采取废硫酸液冷却结晶分离法生产硫酸亚铁_杨代生

第29卷　第1期2007年2月

四川冶金

Sichuan Metallurgy

Vol.29　No.1

February,2007

采取废硫酸液冷却结晶分离法生产硫酸亚铁

杨代生

(攀钢集团成都钢铁有限责任公司金堂分公司,四川成都610403)

【摘　要】　在冷管进行生产前,必须对管子、圆坯先进行硫酸酸洗,以除去钢管表面和圆坯表面的氧化铁皮层,才能保证冷管的质量,生产合格的产品。冷轧加工过程中所产生的酸洗废液,含有大量的硫酸亚铁和相当一部分硫酸,如不回收,不但是废水污染源之一,且是资源的极大浪费。攀成钢金堂分公司采取酸洗废液冷却结晶法生产硫酸亚铁,此工艺投资225万元,每年可从酸洗液中提取硫酸亚铁3000吨左右,3～4年可回收全部投资稀硫酸回收利用。生产工艺合理,无废硫酸液排放,生产的硫酸亚铁可达到工业级一级产品,具有良好的经济效益和社会效益。

【关键词】　硫酸　酸洗废液　硫酸亚铁　再生酸　回收　冷却结晶

PRODUCTION OF FERRISULPHAS FR OM

WASTE SULFURIC ACID SOLUTION WITH COOLING-CRYSTALLIZATION-SEPARATION PROCESS

Yang Daisheng

(Pangang Group Chengdu Iron&Steel Co.,Ltd.,Jintang Branch,610403)

[Abstract]　Prior to the manufacturing process of tube cold-rolling,the mother tubes and round blooms have to be pickled with sulfuric acid solution to re move scales off the materials so as to ensure that qualified cold-r olled tubes are produced.The said sulfuric acid solution as having been used for the tube cold-rolling pro-cess still contains a lar ge amount of ferrisulphas and a considerable a mount of sulfuric acid whic h need to be recovered,otherwise such solution could lead to serious environment pollution,and also cause tremendous waste of resources.Described in the paper is the cooling-crystallization process adopted by CSST Jintang Branch to pr oduce ferrisulphas fr om waste sulfuric acid solution.With a total investment of RMB2.25million yuan,every year approximately3,000tons of ferrisulphas can be produc ed fr om the said solution,which means the payoff period of the said investment is expected to be3～4years only.Mor eover the process itself is very logic,which not only leads to no draina ge of waste sulfuric acid solution,but also is capable of producing ferrisulphas product up to the requir ements for Industrial Class I of this kind of product,and thus bring about significant economic and social benefits for the company.

[Key words]　sulfuric acid,waste acid solution from pickling process,errisulphas,recovered acid,recover y, cooling-crystallization

1　概况

攀钢集团成都钢铁有限责任公司金堂分公司冷轧车间、锅炉管车间年产冷轧(拔)无缝钢管3万吨左右,物配中心圆坯酸洗5万吨左右,酸洗是必不可少的工序之一。冷轧、锅炉管车间、物配中心三个单位每年共计消耗浓硫酸(浓度98%)约1300吨,产生废酸6500吨左右。废酸中一般含有3%～5%的硫酸和大于270g/L的硫酸亚铁。以前金堂分公司的冷管和圆坯酸洗废液除少部分回收利用生产硫酸亚

铁外,其余酸洗废液均经过酸碱中和处理后排放。由于以前采取利用废铁屑、废钢材与酸洗废液充分反应后生成硫酸亚铁溶液,然后对溶液加热蒸发得到高温、高浓度的浓缩液,再通过自然冷却,使其中饱和的硫酸亚铁结晶,结晶后的母液再重复蒸发浓缩过程,最后将得到的硫酸亚铁结晶体甩干、晾干、包装、出售。这套工艺设备简陋,每年消耗铁屑、废钢量大约120～130吨,每年消耗蒸汽量约300方＊12个月=3600方,化学反应需2天,浓缩结晶时间长(需3～4天),从反应到出硫酸亚铁成品需要5～6天。生产成本费用较高,导致每月亏损2～3万元。原废酸处理设施的工艺过程及加工能力已满足不了现有生产的需要,造成部分废酸外排,既影响环境保护工作,又阻碍了冷管生产进度及酸洗质量。

为了探索废酸处理及回收利用的更有效途径,我厂于2004年向公司申请立项,实施废硫酸液全部回收利用的项目,采取废硫酸液冷却结晶分离法生产硫酸亚铁。

为了确保这项技术的可靠性,我厂与重钢集团钢管有限责任公司科协签订技术服务协议,结合我们厂实际情况实施。于2005年9月份投资225万元,建成一套采用冷却结晶分离法生产硫酸亚铁的设施,设计能力为每天处理废酸48吨,实际每天处理废酸4塔约27吨左右。每天能生产硫酸亚铁近8吨,产值8t/天＊350元/t=2800元/天,全年产值105万元左右。

2　工艺流程

(1)来自酸洗车间的酸洗废液进入储酸池进行初沉,经初沉后用耐酸隔膜泵输送至沉淀池沉淀,经16～24小时沉淀,待废酸清澈后用隔膜泵输送至配酸池。

(2)废酸液在配酸池内加入浓H2SO4进行配酸,将酸洗废液中H2SO4浓度配至18%左右,用隔膜泵输送至冷却池自然冷却至35℃左右。再用送酸泵输送至冷冻结晶器内,通过冷冻系统强制降温-2℃左右(整个降温过程3小时左右),降温的同时以40 rpm的速度进行搅拌。

(3)当冷冻结晶器内的上清液FeSO4·7H2O≤70 g/L时打开结晶器下部球阀,将固液混合物放入离心机(SX-1000N)进行固液分离,分离出的FeSO4·7H2O颗粒包装入库,分离出的再生酸液(FeSO4·7H2O≤90g/L、H2SO4含量22%左右)自流进入再生酸池。

(4)离心机等处滴漏的散酸通过地沟自流至散酸池,在散酸池内沉淀后用隔膜泵输送至再生酸池。再生酸池等处收集的FeSO4·7H2O经离心机(SS-1000)脱水后包装入库。

(5)酸洗车间与废酸处理站形成一个闭循环系统,酸洗车间优先使用再生酸,不得随意增加新酸,只有当系统内的酸液减少到不能维持系统运行时方可增加新酸。

3　主要设备

主要设备的规格型号见表1。

表1主要设备规格型号

序号设备名称设备型号材质数量1离心机SX-1000N316L2台

2隔膜泵DBY-801Cr18Ni9Ti2台

3送酸泵ZCQ65-50-160316L4台

4冷却系统1套

5搅拌机BLY2.2-3-353套

6防腐全系统7冷冻盘管3套

8冷冻结晶器7.5m3Q2353套

9计量罐1.0m3Q2351件

10离心机SS-10001台

4　参数

(1)处理酸洗废液———无缝钢管酸洗工序产生的硫酸废液,主要成分为:FeSO4·7H2O≥270g/L, H2SO4≈5%左右。

(2)处理能力为日处理酸洗废液48吨。

5　产品

七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)为淡兰绿色晶体,分子量为278.03,比重为1.895～1.898,在干燥的空气中可风化脱水而成白色的硫酸亚铁粉末。硫酸亚铁是一种用途较广的化工产品,可用作生产氧化铁颜料(如铁红、铁黄)和华兰、靛粉兰、黄血盐等化工产品原料。质量较好的硫酸亚铁可用医药或饲料添加剂。

我公司生产的硫酸亚铁质量较好,硫酸亚铁含量≥95%,含酸1%左右,外在水3%左右,目前主要

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