盐酸再生脱硅预处理技术和调试要点探讨

盐酸再生脱硅预处理技术探讨

陈琦

（宝钢工程技术集团有限公司，上海201900)

摘要：

盐酸再生脱硅预处理工艺与酸碱中和或氧化还原等废水处理工艺有一定类似，但其流程设置、设备配置、药剂选用又有其独特性，属于比较少见的“冷门”水处理工艺，也是仅在钢铁企业水处理系统中才独有的代表性工艺。本文着重介绍了脱硅工艺的流程、主要设备配置和系统调试、运行中所需要重点关注的技术要点。

Discussion about desiliconization pretreatment treatment

Chen Qi

（Baosteel Engineering&Technology Group Co.,Ltd., Shanghai 201900）Summary:

Desiliconization pretreatment for hydrochloric acid regeneration is similar with the other waste water treatment process such as acid alkali neutralization and oxidation reduction in some aspect. Meanwhile, it is also unique in process setting、equipment configuration and selection of chemical agents compared with other routine waste water treatment system. It is also can be regarded as relatively rare" unpopular" water treatment system and an unique representation water treatment system in the iron steel industry.In this article, it is introduced emphatically the process&main equipment of the desiliconization pretreatment treatment and the key technical points in system commissioning.

关键词：

盐酸水处理氧化铁粉脱硅浸溶塔氨水絮凝剂pH值板框压滤机

一．盐酸再生进行脱硅预处理的目的和意义

钢铁企业热轧钢带在进行冷轧加工前，都要进行酸洗工艺，以去除钢带中的氧化铁皮、油污和脏物。酸洗工艺中，盐酸是非常重要的原料，几乎国内所有的钢铁企业都采用盐酸作为碳钢酸洗介质。虽然盐酸酸洗可以完全回收，易于再生，但以往国内除了一些大型的钢铁企业建设酸再生站对将经酸洗后带大量金属杂质的废盐酸再生后循环使用外，一般中小型钢厂都将废盐酸与其他含酸废水送至废水处理站进行中和处理后达标排放，不但大大增加新酸消耗，而且高浓度、高金属含量的盐酸采用中和处理，其石灰药剂、污泥处置等费用也是相当可观的。随着钢铁工业的不断发展和国家对环境保护、循环经济的重视和扶持，现在越来越多的钢铁企业乃至一些中小型的钢铁企业，在兴建酸洗机组的同时均兴建了盐酸再生站，对酸洗后的废盐酸用喷雾焙烧法进行再生，去除金属离子的再生盐酸被送回酸洗机组循环利用。

喷雾焙烧法是目前国内外使用最多的、也是最成熟的盐酸再生方法，废酸中的金属化合物（FeCl2、FeCl3）在高温的焙烧炉内发生分解反应，生成固态的Fe2O3和气态的水蒸气、HCl气体等混合气体，混合气体经旋风分离器分离部分粉尘、预浓缩器浓缩后，在吸收塔内HCl气体被酸洗漂洗水吸收形成可循环再用的再生酸。

与此同时，焙烧反应的固态生成物Fe2O3氧化铁粉作为盐酸再生工艺的副产品可以回收再利用，创造出新的附加值，这也是越来越多的钢铁企业采用废盐酸再生循环使用取代废盐酸直接中和处置的另一个重要原因。Fe2O3含量较高、其他杂质含量较少的高品质氧化铁粉可以作为磁性材料工业生产的铁氧体用于生产电子类产品，其市场的回报率很高。根据2008年颁布的国家标准SJ/T10383《软磁铁氧体用氧化铁》（附表1）中规定的氧化铁粉的质量标

准，用于磁性材料生产原料至少各主要成分指标达到YHT1级品标准。

附表1：《软磁铁氧体用氧化铁》SJ/T10383部分重要指标

化学成分质量百分数（%）

YHT0 YHT1 YHT2 YHT3 氧化铁(Fe2O3) 不小于99.40 99.30 99.00 98.80 二氧化硅(SiO2)不大于0.008 0.010 0.015 0.030 三氧化二铝(Al2O3)不大于0.008 0.010 0.020 0.040 氧化锰(MnO)不大于0.30 0.30 0.30 0.30 硫酸盐(以SO42－计)不大于0.05 0.10 0.15 0.15 氯化物(Cl－)不大于0.10 0.15 0.15 0.20 水分(H2O)不大于0.30 0.50 0.50 0.50

废盐酸直接焙烧再生后的氧化铁粉副产品Fe2O3含量能基本达到99.3%以上，但其SiO2含量一般在200~500ppm左右，达不到上述可作为磁性材料生产原料的YHT1级品标准，只能作为YHT3级品甚至次品出售，用于颜料和非铁氧体陶瓷生产、粉末冶金工业等相对低端的生产原料甚至只能作为烧结原料在钢铁企业内部自行消化。是什么原因造成铁粉质量不佳呢？

由于钢材内含有锰、铝、硅、铜、锌等杂质，这些杂质随着热轧过程中生成的氧化铁皮在酸洗时脱落一起进入盐酸酸洗液中，因此废盐酸直接进行焙烧反应，生成的固态金属化合物中，除了Fe2O3、FeO等外，还有Al2O3、MnO、SiO2等，直接影响了氧化铁粉的质量。

高品质的氧化铁粉的市场价格在2500~3000元/吨左右，而低质量的氧化铁粉只有700~1000元/吨。SiO2是影响氧化铁粉质量的重要指标，若能将其含量在100ppm以下则氧化铁粉的价格将翻几倍，所以要获得高质量氧化铁粉必须对SiO2含量进行控制。

在废盐酸进入焙烧酸再生工艺前对其进行脱硅预处理，能有效的改善氧化铁粉的产品质量，大幅度的提高盐酸再生站的经济效益。前几年在国内，只有宝钢等少数大型企业在兴建盐酸再生站时设置脱硅预处理系统。这几年随着高品质氧化铁粉的市场需求量日益上升，价格也节节攀高，盐酸再生氧化铁粉副产品的附加值被越来越多的钢铁企业所认识。一座处理能力在10m3/h的盐酸再生站，设置脱硅预处理系统的总投资在2000~3000万元左右，正常生产每年的氧化铁粉销售额在1500万元左右，扣除运行成本和原料消耗成本，五~六年就能收回建设成本，具有相当的投资价值。因此，近年来在为新建酸洗机组配套建设盐酸再生站时，带脱硅预处理系统的盐酸再生站被越来越多的钢铁企业所接受，这些有市场远见的钢铁企业不再把盐酸再生站仅仅视为为减少盐酸消耗而建设的环保节能类公辅站房，而是同时作为能产生较高环境效益和经济效益的生产工艺站房。

二．脱硅预处理系统工艺介绍

脱硅预处理系统与采用酸碱中和或氧化还原反应的废水处理系统有一定的类似之处，但其流程设置、设备配置、药剂选用又有其独特性，属于比较少见的“冷门”水处理工艺，也是仅在钢铁企业水处理系统中才独有的代表性工艺。

脱硅预处理系统主要由溶解、氧化、反应、沉淀以及污泥处理等工艺过程组成，主要工