[發明專利]一種廢酸、堿渣以及除塵灰的綜合利用方法

有效

• 申請號: 201611235415.2
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106636653B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馬守棟;吳兆鈺
• 申請（專利權）人: 馬守棟;吳兆鈺
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B7/02;C22B19/30;C22B23/00;C01D3/04;C01F5/02;C01F11/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明屬于資源循環利用領域，涉及一種廢酸、堿渣以及除塵灰的綜合利用方法。

背景技術

鋼板是汽車工業、家用電器、集裝箱運輸以及焊管生產行業的重要原材料。由于放置過久的鋼板表面往往會形成一層氧化鐵皮，因此鋼板冷軋前都需要經過酸洗來除去這層氧化鐵皮，這樣一來就會消耗大量的鹽酸，從而產生了大量的廢鹽酸。一般來說，冷軋廠產出的廢酸中游離鹽酸的含量約為10wt％，游離鐵離子的含量約為20～30wt％，同時還含有少量的鎳離子和鈷離子；以一個中小型的冷軋廠為例，其每天廢酸量多達數十至上百噸，而目前處理冷軋廠產出的廢酸的方法主要有中和法、焙燒法、蒸發法和硫酸置換法等。

中和法是采用大量的石灰與鹽酸反應直至達到可排放標準后直接排放。該方法在消耗大量石灰同時，還造成大量廢酸中的鹽酸和氯化亞鐵的浪費。排放后廢液中所含的Fe2+被氧化成Fe3+后使水體變為棕色，造成土壤板結，嚴重影響生態環境。因此,中和法是一種污染物轉移的方法，僅適用于處理少量的酸洗廢液。

焙燒法是通過高溫焙燒回收廢酸中的鹽酸，同時產生如氯化鐵或氧化鐵顆粒。該方法主要有噴霧焙燒法和流化焙燒法。噴霧焙燒法是通過將廢酸通過焙燒爐頂部的噴嘴噴入爐內，點燃爐內煤氣直接加熱的方式，最終從尾氣中噴淋得到重生鹽酸，爐底得到氧化鐵顆粒。該方法的焙燒溫度一般在600-800℃。流化焙燒法是將廢酸噴入含氧化鐵流化介質的流化床內，煤氣由底部點燃加熱，最終得到重生鹽酸和氧化鐵顆粒。該方法優點在于鹽酸回收率大、濃度高，回收的鹽酸濃度在20％左右；缺點是投資高，包括占地面積大、設備投入高、運行成本高，土建、結構設計復雜，還包括熱源、冷卻水的供應。同時所得氧化鐵顆粒雜質量大，純度不高導致價格地。由于其如此高的投入和能耗，目前僅僅能夠運用在在大型酸洗機組當中。

蒸發法是在負壓環境下蒸發廢酸，將鹽酸和水從廢酸中蒸發出來，經過冷卻回收鹽酸。所得濃縮液冷卻結晶，經固液分離后最終得到約22％左右的鹽酸和氯化亞鐵晶體。該方法優點在于：土建及設備的投資較小，沒有很復雜的結構。但其生產周期較長，處理量不大，而且所得濃縮母液經固液分離后需返回蒸餾，能耗(蒸汽、電等)較高，適合于鋼絲、鋼管及鐵塔等廢酸量較小的小型酸洗機組。

硫酸置換法是基于蒸發法而來，由于蒸發法所得鹽酸濃度較低，因此在廢酸中加入硫酸，硫酸和氯化亞鐵發生置換反應，最終得到硫酸亞鐵和鹽酸。之后在經過負壓蒸發、固液分離得到濃度較高的鹽酸和硫酸亞鐵晶體。該方法所得鹽酸濃度較高，同時獲得硫酸亞鐵。但由于該反應是置換反應，是完全的離子間反應，因此所得酸液中同時存在鹽酸和硫酸亞鐵，分離難度較大。同時由于硫酸亞鐵是可溶物，其溶解度為66.67g，因此，分離有一定的難度，導致所得鹽酸的濃度低于理論濃度。如果硫酸過量，回收酸中會含有一定量的硫酸，即常常得到混酸，嚴重腐蝕設備。另外，由于加入了硫酸，導致成本也相應增加，也會影響效益

純堿作為基礎的大宗型化工產品，自19世紀末誕生以來，就對世界工業的進步貢獻了巨大力量。在2010～2014年間，我國純堿產能由2010年底的2640萬噸擴建到2014年的3300萬噸，年均增長率約5.2％，成為世界第一純堿生產大國。但是，與“全球老大”光環相伴相隨的，是堿渣排放量第一。雖然我國采用氨堿法純堿的比重已逐漸下降，但產量占比仍近五到六成左右。按照這個比例，氨堿法產生的純堿為1400～1700萬噸左右。業內普遍認為，每生產1噸純堿要排放10立方米廢液，其中固體含量(干基)約3％。那么，采用氨堿法生產純堿將會產生450～500萬噸堿渣。堿渣中含大量氯離子，pH值較高，在雨水等沖淋作用下又會隨水進入土壤，污染地下水。堿渣自發明氨堿法制堿的工藝以來，其所帶來的環境問題，在全球范圍內一直是一個世紀難題。目前，歐美等發達國家通過淘汰氨堿法的方式來避免堿渣帶來的污染。但我國由于技術及資源的限制，氨堿法仍無法完全淘汰，因此，若要處理數量如此龐大的堿渣，需購置價格不菲的專業設備并投入高昂的運行維護費用。在成本面前，各堿廠對堿渣就不做任何處理，直接將堿渣堆積在海邊河邊，這樣勢必會占用土地，而且還會危及航道，造成海域、河流不同程度的污染和淤塞，甚至危及水產養殖業。