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        鋼鐵行業酸洗水分離金屬——特種吸附工藝

                     來源:江蘇海普功能材料有限公司 閱讀:991 更新時間:2021-09-27 09:40

         

        一、鋼鐵行業酸洗廢水來源及危害

         

        隨著我國工業經濟的快速發展,帶動了鋼鐵行業的迅猛發展,鋼鐵原件在冷軋、電鍍、噴涂前都要經過酸洗,以清除表面的氧化物,產生酸洗廢水,酸洗廢水主要主要成分為SO42-、H+、Fe2+、Na+、Cr6+、F-、Ni等,其中Cr6+、F-、Fe2+為主要污染物。
        若該類廢酸直接排放到環境中危害巨大,會導致農作物枯死;會腐蝕鋼筋、下水道等設備;會導致土壤疏松、鈣化;高酸度水也會使人的健康受到極大損壞等。該類型廢酸處理費用高,同時作為金屬離子和酸,此類廢酸極具回收價值,如果將其回收將大大減少對環境危害,解決環保問題,同時能夠為企業有效的降低成本,帶來顯著的經濟效益。
         

         

        二、鋼鐵行業酸洗廢水常見處理方法

         

        1、中和沉淀法
        早期,對于含酸1%以下的酸性工業廢水一般采用化學中和法進行處理。具體方法有:酸、堿廢水中和、投藥中和、過濾中和等。其中過濾中和一般適用于含油和鹽較少,含酸濃度不高(硫酸小于2g/L鹽酸、硝酸小于20~30g/L)的酸性廢水,該法一般不用于不銹鋼酸洗廢水處理。
        處理鋼鐵酸洗廢水最常用的是石灰中和法,向廢水中投入NaOH/石灰,將pH調節至8-9,鐵、鉻、鎳等金屬離子反應生成氫氧化物沉淀,氟離子則形成氟化鈣沉淀,然后進入反應澄清池進行泥水分離,產生的污泥經脫水機干化后做為危險固體廢棄物外運處置,上清液經pH調節后進入砂濾器去除殘留的懸浮物,最終出水達標排放。
        中和法簡便易行,但是存在下列問題:
        (1) 管理繁瑣,不易控制,廢水處理量受到限制;
        (2) 廢水中的硫酸、水、FeO、Fe3O4和FeSO4未能利用;
        (3) 處理過程中生成的氣體擴散,引起二次污染;
        (4) 污泥產生量大,污泥組成復雜,回收困難,不可再利用,危害性大。其污泥主要由氫氧化物沉淀、過量石灰、氟化鈣、石灰粉雜質、PAC/PAM藥劑、水(約占50%∽65%)等組成,有價值金屬鹽的含量非常低,基本沒有回煉、回收價值,較多的雜質與水份使污泥產生量非常巨大,而且由于重金屬的存在(如鉻化合物),此類污泥已被列入危險固體廢物名單;
        (5) 污泥的填埋處置,造成金屬資源的浪費與環境的破壞,含酸、鉻廢水產生的污泥,含有大量的鐵、鉻、鎳等有價值的金屬物質,進行填埋處置,不僅需要花費高額的危險固廢處置費用,而且還需要侵占大量的土地資源進行填埋,會影響周邊居民的生活和地下水的水質。
         
        2、濃縮-過濾-自然結晶法
        又名鐵屑法,先將硫酸廢液與鐵屑置于一個酸洗槽中充分反應,再將溶液加熱到100℃,反應2h,再加熱濃縮后自然冷卻,使硫酸亞鐵結晶析出,最后由甩干機脫水烘干。
        該法可以從酸洗廢水中回收低、中、高三級硫酸亞鐵,供工農業、醫藥、化學試劑用。具有簡單易操作、投資少、費用低等優點,但只能回收硫酸亞鐵,不能回收硫酸,處理能力??;產品質量差、生產周期長,比較適合于鄉鎮企業小型生產。
         
        3、浸沒燃燒高溫結晶法
        該法的主要原理是將煤氣和空氣燃燒,產生高溫煙氣,直接噴入廢酸水,使水分蒸發,濃縮了硫酸,同時析出硫酸亞鐵。
        該法的優點是熱效高,再生酸濃度高,設備較易解決;缺點是酸霧大,需用可燃氣體,較適用于處理量大的廢酸。
         
        4、蒸汽噴射真空結晶法
        將廢酸液用霧化效率高的噴頭噴射到燃燒著的火焰上,使水分蒸發,一般可得到約35%的硫酸和部分FeSO4•H2O。其工作原理是:通過蒸汽噴射器和冷凝器,使蒸發器和結晶器保持一定的真空度。當溫度適宜廢液通過時,其中的水分在絕熱狀況下蒸發,從而濃縮了廢液,降低了廢液溫度,相應地降低了硫酸亞鐵的溶解度,增加了它的過飽和程度。同時蒸發器中由于硫酸的加入,使硫酸亞鐵的過飽和程度進一步提高。在此情況下,硫酸亞鐵結晶析出。
        此方法要求使用的材質有較高的耐腐蝕性,易于產生二次污染或運行不穩定而不能正常生產。
         
        5、堿液-硫酸亞鐵共沉淀法
        該法是將中和法和硫酸亞鐵結合起來處理酸性廢水的。其基本原理是:在廢水中加入堿液或石灰以中和酸性廢水,生成硫酸鈉。生成的硫酸鈉仍具有一定的溶解度,需投入聚丙烯酰胺絮凝劑,使金屬離子聚集沉降。采用兩級處理,將第一級處理所得的沉渣用攪拌器攪拌,以破壞沉淀與液相中離子的平衡,再經中和塔,使其充分反應,再進行第二級沉降處理,以獲得較好的效果。
         

         

        三、海普技術——特種吸附工藝處理

         

        針對該廢酸的特點、難點和處理要求,海普公司自主研發了一系列高性能特種吸附材料,通過印跡制孔等技術,實現對多孔材料的孔徑精準調節,通過化學修飾,增加材料的選擇性,增強材料的抗污染性能。針對現有其他工藝存在的分離不到位,出水酸度低等特點,優化酸分離工藝。
        我公司處理工藝的基本原理是利用利用吸附劑對無機酸的高選擇性,吸附過程中無機酸被吸附,而金屬離子則可以通過。吸附飽和后,對吸附材料進行脫附處理,使吸附材料得以再生并重新繼續吸附,如此不斷循環進行。
        吸附劑中富集的酸被水洗脫下來,回收酸可回用;吸附出水為高濃度鐵溶液,可以進行處理回用,回收率更高。
        案例:某鋼鐵廠酸洗水分離鐵離子進出水參數
         
         

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