不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于鋼鐵及金屬、機(jī)械加工領(lǐng)域，提供一種不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝，具體包括石灰中和步驟和強(qiáng)堿中和步驟。本發(fā)明通過(guò)分級(jí)中和沉淀，不同階段投加不同的中和劑，可以實(shí)現(xiàn)分別回收硫酸鈣以及其它金屬氫氧化物，回收的純度較高的金屬氫氧化物具有較高的利用價(jià)值，可回用于鋼鐵企業(yè)作為冶煉原料使用，與全部采用石灰作為中和劑相比，具有回收物利用價(jià)值高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵及金屬、機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其涉及一種不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼鋼鐵企業(yè)或不銹鋼加工企業(yè)，往往采用硫酸，或者采用硫酸、硝酸、氫氟酸的混合液，對(duì)不銹鋼(鉻和鉻鎳金)、特種用途合金(例如鎳基合金)或特種金屬(例如，鈦、鋯)板材棒材等表面進(jìn)行酸洗，以去除金屬表面的氧化鐵皮，滿足金屬材料加工的要求。廢液中含有大量的游離H2SO4、少量的HN03、HF以及Fe，Ti，Ni, Cr，Zr等金屬陽(yáng)離子。這些廢液通常采用石灰一步中和沉淀法進(jìn)行廢液中和、沉淀處理，處理后產(chǎn)生大量的含有硫酸鈣、金屬氫氧化物的混合污泥，這些污泥其價(jià)值極低，一般用于填埋，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的危害。這種硫酸酸洗廢液中含有大量的金屬元素，特別是含有鎳、鉻、鈦等金屬元屬，具有極高的價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝，該工藝通過(guò)分級(jí)中和沉淀，可以分別回收硫酸鈣以及其它金屬氫氧化物，工藝投資成本低、運(yùn)行費(fèi)用低，無(wú)環(huán)境污染。
[0004]所述不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝，包括下述步驟:
[0005]石灰中和步驟，將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液，排入沉淀池沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收；
[0006]強(qiáng)堿中和步驟，將所述石灰中和步驟中得到的上清液排入反應(yīng)池，投加氫氧化鈉并攪拌，在反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液，并將所述凝絮混合液送入沉淀池，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入壓濾機(jī)，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
[0007]進(jìn)一步的，所述石灰中和步驟包括:
[0008]將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌，將反應(yīng)生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液排入一號(hào)沉淀池，硫酸鈣得以沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收；
[0009]將一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液送入二號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌，將反應(yīng)生成的成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液排入二號(hào)沉淀池，硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀后，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入二號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收；
[0010]所述強(qiáng)堿中和步驟包括:
[0011]將二號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液送入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉并攪拌，將反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液；
[0012]將所述凝絮混合液送入三號(hào)沉淀池，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
[0013]進(jìn)一步的，第一次投入氫氧化鈣或氧化鈣時(shí)，控制一號(hào)反應(yīng)池內(nèi)pH值在I?3之間，第二次投入氫氧化鈣或氧化鈣時(shí)，控制二號(hào)反應(yīng)池內(nèi)pH值在5?6之間；所述強(qiáng)堿中和步驟中，投放氫氧化鈉時(shí)，控制三號(hào)反應(yīng)池內(nèi)PH值在8?9之間；所述一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)沉淀池的沉淀時(shí)間為3?5小時(shí)。
[0014]進(jìn)一步的，所述石灰中和步驟包括:
[0015]將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液，排入一號(hào)沉淀池沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收；
[0016]所述強(qiáng)堿中和步驟包括:
[0017]將一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液送入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉并攪拌，將反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液；
[0018]將所述凝絮混合液送入三號(hào)沉淀池，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
[0019]進(jìn)一步的，在所述石灰中和步驟中，壓濾機(jī)在卸泥前，采用高壓水在線對(duì)沉淀污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的殘余酸、可溶性物質(zhì)，得到純度較高的含水石膏；清洗后的廢水返回對(duì)應(yīng)反應(yīng)池或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0020]進(jìn)一步的，在強(qiáng)堿中和步驟中，每升混合液中投加30?60mg的助凝劑。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)分級(jí)中和沉淀，不同階段投加不同的中和劑，可以實(shí)現(xiàn)分別回收硫酸鈣以及其它金屬氫氧化物，回收的純度較高的金屬氫氧化物具有較高的利用價(jià)值，可回用于鋼鐵企業(yè)作為冶煉原料使用，與全部采用石灰作為中和劑相比，具有回收物利用價(jià)值高的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]為了說(shuō)明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0027]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供了一種不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝工藝，包括下述步驟:
[0028]S101、將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池1，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌，將反應(yīng)生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液排入一號(hào)沉淀池2，硫酸鈣得以沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)7壓濾脫水，得到含水石膏并回收。
[0029]本步驟中，所述不銹鋼硫酸酸洗廢液為硫酸金屬酸洗廢液；或?yàn)榱蛩?、硝酸、氫氟酸混合的金屬酸洗廢液；或?yàn)榱蛩?、硝酸混合的金屬酸洗廢液；或?yàn)榱蛩?、氫氟酸混合的金屬酸洗廢液。不銹鋼硫酸酸洗廢液中，除了包含F(xiàn)e外，也可以包括其它金屬(特種用途合金，例如鎳基合金)，或特種金屬(例如，鈦、鋯)的硫酸酸洗廢液。
[0030]本步驟將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池1，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌(pH值控制在1-3之間，優(yōu)選為2)，反應(yīng)式如下(反應(yīng)方程式中金屬離子以Me統(tǒng)一代替，假設(shè)Me離子為二價(jià)金屬離子，在不同價(jià)金屬的情況下，反應(yīng)方程式可以相應(yīng)改寫(xiě)):
[0031]H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20
[0032]2HN03+Ca (OH) 2 = Ca (NO3) 2+2H20 (如含有硝酸)
[0033]2HF+Ca (OH) 2 = CaF2+2H20 (如含有氫氟酸)
[0034]MeS04+Ca (OH) 2 = CaS04+Me (OH) 2
[0035]在此pH值條件下，金屬氫氧化物呈可溶性狀態(tài)，而CaSO4則會(huì)以難溶物質(zhì)沉淀析出。
[0036]然后將得到的混合液排入一號(hào)沉淀池2，沉淀時(shí)間約為3?5小時(shí)，硫酸鈣得以沉淀，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)7壓濾脫水，得到純度較高的含水石膏，在含水石膏中也含有硫酸、硫酸金屬化合物等，在卸泥前，采用高壓水在線對(duì)污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的酸等可溶性成份，清洗后的廢水返回一號(hào)反應(yīng)池I或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0037]S102、將一號(hào)沉淀池2中沉淀后的上清液送入二號(hào)反應(yīng)池3，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌，將反應(yīng)生成的成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液排入二號(hào)沉淀池4，硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀后，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入二號(hào)壓濾機(jī)8壓濾脫水，得到含水石膏并回收。
[0038]一號(hào)沉淀池2沉淀后的上清液進(jìn)入二號(hào)反應(yīng)池3，投加氫氧化鈣或氧化鈣(pH值控制在5?6之間，優(yōu)選為6)，經(jīng)攪拌，反應(yīng)生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液。反應(yīng)方程式如下:
[0039]H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20
[0040]MeS04+Ca (OH) 2 = CaS04+Me (OH) 2
[0041]混合液排入二號(hào)沉淀池4，沉淀時(shí)間約為3?5小時(shí)。硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入二號(hào)壓濾機(jī)8壓濾脫水后作為含水石膏(含少量金屬氫氧化物)回收，在卸泥前，采用高壓水在線對(duì)污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的酸等可溶性成份，清洗后的廢水返回二號(hào)反應(yīng)池3或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0042]S103、將二號(hào)沉淀池4中沉淀后的上清液送入三號(hào)反應(yīng)池5，投加氫氧化鈉并攪拌，將反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液。
[0043]二號(hào)沉淀池4沉淀后的上清液進(jìn)入三號(hào)反應(yīng)池5，投加氫氧化鈉(粉劑、片劑或溶液)，經(jīng)攪拌，控制pH值為8?9，優(yōu)選為9，金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)，形成金屬氫氧化物，得到含金屬氫氧化物和水的混合液。其反應(yīng)式如下:
[0044]H2S04+2Na0H = Na2S04+2H20
[0045]MeS04+2Na0H = Na2S04+Me (OH) 2
[0046]得到的廢液經(jīng)過(guò)通入空氣進(jìn)行曝氣，二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，得到Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，每升混合液中投加30?60mg的高分子助凝劑。其反應(yīng)式如下:
[0047]2Fe (OH) 2+l/202+H20 = 2Fe (OH) 3
[0048]S104、將所述凝絮混合液送入三號(hào)沉淀池6，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)9，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
[0049]再將所述凝絮混合液送入三號(hào)沉淀池6，沉淀時(shí)間3?5小時(shí)。其上清液直接排放或到廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)9 (通過(guò)三號(hào)壓濾機(jī)過(guò)濾脫去大部分水份，壓濾廢液回到三號(hào)反應(yīng)池5中)。經(jīng)壓濾脫水的污泥含水率約為60-70%，此含有大量金屬氫氧化物的污泥可以回收用于金屬冶煉。
[0050]本實(shí)施例用分階段中和沉淀法，第一段采用石灰中和，在低pH值條件下，反應(yīng)生成硫酸鈣，經(jīng)沉淀脫水可回收純度高的硫酸鈣(即石膏)；第二段也采用石灰中和，在較低PH值條件下，反應(yīng)生成硫酸鈣和金屬氫氧化物沉淀物，沉淀物經(jīng)脫水可回收含有少量金屬氫氧化物的硫酸鈣(即石膏)；第三段采用氫氧化鈉中和，在較高的PH值條件下(pH值為8?9)，生成金屬氫氧化物，第三段可回收的純度較高的金屬氫氧化物，具有較高的利用價(jià)值，可回用于鋼鐵企業(yè)作為冶煉原料使用。本實(shí)施例在第一段、第二段采用石灰作為中和齊U，與全部采用氫氧化鈉中和大大降低了中和劑的費(fèi)用，與全部采用石灰作為中和劑相比，可分別回收硫酸鈣和金屬氫氧化物，具有回收物利用價(jià)值高的特點(diǎn)。
[0051]實(shí)施例二:
[0052]本實(shí)施例提供的不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝包括下述步驟:
[0053]S201、將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池1，投加氫氧化鈣或氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液，排入一號(hào)沉淀池2沉淀后的取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)7壓濾脫水，得到含水石膏并回收；
[0054]S202、將所述石灰中和步驟中得到的上清液排入三號(hào)反應(yīng)池5，投加氫氧化鈉并攪拌，在反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液；
[0055]S203、將所述凝絮混合液送入沉淀池6，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)9，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
[0056]實(shí)施例一中采用了兩段石灰中和，若對(duì)回收的石膏純度沒(méi)有高要求的情況下，也可采用一段石灰中和，本實(shí)施例步驟只采用了一段石灰中和，減少了回收成本。
[0057]下面列舉三個(gè)具體生產(chǎn)實(shí)例；
[0058]生產(chǎn)實(shí)例I)如某不銹鋼企業(yè)，硫酸酸洗廢液成分為:含H2SO4, 250g/L ；Fe, 56g/L ；Ni，2.5g/L，其它金屬元素3g/L。
[0059]不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素回收工藝步驟如下:
[0060]Al、金屬硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣(pH控制在2)，經(jīng)攪拌，反應(yīng)生成難溶的硫酸鈣和水的混合液，反應(yīng)式如下:
[0061]H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20
[0062]然后將得到的混合液排入一號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間約為5小時(shí)，硫酸鈣得以沉淀，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到純度較高的含水石膏，在含水石膏中也含有硫酸、硫酸金屬化合物等，在卸泥前，采用高壓水在線對(duì)污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的酸等可溶性成份，清洗后的廢水返回1#反應(yīng)池或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0063]A2、一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液進(jìn)入二號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣(pH值控制在6以內(nèi))，經(jīng)攪拌，反應(yīng)生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液。反應(yīng)式如下:
[0064]H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20
[0065]MeS04+Ca (OH) 2 = CaS04+Me (OH) 2
[0066]在此pH值條件下，金屬氫氧化物大部分呈可溶性狀態(tài)，少量沉淀析出，而CaSO4則會(huì)以難溶物質(zhì)沉淀析出。
[0067]混合液排入二號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間約為3?5小時(shí)。硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入二號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水后作為含水石膏(含少量金屬氫氧化物)回收，在卸泥前，采用高壓水在線對(duì)污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的酸等可溶性成份，清洗后的廢水返回二號(hào)反應(yīng)池或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0068]A3、將二號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液進(jìn)入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉(粉劑、片劑或溶液)，經(jīng)攪拌，控制PH值為9，金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)，形成金屬氫氧化物，得到含金屬氫氧化物和水的混合液。其反應(yīng)式如下:
[0069]H2S04+2Na0H = Na2S04+2H20
[0070]MeS04+2Na0H = Na2S04+Me (OH) 2
[0071]然后將得到的廢液經(jīng)過(guò)通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，每升混合液中投加40mg的高分子助凝劑，其反應(yīng)式如下:
[0072]2Fe (OH) 2+1/202+Η20 = 2Fe (OH) 3
[0073]A4、將凝絮混合液進(jìn)入三號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間3小時(shí)。其上清液直接排放或到廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)(通過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾脫去大部分水份，壓濾廢液回到3#反應(yīng)池中)。經(jīng)壓濾脫水的污泥含水率約為60-70%，此含有大量金屬氫氧化物的污泥可以回收用于金屬冶煉。
[0074]生產(chǎn)實(shí)例2)某不銹鋼企業(yè)，硫酸酸洗廢液成分為:含H2SO4, 200g/L ；Fe,50g/L ；Ni，2.0g/L,其它金屬元素5g/L。
[0075]不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素回收工藝步驟如下:
[0076]B1、不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣(pH值控制為5)，經(jīng)攪拌，反應(yīng)生成硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物和水的混合液。
[0077]H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20
[0078]MeS04+Ca (OH) 2 = CaS04+Me (OH) 2
[0079]然后將得到的混合液排入一號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間約為3小時(shí)，硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏，在含水石膏中也含有硫酸、硫酸金屬化合物等，卸泥前，采用高壓水在線對(duì)污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的酸等可溶性成份，清洗后的廢水返回一號(hào)反應(yīng)池或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0080]B2將一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液進(jìn)入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉(粉劑、片劑或溶液)，經(jīng)攪拌，控制PH值為9，金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)，形成金屬氫氧化物，得到含金屬氫氧化物和水的混合液。其反應(yīng)式如下:
[0081]H2S04+2Na0H = Na2S04+2H20
[0082]MeS04+2Na0H = Na2S04+Me (OH) 2
[0083]然后將得到的廢液經(jīng)過(guò)通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，每升混合液中投加40mg的高分子助凝劑，其反應(yīng)式如下:
[0084]2Fe (OH) 2+1/202+Η20 = 2Fe (OH) 3
[0085]B3、將凝絮混合液進(jìn)入三號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間3小時(shí)。其上清液直接排放或到廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)(通過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾脫去大部分水份，壓濾廢液回到3#反應(yīng)池中)。經(jīng)壓濾脫水的污泥含水率約為60-70%，此含有大量金屬氫氧化物的污泥可以回收用于金屬冶煉。
[0086]生產(chǎn)實(shí)例3)如某不銹鋼企業(yè)，硫酸酸洗廢液成分為:含H2SO4,90g/L, HNO3,9.5g/L，HF, 25g/L ;Fe，56g/L ；Ni,2.5g/L，其它金屬元素 3g/L。
[0087]不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素回收工藝步驟如下:
[0088]Cl、不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣(pH值控制為5)，經(jīng)攪拌，反應(yīng)生成硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物和水的混合液。
[0089]H2S04+Ca (OH) 2 = CaS04+2H20
[0090]MeS04+Ca (OH) 2 = CaS04+Me (OH) 2[0091 ] HF+Ca (OH) 2 = CaF2+H20
[0092]2HN03+Ca (OH) 2 = Ca (NO3) 2+H20
[0093]然后將得到的混合液排入一號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間約為3小時(shí)，硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏，在含水石膏中也含有硫酸、硫酸金屬化合物等，卸泥前，采用高壓水在線對(duì)污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的酸等可溶性成份，清洗后的廢水返回一號(hào)反應(yīng)池或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
[0094]C2將一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液進(jìn)入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉(粉劑、片劑或溶液)，經(jīng)攪拌，控制PH值為9，金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)，形成金屬氫氧化物，得到含金屬氫氧化物和水的混合液。其反應(yīng)式如下:
[0095]H2S04+2Na0H = Na2S04+2H20
[0096]MeS04+2Na0H = Na2S04+Me (OH) 2
[0097]然后將得到的廢液經(jīng)過(guò)通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，每升混合液中投加40mg的高分子助凝劑，其反應(yīng)式如下:
[0098]2Fe (OH) 2+1/202+Η20 = 2Fe (OH) 3
[0099]C3、將凝絮混合液進(jìn)入三號(hào)沉淀池，沉淀時(shí)間3小時(shí)。其上清液直接排放或到廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)(通過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾脫去大部分水份，壓濾廢液回到3#反應(yīng)池中)。經(jīng)壓濾脫水的污泥含水率約為60-70%，此含有大量金屬氫氧化物的污泥可以回收用于金屬冶煉。
[0100]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼硫酸酸洗廢液金屬元素的回收工藝，其特征在于，所述工藝包括下述步驟: 石灰中和步驟，將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液，排入沉淀池沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收； 強(qiáng)堿中和步驟，將所述石灰中和步驟中得到的上清液排入反應(yīng)池，投加氫氧化鈉并攪拌，在反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH)3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液，并將所述凝絮混合液送入沉淀池，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入壓濾機(jī)，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
2.如權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于: 所述石灰中和步驟包括: 將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌，將反應(yīng)生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液排入一號(hào)沉淀池，硫酸鈣得以沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收； 將一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液送入二號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣并攪拌，將反應(yīng)生成的硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液排入二號(hào)沉淀池，硫酸鈣和少量的金屬氫氧化物得以沉淀后，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入二號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收； 所述強(qiáng)堿中和步驟包括: 將二號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液送入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉并攪拌，將反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH)3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液； 將所述凝絮混合液送入三號(hào)沉淀池，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
3.如權(quán)利要求2所述工藝，其特征在于，所述石灰中和步驟中，第一次投入氫氧化鈣或氧化鈣時(shí)，控制一號(hào)反應(yīng)池內(nèi)pH值在I?3之間，第二次投入氫氧化鈣或氧化鈣時(shí)，控制二號(hào)反應(yīng)池內(nèi)pH值在5?6之間；所述強(qiáng)堿中和步驟中，投放氫氧化鈉時(shí)，控制三號(hào)反應(yīng)池內(nèi)pH值在8?9之間；所述一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)沉淀池的沉淀時(shí)間為3?5小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于: 所述石灰中和步驟包括: 將不銹鋼硫酸酸洗廢液排入一號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈣或氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣、少量金屬氫氧化物和水的混合液，排入一號(hào)沉淀池沉淀后取上清液，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入一號(hào)壓濾機(jī)壓濾脫水，得到含水石膏并回收； 所述強(qiáng)堿中和步驟包括: 將一號(hào)沉淀池中沉淀后的上清液送入三號(hào)反應(yīng)池，投加氫氧化鈉并攪拌，將反應(yīng)得到的金屬氫氧化物和水的混合廢液中通入空氣進(jìn)行曝氣，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，形成Fe (OH) 3和其它金屬氫氧化物絮體，再投加助凝劑形成更大的絮體，得到凝絮混合液； 將所述凝絮混合液送入三號(hào)沉淀池，其上清液直接排放或送至廢水處理站進(jìn)一步處理，沉淀污泥經(jīng)泵提升進(jìn)入三號(hào)壓濾機(jī)，得到含有大量金屬氫氧化物的污泥，并予以回收用于金屬冶煉。
5.如權(quán)利要求3所述工藝，其特征在于:在所述石灰中和步驟中，壓濾機(jī)在卸泥前，采用高壓水在線對(duì)沉淀污泥進(jìn)行滲透清洗，以去除石膏中含有的殘余酸、可溶性物質(zhì)，得到純度較高的含水石膏；清洗后的廢水返回對(duì)應(yīng)反應(yīng)池或排到廢水處理站進(jìn)一步處理。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述工藝，其特征在于:在強(qiáng)堿中和步驟中，每升混合液中投加30?60mg的助凝劑。
【文檔編號(hào)】C02F103/16GK104310649SQ201410589222
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】趙金標(biāo), 高俊峰, 林清鵬, 丁煜 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司