[發明專利]一種廢硫酸的資源化回收工藝

有效

• 申請號: 201110203081.1
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102887575A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 石磊;朱建英;陳榮歡;王如意;顧國梁
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C01G49/14;C02F103/16
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及一種廢硫酸的資源化回收工藝，特別涉及冶金行業含硫酸亞鐵、硫酸的不銹鋼冷軋酸洗廢液的治理技術領域。

背景技術

鋼鐵材料或制品表面處理過程中產生的廢硫酸，治理方法可分為三類：(1)廢酸回收：通過高溫蒸發、多級冷凝、噴霧焙燒、鍋式濃縮等物化工藝，進行再生酸回收。其缺點是工藝流程長、設備故障多易腐蝕，周圍環境污染嚴重，屬于低附加值利用(CN?1557739A等)；(2)亞鐵回收：通過冷凍結晶、真空濃縮、擴散滲析、樹脂吸附、化學萃取等工藝，分離得到硫酸亞鐵，進而制備鐵紅、鐵黃、聚鐵等產品(CN?1709800A等)。其特點是設備多、能耗高(US?3,743,484等)、操作較復雜(CN?1616717A等)，工藝條件不易控制(CN1417129A等)，甚至還需要額外添加濃硫酸(CN?1164579A等)；(3)中和處理：投加過量石灰乳，確保出水達標。其缺點石灰耗量大，產生超量難以利用的混合污泥。

在不銹鋼產品(板、卷、管、條、線、坯等)的冷軋酸洗工序中，硫酸及其與硝酸、氫氟酸、鹽酸等無機酸、緩蝕劑組成的混酸被廣泛使用。隨著酸洗時間的延長，酸液中溶解的各種重金屬離子(Meⁿ⁺)含量不斷升高，而游離H⁺含量不斷降低，酸洗效果顯著下降，最終形成酸洗廢液。

與常規廢硫酸相比，此類廢硫酸含有較高濃度的H⁺、SO₄^2-、Fe²⁺，以及濃度范圍波動較大的Cr³⁺、Ni²⁺等重金屬離子和F^-，成分復雜，處理和利用難度更大。目前，不銹鋼冷軋酸洗工序產生的廢硫酸大都混排入廢水調節池，過量投加石灰乳，通過中和沉淀進行末端治理，所產生的大量混合污泥，被歸屬于危險廢物，需耗費巨資妥善處置。

聚合硫酸鐵(PFS)也稱堿式硫酸鐵或羥基硫酸鐵，簡稱聚鐵，液體產品為紅褐色粘稠透明液體，在水溶液中PFS會水解產生大量的聚合陽離子及絡合陽離子。與傳統無機鹽類混凝劑相比，具有絮粒形成速度快、顆粒密實、比重大、沉降速度快、對于各種廢水中COD、BOD、色度及重金屬去除效果好、對水溫及pH值適應范圍廣等優點，因此，目前在各類廢水處理中廣為應用。

以含鐵廢渣(CN?1446752A等)、硫鐵礦燒渣(CN?1049487A等)、煉鋼塵泥(CN?1081653A等)、鈦白廠廢酸(CN?1621353A，CN?101249987A等)、工業硫酸(CN?1052293A等)、有機淀粉廢水(CN?101348294A等)等為原料制備PFS的專利，已有公開報道，具體工藝涉及直接氧化(以H₂O₂、NaClO、KClO₃、MnO₂等為氧化劑，如CN?1052293、CN?1421393A等)、催化氧化(以HNO₃、NaI、Zn(NO₃)₂、Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂、Al₂(NO₃)₂等為催化劑，如CN1156127A，CN?1101896A等)、兩步氧化(CN?1071895A等)等幾種。歸納起來，發現現有技術在生產PFS時存在如下缺點：(1)反應時間需要10～18個小時，導致設備利用率低，生產成本高；(2)催化劑用量大，生產過程中排放氮氧化物尾氣，污染環境，危害人身健康；(3)反應過程中對酸度依賴性大，以確保產品的穩定性，但酸度過低，儲存時間稍長，即會影響PFS的絮凝效果；(4)聚合過程常需高溫高壓，設備投資大，運行費用高。

因此，若能妥善處理不銹鋼冷軋工序產生的廢硫酸，生產聚合硫酸鐵產品，對于綜合利用其中有價資源、減少污染物排放，意義重大。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題是提供一種利用不銹鋼生產過程中產生的廢硫酸生產聚合硫酸鐵的方法，達到資源利用、減少污染物排放的目的。

本發明的技術方案是：一種廢硫酸的資源化回收工藝，包括沉淀除雜和聚鐵合成工序，該方法包括以下步驟：

(1)沉淀除雜：將來自不銹鋼酸洗工序的廢硫酸加入調質劑進行沉淀除雜；所述調質劑由硫化物與含Al³⁺的物質組成；