不銹鋼酸洗廢酸處理與資源化利用
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不銹鋼問(wèn)世顛覆了人們對(duì)鋼總會(huì)生銹的認(rèn)知，其優(yōu)良的機(jī)械性能和良好外觀受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。不斷擴(kuò)大的應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，使不銹鋼長(zhǎng)期保持不減的發(fā)展勢(shì)頭。
不銹鋼的外觀質(zhì)量是經(jīng)過(guò)酸洗得到的。酸洗過(guò)程排出廢酸，酸液中含有的腐蝕性酸及重金屬對(duì)生物鏈有害，直接排放不被允許，廢酸的處理成為不銹鋼生產(chǎn)發(fā)展的重要制約因素。
一、不銹鋼廢酸處理現(xiàn)狀
目前，對(duì)不銹鋼酸洗廢酸、廢液的處理總體上處于無(wú)害化，減量化階段。
無(wú)害化處理廢酸的基本工藝是石灰中和法。
利用石灰作中和劑，除價(jià)格優(yōu)勢(shì)外，還有石灰中的鈣是除去廢酸中氟離子的元素，這是用其它堿作中和劑時(shí)不具備的。
石灰中和法處理廢酸的優(yōu)點(diǎn)在于成本低，工藝成熟，操作簡(jiǎn)單，適用面廣，但這一方法具有眾所周知的缺陷是過(guò)程中產(chǎn)生危險(xiǎn)固廢——酸泥。
石灰中和廢酸同時(shí)使酸液中的金屬離子成氫氧化物沉淀。沉淀的酸泥中金屬總品位低，再利用價(jià)值小。酸泥長(zhǎng)期堆放，重金屬被氧化成有毒的可溶性鹽污染地表及地下水。酸泥成二次污染物，需再花代價(jià)處置，即浪費(fèi)了金屬資源又加大了處理成本。
減少污泥最有效，最直接的方法是降低廢酸排放。沿著廢酸減排——酸泥量減少——環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)降低的思路，人們開(kāi)始了從廢酸中回收酸的技術(shù)研究。一些不銹鋼廠采用簡(jiǎn)單沉淀，取上清液返回酸洗線再使用，也收到了減排廢酸的效果。
國(guó)外開(kāi)發(fā)了噴霧焙燒，擴(kuò)散滲析等多種回收酸技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用使廢酸處理從無(wú)害化進(jìn)入減量化階段。減量化處理廢酸的工藝是酸回收＋石灰中和。
不銹鋼酸洗液判廢的標(biāo)準(zhǔn)與其他廢酸不同，酸洗液廢與不廢不是根據(jù)酸是否失去酸洗功能。判廢的原因是酸液中的金屬離子會(huì)結(jié)晶析出沉淀在鋼材表面影響表觀質(zhì)量。經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是當(dāng)酸泥液中金屬離子含量在40g—60g/L時(shí)，可能結(jié)晶析出造成鋼材酸洗質(zhì)量不合格。此時(shí)，雖然游離酸含量很高，酸洗功能不減，仍然判為廢酸排出。廢酸的這一特點(diǎn)為酸回收提供了較大的生存空間。
噴霧焙燒技術(shù)在酸回收推廣應(yīng)用中占有很大比例。該技術(shù)經(jīng)引進(jìn)、消化、提高，設(shè)備已國(guó)產(chǎn)化并規(guī)模裝備了酸洗生產(chǎn)線，成為減量化處理廢酸的標(biāo)志。
這一方法高溫焙燒廢混酸，使得硝酸氫氟酸氣化，經(jīng)冷卻、洗滌、吸收后再生返回生產(chǎn)線使用。金屬離子在高溫氧化條件下成金屬氧化物回收，處理過(guò)程無(wú)水，無(wú)廢渣實(shí)現(xiàn)了零排放。得到的再生酸和金屬氧化物有價(jià)，同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，可沖抵廢酸處理成本。根據(jù)這些優(yōu)點(diǎn)，一段時(shí)間來(lái)人們認(rèn)為噴霧焙燒技術(shù)可成為廢酸資源化利用的發(fā)展方向。
但是實(shí)踐證明，這一方法只能實(shí)現(xiàn)廢酸減量排放，明顯的兩項(xiàng)內(nèi)生不足限制了它的資源回收作用和推廣應(yīng)用范圍。
第一項(xiàng)不足是對(duì)所處理的廢酸種類(lèi)有強(qiáng)選擇性。由于噴霧焙燒技術(shù)的關(guān)鍵是混酸霧化，只有經(jīng)過(guò)繁復(fù)的預(yù)處理后的潔凈混酸才能滿(mǎn)足噴嘴霧化要求。于是預(yù)處理產(chǎn)生的不潔凈混酸，不宜處理的廢硫酸和低濃度混酸洗水都不能用此法處理，這些廢酸液還只能用石灰中和法兜底。對(duì)處理酸種類(lèi)的選擇性限制了它在資源回收的作用。
第二項(xiàng)不足是經(jīng)濟(jì)性差
這一方法的高溫焙燒強(qiáng)腐蝕酸的工況條件給設(shè)備選擇材料的抗腐蝕性提出了很高的要求，設(shè)備投資巨大是不可避免的，運(yùn)行中能耗大、維護(hù)難，開(kāi)動(dòng)率較低等，匯成的高運(yùn)行成本只有大型企業(yè)有能力承擔(dān)，在中小企業(yè)推廣難度大。
在常溫常壓下作業(yè)的擴(kuò)散滲析法回收酸在多領(lǐng)域已成功應(yīng)用，但在不銹鋼領(lǐng)域的應(yīng)用較少，擴(kuò)散滲析法的優(yōu)缺點(diǎn)與噴霧焙燒法相反。
擴(kuò)散滲析法是利用廢酸與清水濃度差作動(dòng)力來(lái)回收游離酸的。作業(yè)時(shí)不消耗能源，連續(xù)性作業(yè)，操作維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低是其優(yōu)點(diǎn)。但此法還需排出含金屬離子的等量殘?jiān)_(dá)不到噴霧焙燒無(wú)水無(wú)排放的效果。殘液只能用石灰中和產(chǎn)生酸泥又顯其不足。
現(xiàn)有的酸回收技術(shù)都需要石灰中和法配套，仍然有大量酸泥產(chǎn)生。以回收酸為代表的廢酸減量化還不能解除污染環(huán)境的后顧之憂。
二、資源化利用廢酸組合技術(shù)
黨的十八大以來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展開(kāi)啟了新運(yùn)行模式，再不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，綠水青山也是金山銀山，既要金山銀山更要綠水青山的理念日愈深入人心。清潔生產(chǎn)，環(huán)境和諧給廢酸處理提出了更高要求。研究無(wú)危廢、水零排使廢酸中所有資源化都得到再利用技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)具有現(xiàn)實(shí)緊迫性。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本觀點(diǎn)認(rèn)為工業(yè)廢物實(shí)質(zhì)是放錯(cuò)了地方的資源。世界本無(wú)廢，只是未識(shí)君。
無(wú)害化、減量化處理廢酸仍遺留二次污染源的原因是人們潛意識(shí)里把廢酸視作廢棄物，追求用簡(jiǎn)單的處理方法來(lái)做到達(dá)標(biāo)排放。這種粗放型處理方式，結(jié)果是花去了成本，浪費(fèi)了資源，有諸失而無(wú)得。
如果改變思路，把廢酸看作是一種人造共生礦，對(duì)廢酸的作為不再是處理達(dá)標(biāo)排放，而是綜合開(kāi)發(fā)，就能打開(kāi)新局面，把廢酸處理提升到資源化利用新階段。
分析不銹鋼酸洗過(guò)程，分析廢酸的成分組成，可以清楚看到可用的游離酸占總酸的絕大部分，金屬鐵、鉻、鎳等占總固體物的絕大部分。這種人工行為造成的酸和金屬的混合物完全可以看做是過(guò)量酸浸共生礦的浸出液。它是一種特殊的資源，不應(yīng)再被認(rèn)為是廢棄物。
廢酸中含有的金屬在作廢棄物處理時(shí)成危害環(huán)境的酸泥。如果將其回收成合金原料返回生產(chǎn)使用，酸泥就失去了存在的基礎(chǔ)，重金屬污染環(huán)境的問(wèn)題就將迎刃而解。
根據(jù)上述認(rèn)識(shí)，我們開(kāi)發(fā)了一套資源化利用廢酸的綜合技術(shù)，即用擴(kuò)散滲析法回收酸，回收酸后的金屬殘液再用濕法冶金方法順序提取鐵、鉻、鎳，再用火法冶金將提取金屬氧化物制備成鐵合金，濕法冶金過(guò)濾水用礦物吸附處理成可做初級(jí)用途的回用水。這樣進(jìn)入廢酸的各種資源全部獲得再生，重新具有了使用價(jià)值，從而解除了不銹鋼生產(chǎn)影響環(huán)境的后顧之憂。
廢酸資源化利用綜合技術(shù)經(jīng)單項(xiàng)和模擬全流程流水線應(yīng)用試驗(yàn)都取得良好效果，一些單項(xiàng)成果已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。體現(xiàn)出諸多優(yōu)點(diǎn)：
1.適應(yīng)面廣。酸洗過(guò)程產(chǎn)生的廢硫酸，廢混酸，含鉻廢水和各類(lèi)洗水均可用此技術(shù)回收資源。
2.布置靈活。即可單項(xiàng)應(yīng)用，也可整體組合成流水線，并且形成上一產(chǎn)品的下腳料即是下一產(chǎn)品的原料。物流中間環(huán)節(jié)少。
3.資源回收率高。
4.選擇通用設(shè)備，所需投資少。
5.運(yùn)行成本低。
6.回收資源的產(chǎn)品價(jià)值高。
7.環(huán)保效益好，無(wú)固廢，水零排放。
不銹鋼酸洗處理后的磁鐵精礦和經(jīng)礦物吸附后的水
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