

第一項不足是對所處理的廢酸種類有強選擇性。由于噴霧焙燒技術的關鍵是混酸霧化,只有經過繁復的預處理后的潔凈混酸才能滿足噴嘴霧化要求。于是預處理產生的不潔凈混酸,不宜處理的廢硫酸和低濃度混酸洗水都不能用此法處理,這些廢酸液還只能用石灰中和法兜底。對處理酸種類的選擇性限制了它在資源回收的作用。

第二項不足是經濟性差

這一方法的高溫焙燒強腐蝕酸的工況條件給設備選擇材料的抗腐蝕性提出了很高的要求,設備投資巨大是不可避免的,運行中能耗大、維護難,開動率較低等,匯成的高運行成本只有大型企業有能力承擔,在中小企業推廣難度大。

在常溫常壓下作業的擴散滲析法回收酸在多領域已成功應用,但在不銹鋼領域的應用較少,擴散滲析法的優缺點與噴霧焙燒法相反。

擴散滲析法是利用廢酸與清水濃度差作動力來回收游離酸的。作業時不消耗能源,連續性作業,操作維護簡單、運行成本低是其優點。但此法還需排出含金屬離子的等量殘渣,達不到噴霧焙燒無水無排放的效果。殘液只能用石灰中和產生酸泥又顯其不足。

現有的酸回收技術都需要石灰中和法配套,仍然有大量酸泥產生。以回收酸為代表的廢酸減量化還不能解除污染環境的后顧之憂。

二、資源化利用廢酸組合技術

黨的十八大以來,經濟發展開啟了新運行模式,再不能以犧牲環境為代價,綠水青山也是金山銀山,既要金山銀山更要綠水青山的理念日愈深入人心。清潔生產,環境和諧給廢酸處理提出了更高要求。研究無危廢、水零排使廢酸中所有資源化都得到再利用技術的研發已經具有現實緊迫性。

循環經濟的基本觀點認為工業廢物實質是放錯了地方的資源。世界本無廢,只是未識君。

無害化、減量化處理廢酸仍遺留二次污染源的原因是人們潛意識里把廢酸視作廢棄物,追求用簡單的處理方法來做到達標排放。這種粗放型處理方式,結果是花去了成本,浪費了資源,有諸失而無得。

如果改變思路,把廢酸看作是一種人造共生礦,對廢酸的作為不再是處理達標排放,而是綜合開發,就能打開新局面,把廢酸處理提升到資源化利用新階段。

分析不銹鋼酸洗過程,分析廢酸的成分組成,可以清楚看到可用的游離酸占總酸的絕大部分,金屬鐵、鉻、鎳等占總固體物的絕大部分。這種人工行為造成的酸和金屬的混合物完全可以看做是過量酸浸共生礦的浸出液。它是一種特殊的資源,不應再被認為是廢棄物。

廢酸中含有的金屬在作廢棄物處理時成危害環境的酸泥。如果將其回收成合金原料返回生產使用,酸泥就失去了存在的基礎,重金屬污染環境的問題就將迎刃而解。

根據上述認識,我們開發了一套資源化利用廢酸的綜合技術,即用擴散滲析法回收酸,回收酸后的金屬殘液再用濕法冶金方法順序提取鐵、鉻、鎳,再用火法冶金將提取金屬氧化物制備成鐵合金,濕法冶金過濾水用礦物吸附處理成可做初級用途的回用水。這樣進入廢酸的各種資源全部獲得再生,重新具有了使用價值,從而解除了不銹鋼生產影響環境的后顧之憂。

廢酸資源化利用綜合技術經單項和模擬全流程流水線應用試驗都取得良好效果,一些單項成果已實現產業化。體現出諸多優點:

1.適應面廣。酸洗過程產生的廢硫酸,廢混酸,含鉻廢水和各類洗水均可用此技術回收資源。

2.布置靈活。即可單項應用,也可整體組合成流水線,并且形成上一產品的下腳料即是下一產品的原料。物流中間環節少。

3.資源回收率高。

4.選擇通用設備,所需投資少。

5.運行成本低。

6.回收資源的產品價值高。

7.環保效益好,無固廢,水零排放。

                       不銹鋼酸洗處理后的磁鐵精礦和經礦物吸附后的水