酸洗废液

8.4酸洗废液的再生

在钢材的酸洗过程中，酸与铁及铁的氧化物作用，生产亚铁盐。随着酸洗钢材量的增加，酸洗液中的铁盐浓度不断提高，而酸的浓度愈来愈低。因此必须进行酸的再生处理。

8.4.1 含硫酸污水的回收处理

在硫酸酸洗废液中，主要含有三种主要成分：H2O、FeSO4、H2SO4。当生产厂有回收利用设备时，其含量分布约为70%、17%、10%，而当没有回收设备时，一般约为在72%~73%、22%~23%、5%左右。同时还含有少量的污油和杂质。

国内外回收酸洗污水中硫酸的方法很多，主要有以下三种措施。

①通过提高酸浓度及降低温度的方法使硫酸亚铁自污水中结晶析出，回收的硫酸再用于酸洗。主要采用蒸喷真空结晶法、浓缩冷冻法和浸没燃烧法等。

②加某一种物质于废酸液中，在一定条件下使之与未消耗的硫酸等作用生成其他有用物质，如投入铁屑使之全部生成硫酸亚铁的铁屑法、加氨以制成硫酸铵化肥的氨中和法，加氧和催化剂生成聚合硫酸铁的聚铁法等。

③将废液中硫酸亚铁重新变为硫酸和氧化铁（或纯铁），以回收全部硫酸。如盐酸置换热解法，电渗析发等。

目前国内钢铁企业生产中处理硫酸酸洗废液比较成熟的方法主要有蒸喷真空结晶法、浓缩冷冻法、铁屑法和聚合硫酸铁法，下面分别介绍这几种方法。

8.4.1.1 蒸喷真空结晶法

蒸喷真空结晶法师根据硫酸亚铁在硫酸水溶液中的溶解度规律进行的。通过增加废液酸度和降低温度的方法，使硫酸亚铁溶解度尽可能达到最低，从而使过饱和部分硫酸亚铁结晶析出，并从废液中分离出来。

增加废液酸度（补充酸液中消耗的酸）以加入浓酸为主，以蒸发浓缩为辅。废液通过真空结晶机组在绝热状态下真空蒸发部分水分，使剩余部分废液温度降低，从而降低了硫酸亚铁的溶解度，过饱和部分硫酸亚铁结晶析出。

真空结晶机组是由蒸发器、结晶器、蒸汽喷射器及冷凝器等组成，蒸发器与结晶器是真空结晶机组的主体设备。运行时分别保持一定的真空度，当温度大于该真空度的相应蒸发温度的废液通过时，废液中的水分在绝热状态下蒸发，其所需蒸发潜热由废酸供给，从而得以降低废液温度。蒸发器、结晶器内真空度的造成及水分蒸发生成的冷蒸汽的不断冷凝排除是由蒸汽喷射器及冷凝器来完成的。

自酸洗车间运来的废液经过预处理器，存放在废液贮槽。需耗用的工业硫酸，存放在硫酸贮槽中。将废液与新酸分别用泵送到废液及硫酸消耗槽中。从这里靠蒸发器内的真空将废液和新酸按一定比例（用转子流量计控制），不断地自动吸入蒸发器中。在蒸发器内由于部分水在真空下绝热蒸发，是废液温度降低。然后废液与新酸混合依次进入结晶器；器内压力逐一降低，而液温亦连续下降，直至达到设计的结晶温度。当温度降至32℃，废液中的硫酸亚铁开始结晶，温

度继续下降，硫酸亚铁过饱和部分析出，这时废液已经成为结晶与再生酸（即母液）的混合浆。混合浆自结晶器连续不断地靠自重流入混合浆槽，在此使晶粒继续长大，然后定期用混合浆泵打入上部混合浆槽放入离心机或真空过滤机进行晶液分离。分离出来的液体即为母液（再生酸）流入母液贮槽存放，需要时用母液泵供酸使用。晶体即为七个结晶水的硫酸亚铁，通过成品漏斗流入成品小车，运到仓库贮存待外销。

硫酸泵、废液泵和母液泵的启动，均为真空罐注启动。在启动之前，先开动真空泵将虹吸真空槽（需要启动那组泵时，启开该组泵的虹吸真空槽出气阀）抽空，这样新酸、废液或母液贮槽内的液体沿虹吸管，自动吸入虹吸真空槽，打开其底下部的阀门，液体即充满泵体，立即关闭虹吸真空槽的出气阀门，启动泵即可。

新酸、废液或母液管道，当其工作完毕后，管内需要放空，因此可将其中液体放入倾空槽，然后，定期用泵送回贮槽。

上述结晶回收系统的蒸发器及结晶器，相当于蒸喷制冷系统中的多效蒸发器。在这里，废液被逐步蒸发，温度逐步降低。而蒸汽喷射器抽真空系统则分别由四级喷射器及主冷凝器、双联冷凝器组成。接于结晶器上部的喷射器及结晶器上部的喷射器，为一级喷射器。它们出口的混合气机结晶器的冷蒸汽一起进入主冷凝器的上舱。接于主冷凝器上舱的喷射器下舱的喷射器，为二级喷射器，它们出口的混合气一起进入双联冷凝器的上舱。接于双联冷凝器上舱的喷射器，为三级喷射器，用以将上舱的气体抽出压入双联冷凝器的下舱。接于双联冷

凝器下舱的喷射器，为四级喷射器，最后将不凝性气体和极小部分水蒸气排入大气。主冷凝器及双联冷凝器均通入冷却水。冷却水和冷凝水经“大气腿”进入气压排水槽，并由此排入净回水管道。

8.4.1.2 冷冻结晶法的工作原理及工艺流程

冷冻结晶和蒸喷真空结晶法一样，也是一种根据硫酸亚铁在硫酸水溶液中的溶解度规律进行废液处理的方法。先在真空恒温条件下，加热蒸发水分以提高废液的酸度，然后再在强制给冷条件下使废液温度下降至一定值，从而降低了硫酸亚铁的溶解度，过饱和部分硫酸亚铁结晶析出。

整个系统分为浓缩冷冻结晶系统、抽空及冷凝系统。冷冻结晶法的主体设备由蒸发浓缩罐及冷冻结晶罐组成。蒸发浓缩罐在真空条件下工作，所抽出的冷蒸汽还需要不断冷凝排除，因此还设有抽真空机冷凝设备。

自酸洗间运来的废液先存放在废液贮槽中，然后用泵将废液定期经过预处理器送到中间槽。利用蒸发罐本身的真空将废液吸入罐内进行恒温浓缩，浓缩后的废液借重力流入冷冻结晶罐内进行冷冻结晶。结晶完成后的混合浆借重力流入真空过滤机（或离心机）将晶液分离。分离出来的液体（母液或称再生酸）先进入真空罐内，然后用压缩空气送人母液贮槽内，需要时用泵送至轧钢车间供酸洗用。晶体（七水合硫酸亚铁）用小车送至仓库贮存。

蒸发罐内真空用真空泵造成，蒸发罐在加热恒温条件下蒸发出来的水分（冷蒸汽），先经过平旋器，然后再进入冷凝器，在冷凝器大

部分冷蒸汽冷凝成水与冷却水一起经“大气腿”进入气压排水槽，然后排入排水管道或回收。不凝性气体及极少量蒸汽通过另一平旋器及真空泵排至大气。

亦可以用水力喷射器造成蒸发罐内真空。用水泵由出水池抽水送给水力喷射器作动力将蒸发罐内的冷蒸汽不断排除，使蒸发浓缩罐内保持一定真空度。

8.4.1.3 铁屑法基本原理及工艺流程

用铁屑处理硫酸废液，主要是使游离硫酸与铁作用生产硫酸亚铁，并通过冷却降低废液中硫酸亚铁的溶解度，使硫酸亚铁结晶析出，经分离将结晶取出，滤液中和排出或再循环处理。

要回收的硫酸亚铁包括酸洗过程中产生的和加入铁屑后与废液中游离酸作用生产的两部分。

由于铁屑的化学成分比较复杂，除铁外，尚含有其他化学成分，去除杂质元素的化学反应根据硫酸亚铁不同规格的产品要求，尚需对硫酸亚特作进一步处理。一般试剂用（包括优级纯、分析纯）和医药用的硫酸亚铁，在溶解浓缩后需加入适量的硝酸银和硫化钙，可去除一些不符合试剂盒医药用硫酸亚铁技术指标的杂质元素，而工业用和农业用硫酸亚铁可不必这样处理。

根据国内生产实践，上述处理方法的主要优缺点如下。

蒸喷真空结晶法的主要优点是较冷冻法设备少、投资省、成本低，系连续生产，操作简便。当钢铁企业有余热蒸汽可利用时，更为合适。

缺点是处理过程中需加入新酸以提高酸浓度，酸洗间全部使用再