[發明專利]一種去除酸洗廢液中鉻鎳的方法

在審

• 申請號: 201710345603.9
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107416959A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 李風亭;楊帆;王穎;方月;馮凌宇;張冰如;吳一楠
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C01G49/02;C01G49/10;C02F101/20;C02F103/16
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及對含有鎳、鉻以及其他重金屬離子的酸洗廢液的回收利用，以及去除或回收酸洗廢液中的鉻、鎳和其他重金屬離子的技術，尤其涉及一種去除酸洗廢液中鉻鎳的方法。

背景技術

在鋼鐵制品的生產過程中，為了使金屬表面整潔，改善鋼材表面結構以及對表面進行加工處理，通常都會采用鹽酸或者硫酸或鹽酸硫酸混合酸液對鋼制品進行酸洗以去除表面的氧化鐵以及銹蝕物。隨著酸洗過程的進行，酸洗液中的金屬離子濃度升高，酸度減小，酸洗液的清洗，腐蝕效果顯著下降，最終成為相應的酸洗廢液。

近年來，隨著我國經濟騰飛，鋼鐵制品的需求量在持續擴大，全國鋼鐵企業每年酸洗液的產生量已經超過千萬立方米，這些酸洗廢液，主要含有一定濃度的鹽酸（當采用鹽酸酸洗時）或者硫酸（當采用硫酸酸洗時），大量的亞鐵離子，少量的錳離子，微量的鋅、銅、鉛、鉻、鎳等重金屬離子，是一種強酸性，高毒性但又可回收利用的廢液，如不妥善處理好這些廢液，不僅會造成資源的浪費，還將造成嚴重的環境污染，巨大的環境災難。目前，我國已將各類酸洗廢液列入危險廢棄物進行管理，研發相關的處理技術也贏得了廣泛關注。目前，具有代表性的處理技術主要有中和沉淀法和廢酸綜合回收法。中和沉淀法是通過投加化學藥劑，將其中的亞鐵離子以及重金屬離子沉降達到處置的目的，此法不僅成本較高，同時通常伴隨著大量的污泥產生，處理處置較為麻煩，并且還造成了資源的浪費。綜合回收法主要是通過蒸發結晶，溶劑析出等方法對鐵鹽進行回收利用，回收的酸液再用于酸洗過程。但是此方法并沒有除去重金屬離子，而其仍殘留在鐵鹽中，進入后續的回收利用環節。如果能夠通過低成本、高效、環保的方法去除酸洗廢液中的鉻鎳等離子，不僅可實現酸洗廢液的良好處置，而且可實現酸洗廢液的資源化利用，創造良好的經濟效益。

根據化學分析，酸洗廢液中含有的亞鐵離子在80g/L以上（包含80g/L），鹽酸濃度通常在1%-3%之間，鋅、銅、鉛、鉻、鎳等重金屬離子的濃度在幾十到幾千ppm不等。

目前，酸洗廢液中的鉻和鎳的去除方法包括電解法，離子交換法，溶劑萃取法，吸附法等。電解法功耗大，處理能力小，只能用于小規模處理，無法應用在大規模的工業應用中；離子交換法處理時間長，處理濃度低，一般只能用于小規模的深度處理；溶劑萃取法對于含有高濃度的亞鐵離子的酸洗廢液中的重金屬離子萃取效率低，并且萃取劑無法回收，容易造成廢液的二次污染以及高處理成本；吸附法中，由于吸附劑的容量有限，往往需要投加大量的吸附劑才能達到理想的吸附效果，同時吸附劑的回收處理也是一大難題。

針對上述上訴問題，開發出一種高效、環保、低成本、操作簡單、低能耗、能夠工業應用的實用化的酸洗廢液中鉻和鎳離子的脫除技術尤為重要。目前公開的專利中，有日本專利6-127946提出了一種改進的回收氯化鐵廢液中銅和鎳方法，在含銅和鎳的強酸廢液中加入鐵粉，以控制廢液的氧化還原電位和鐵離子的濃度，使強酸廢液中的銅和鎳沉淀出來，以達到去除銅和鎳的目的；我國專利CN105668754A提出了通過投加鐵粉/鋅粉，或者鐵粉與鋅粉的混合物來去除酸洗廢液中的重金屬離子，并取得了良好的去除效果，然而并沒能很好去除鉻離子；我國專利CN101759250A提出了利用陶瓷膜滲透液經過擴散滲析實現酸和鹽的分離達到回收重金屬鹽的目的，但該法只適用于處理低濃度，小規模的酸洗廢液；我國專利CN104787928提出了三步法對不銹鋼酸洗廢液中的鐵、鉻、鎳進行回收：首先在堿性條件下分離三價鉻離子，再將鉻離子在酸性條件下將三價鉻以氫氧化物形式沉淀下來，最后通過氨浸或分級沉淀的方法分離鎳與鐵元素，該方法操作復雜，同時調節pH也使的處理時間較長，成本較高；我國專利CN103484888A提出了先將含硫酸酸洗廢液的六價鉻還原成三價鉻，再加入硫化鈉形成相應硫化物達到沉淀銅、鎳、鐵的目的，再加入硫酸酸洗廢液釋放鐵離子，固液分離后在上清液中加入硫酸、亞硫酸氫鈉使剩余六價鉻還原，再加氫氧化鈉形成氫氧化鉻沉淀，此處理方法，并沒能很好去除鎳，并且處理過程繁瑣，使用的硫酸，亞硫酸氫鈉都使得處理過程成本提高不少；我國專利CN104805291A提出了利用氫氧化鈉溶液控制溶液pH達到鐵、鉻、鎳的分步沉淀，然而這樣使得鐵與重金屬鉻鎳混合，無法達到回用鐵的目的，造成了資源的浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耗時短，成本低，環保，簡單，高效，對含鎳以及鉻離子去除效率高的脫除酸洗廢液中的一種去除酸洗廢液中鉻鎳的方法。

本發明涉及一種去除酸洗廢液中鉻鎳的方法，具體步驟如下：