1.本发明属于废酸液处理技术领域，具体是一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺。
背景技术：
2.据行业综合调研统计，我国废酸液中无机废酸液约占65％，有机废酸液约占35％。其中：化学工业领域每年产生各种浓度的废酸液接近8000万吨，属于产生废酸液的大户；钢铁企业、金属加工及酸洗领域年产生各种废酸液约6500万吨；另外在轻工业、石油冶炼业、纤维工业、矿产加工业、蓄电池工业、军工及核材料工业等领域，每年产生的废酸液也要超过5000万吨。由此推算，我国每年产生废酸液产生量巨大，是一个极为庞大的数字。
3.废酸液对地下水的危害远大于一般的化工废水，譬如：废硫酸在渗入地下的同时，还将岩石、土壤中的碳酸盐、亚硫酸盐、硫化物等反应，生成二氧化硫、硫化氢等有害气体并散发到空气中，对大气造成污染。在废酸液产生量较大的行业，如有色金属、钛白粉行业，排出的废酸液中含有大量重金属，溶解进入河流或地下，对河流或地下水造成严重污染，用这些被污染的水灌溉，又对土壤造成了严重污染。
4.由于废酸液危害性大、污染后治理困难，因此，亟需一种既能减少环境污染，还能达到废物回用的用于废酸液资源化处理的工艺。
技术实现要素：
5.针对上述存在的问题，本发明专利提供了一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺。
6.本发明的技术方案是：一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺，包括以下步骤：
7.s1、将废酸溶液过滤处理，除去固体杂质，并按照3-5g/l的添加量向其中添加废铁屑，在70-80℃的温度条件下加热，使工业废酸溶液中hcl与废铁屑反应，生成fecl2和fecl3，以消耗废液中的游离盐酸；
8.s2、将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器，当温度降至30-40℃时，向废酸溶液中添加氨水，调节废酸溶液ph至2.5-4，然后，以0.5-1l/min的速率向废酸溶液中鼓入o2，进行氧化，生成fe(oh)3絮状物，利用fe(oh)3絮状物的大比表面吸附废酸溶液中的重质物；
9.s3、向向步骤s2处理后的废酸溶液中加入相对于废酸溶液重量百分比为0.2-1％的聚丙烯酰胺，使颗粒聚集沉淀，以提高沉淀速度，并静置，待沉淀完全后进行过滤，过滤后的清液暂存，过滤后的沉淀物泵送进压滤机进行压滤，得到滤液和滤饼，并将压滤的滤饼收集，置于堆放场，滤液与过滤后的清液混合，得到预混液；
10.s4、将上述预混液泵送至酸过滤器内进行过滤，过滤分离固体颗粒和没有溶解的残留物，然后，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩，并通入焙烧炉内，在50-60℃的温度条件下，雾化喷淋，使上述预混液在炉膛高温区热分解，生成炉气，其中，炉气的成分为hcl气体、fe2o3粉末以及燃烧废气；刚生成的fe2o3粉为空心球状，直径约0.12μm，fe2o3粉末在下落过程中受逆流涡流气体的夹带而上浮，再次遇到喷淋酸液，使粒径逐渐长大至几十微米，落到炉底，通过炉底密封转阀排出；
11.s5、利用双旋风分离器分离出炉气中的夹杂的fe2o3粉末，并通过喷枪送入喷雾焙烧炉，控制焙烧温度为600℃-800℃，时间为1.5-2.5h，得到氧化铁红粉末，对剩余炉气进行冷却与清洁后，生成再生混酸。
12.进一步地，步骤s1中，向废酸溶液添加废铁屑前，按照重量比为1:3的比例将废铁屑和质量百分浓度为15-20％的氢氧化钠溶液混合，得到混合悬浊液，在50-60℃的温度条件下，以45-50r/min的速率不间断搅拌该悬浊液，同时，以0.2-0.4ml/s的添加速率向其中中添加浓度为75％的乙醇溶液，除去废铁屑表面油脂，然后，用清水洗净至ph值为6-9，最后，用稀盐酸浸泡以除去废铁屑表面的氧化物，氢氧化钠溶液与废铁屑混合后，通过不间断搅拌和加热，能够加快分子的运动，提高分子之间的撞击几率，从而提高氢氧化钠溶液与废铁屑表面油脂反应速度，同时，通过添加乙醇溶液，既可以溶解氢氧化钠，也可以和油脂互溶，酒精就相当于是介质，反应自然就会加快，通过控制乙醇的添加速率，从而以最少量的酒精促进反应最大化的进行。
13.进一步地，步骤s2中，将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器时，采用分批添加的方式进行冷却，具体过程为：将经步骤s1处理后的废酸溶液平均分成三批，首先，将第一批废酸溶液的添加至冷却器中，此时，通过冷却喷枪向第二批废酸溶液和第三批废酸溶液中喷入冷却氮气，进行预冷却，且控制温度为30-40℃，然后，将第二批废酸溶液添加至冷却器中，向第三批废酸溶液中继续通入冷却氮气，且控制温度为25-28℃，最后，将第三批废酸溶液添加至冷却器中，直至温度降低10-20℃，通过分批冷却的方式，保证冷却充分，使废酸溶液内部温度均匀，分批冷却时，对剩余废酸溶液进行预冷却，可避免温度骤变产生有害副产物，同时，还能加速冷却过程，提高冷却速率。
14.更进一步地，所述第一批废酸溶液的添加速率为3-4kg/s，第二批废酸溶液的添加速率为5-8kg/s，第三批废酸溶液的添加速率为10-15kg/s，通过控制第一批废酸溶液的添加速率最慢，是因为第一批废酸溶液未经预冷处理，为了保证冷却效果，从而降低添加速率，第二批的预冷时间短，所以，相较于第一批废酸溶液的添加速率快，相较于第三批的添加速率慢，第三批的预冷时间最长，因此，其添加速率最快，通过上述控制添加速率的方式，在保证冷却充分，使废酸溶液内部温度均匀的同时，还能提高整体冷却速率，得到节能减排的目的。
15.进一步地，步骤s3中，向步骤s2处理后的废酸溶液中添加聚丙烯酰胺时，聚丙烯酰胺的滴加速率为2500-2800ml/min，经絮凝沉淀后废酸溶液的浊度小于35ppm，聚丙烯酰胺残余量低于8mg/l，通过控制聚丙烯酰胺的添加速率和残余量，避免聚丙烯酰胺残余量过高造成废酸的二次污染，从而增加了废酸处理的成本。
16.更进一步地，向步骤s2处理后的废酸溶液中添加聚丙烯酰胺后，先以25-35r/min的速率搅拌，使废酸溶液中生成初级絮凝沉淀，然后，按照50-60mg/l的添加量向初级絮凝沉淀中添加的沸石粉，同时，利用负压抽吸装置将废酸溶液从最底层进行反复抽吸，使絮凝体颗粒迅速生长，诱导絮凝沉淀，并静置，待沉淀完全后形成分层，其中，微细沙粒为结晶晶核，利用诱导结晶异相成核的原理，人为地增加絮凝反应中的晶核，诱导絮凝沉淀的生成，进而使絮凝体颗粒迅速生长，同时增加了絮凝体的密度，加速絮凝沉淀分层。
17.进一步地，步骤s4中，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩时，浓缩器内的压力为1.5-2.5bara，温度为50-60℃。
18.更进一步地，步骤s4中，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩时，分为三个浓缩阶段，第一浓缩的阶段：控制浓缩器的压力为2.5bara，浓缩时长为25-30min，第二浓缩阶段：控制浓缩器的压力为2bara，浓缩时长为35-40min，第三浓缩阶段：控制浓缩器的压力为1.5bara，浓缩时长为15-20min，通过分阶段浓缩，并严格控制每个阶段的浓缩压力和时长，使蒸汽从前一浓缩阶段取出并作为加热液体提供至另一浓缩阶段，并且只有第一个第一浓缩阶段(在最高压力下)需要外部热源，提高了浓缩效率，减少了外部热源的利用，具有节能减排的效果。
19.更进一步地，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩后，预混液中的含铁量为220-280g/l。
20.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
21.(1)本发明提供一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺，通过对废酸溶液收集、除杂、调节ph值、絮凝沉淀、浓缩、雾化喷淋以及焙烧处理，可生产出超细氧化铁红，减少环境污染同时减少资源的浪费，推动了废酸溶液的资源化、减量化以及无害化处理，对发展循环经济、构建生态产业链具有重要意义；
22.(2)本发明在向废酸溶液中添加废铁屑前，先与氢氧化钠溶液混合，通过不间断搅拌和加热，能够加快分子的运动，提高分子之间的撞击几率，从而提高氢氧化钠溶液与废铁屑表面油脂反应速度，同时，通过添加乙醇溶液，既可以溶解氢氧化钠，也可以和油脂互溶，酒精就相当于是介质，反应自然就会加快，通过控制乙醇的添加速率，从而以最少量的酒精促进反应最大化的进行；
23.(3)本发明通过控制聚丙烯酰胺的添加速率和残余量，避免聚丙烯酰胺残余量过高造成废酸的二次污染，同时，利用诱导结晶异相成核的原理，人为地增加絮凝反应中的晶核，诱导絮凝沉淀的生成，进而使絮凝体颗粒迅速生长，同时增加了絮凝体的密度，加速絮凝沉淀分层；
24.(4)本发明在废酸溶液絮凝后，对得到的预混液进行浓缩时，采用分阶段浓缩，并严格控制每个阶段的浓缩压力和时长，使蒸汽从前一浓缩阶段取出并作为加热液体提供至另一浓缩阶段，并且只有第一个第一浓缩阶段(在最高压力下)需要外部热源，提高了浓缩效率，减少了外部热源的利用，具有节能减排的效果。
具体实施方式
25.为了进一步了解本发明的内容，以下通过实施例对本发明作详细说明。
26.实施例1
27.一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺，包括以下步骤：
28.s1、将废酸溶液过滤处理，除去固体杂质，并按照3g/l的添加量向其中添加废铁屑，在80℃的温度条件下加热，使工业废酸溶液中hcl与废铁屑反应，生成fecl2和fecl3，以消耗废液中的游离盐酸；
29.s2、将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器，当温度降至10℃时，向废酸溶液中添加氨水，调节废酸溶液ph至2.5，然后，以0.5ml/s的速率向废酸溶液中鼓入空气，进行氧化，生成fe(oh)3絮状物；
30.s3、向步骤s2处理后的废酸溶液中加入相对于废酸溶液重量百分比为0.2％的聚
丙烯酰胺，使颗粒聚集沉淀，并静置，待沉淀完全后进行过滤，过滤后的清液暂存，过滤后的沉淀物泵送进压滤机进行压滤，得到滤液和滤饼，并将压滤的滤饼收集，置于堆放场，滤液与过滤后的清液混合，得到预混液，其中，聚丙烯酰胺的滴加速率为2500ml/min，经絮凝沉淀后废酸溶液的浊度为35ppm，聚丙烯酰胺残余量为8mg/l；
31.s4、将上述预混液泵送至酸过滤器内进行过滤，过滤分离固体颗粒和没有溶解的残留物，然后，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩，并通入焙烧炉内，在85℃的温度条件下，雾化喷淋，使上述预混液在炉膛高温区热分解，生成炉气，其中，炉气的成分为hcl气体、fe2o3粉末以及燃烧废气，其中，浓缩器内的压力为1.5bara，温度为50℃；
32.s5、利用双旋风分离器分离出炉气中的夹杂的fe2o3粉末，并通过喷枪送入喷雾焙烧炉，控制焙烧温度为600℃，时间为1.5h，得到氧化铁红粉末，对剩余炉气进行冷却与清洁后，生成再生盐酸溶液。
33.实施例2
34.一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺，包括以下步骤：
35.s1、将废酸溶液过滤处理，除去固体杂质，并按照4g/l的添加量向其中添加废铁屑，在75℃的温度条件下加热，使工业废酸溶液中hcl与废铁屑反应，生成fecl2和fecl3，以消耗废液中的游离盐酸；
36.s2、将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器，当温度降至15℃时，向废酸溶液中添加氨水，调节废酸溶液ph至3，然后，以0.8ml/s的速率向废酸溶液中鼓入空气，进行氧化，生成fe(oh)3絮状物；
37.s3、向步骤s2处理后的废酸溶液中加入相对于废酸溶液重量百分比为0.8％的聚丙烯酰胺，使颗粒聚集沉淀，并静置，待沉淀完全后进行过滤，过滤后的清液暂存，过滤后的沉淀物泵送进压滤机进行压滤，得到滤液和滤饼，并将压滤的滤饼收集，置于堆放场，滤液与过滤后的清液混合，得到预混液，其中，聚丙烯酰胺的滴加速率为2650ml/min，经絮凝沉淀后废酸溶液的浊度为30ppm，聚丙烯酰胺残余量为5mg/l；
38.s4、将上述预混液泵送至酸过滤器内进行过滤，过滤分离固体颗粒和没有溶解的残留物，然后，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩，并通入焙烧炉内，在88℃的温度条件下，雾化喷淋，使上述预混液在炉膛高温区热分解，生成炉气，其中，炉气的成分为hcl气体、fe2o3粉末以及燃烧废气，其中，浓缩器内的压力为2bara，温度为55℃；
39.s5、利用双旋风分离器分离出炉气中的夹杂的fe2o3粉末，并通过喷枪送入喷雾焙烧炉，控制焙烧温度为700℃，时间为2h，得到氧化铁红粉末，对剩余炉气进行冷却与清洁后，生成再生盐酸溶液。
40.实施例3
41.一种用于废酸液处理的喷雾焙烧工艺，包括以下步骤：
42.s1、将废酸溶液过滤处理，除去固体杂质，并按照5g/l的添加量向其中添加废铁屑，在80℃的温度条件下加热，使工业废酸溶液中hcl与废铁屑反应，生成fecl2和fecl3，以消耗废液中的游离盐酸；
43.s2、将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器，当温度降至20℃时，向废酸溶液中添加氨水，调节废酸溶液ph至4，然后，以1ml/s的速率向废酸溶液中鼓入空气，进行氧化，生成fe(oh)3絮状物；
44.s3、向步骤s2处理后的废酸溶液中加入相对于废酸溶液重量百分比为1％的聚丙烯酰胺，使颗粒聚集沉淀，并静置，待沉淀完全后进行过滤，过滤后的清液暂存，过滤后的沉淀物泵送进压滤机进行压滤，得到滤液和滤饼，并将压滤的滤饼收集，置于堆放场，滤液与过滤后的清液混合，得到预混液，其中，聚丙烯酰胺的滴加速率为2800ml/min，经絮凝沉淀后废酸溶液的浊度为15ppm，聚丙烯酰胺残余量为4mg/l；
45.s4、将上述预混液泵送至酸过滤器内进行过滤，过滤分离固体颗粒和没有溶解的残留物，然后，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩，并通入焙烧炉内，在90℃的温度条件下，雾化喷淋，使上述预混液在炉膛高温区热分解，生成炉气，其中，炉气的成分为hcl气体、fe2o3粉末以及燃烧废气，其中，浓缩器内的压力为2.5bara，温度为60℃；
46.s5、利用双旋风分离器分离出炉气中的夹杂的fe2o3粉末，并通过喷枪送入喷雾焙烧炉，控制焙烧温度为800℃，时间为2.5h，得到氧化铁红粉末，对剩余炉气进行冷却与清洁后，生成再生盐酸溶液。
47.实施例4
48.本实施例与实施例3不同之处在于：
49.步骤s1中，向废酸溶液添加废铁屑前，按照重量比为1:3的比例将废铁屑和质量百分浓度为15％的氢氧化钠溶液混合，得到混合悬浊液，在50℃的温度条件下，以45r/min的速率不间断搅拌该悬浊液，同时，以0.2ml/s的添加速率向其中中添加浓度为75％的乙醇溶液，除去废铁屑表面油脂，然后，用清水洗净至ph值为6，最后，用稀盐酸浸泡以除去废铁屑表面的氧化物。
50.实施例5
51.本实施例与实施例3不同之处在于：
52.步骤s1中，向废酸溶液添加废铁屑前，按照重量比为1:3的比例将废铁屑和质量百分浓度为20％的氢氧化钠溶液混合，得到混合悬浊液，在60℃的温度条件下，以50r/min的速率不间断搅拌该悬浊液，同时，以0.4ml/s的添加速率向其中中添加浓度为75％的乙醇溶液，除去废铁屑表面油脂，然后，用清水洗净至ph值为9，最后，用稀盐酸浸泡以除去废铁屑表面的氧化物。
53.实施例6
54.本实施例与实施例5不同之处在于：
55.将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器时，采用分批添加的方式进行冷却，具体过程为：将经步骤s1处理后的废酸溶液平均分成三批，首先，将第一批废酸溶液的添加至冷却器中，此时，通过冷却喷枪向第二批废酸溶液和第三批废酸溶液中喷入冷却氮气，进行预冷却，且控制温度为30℃，然后，将第二批废酸溶液添加至冷却器中，向第三批废酸溶液中继续通入冷却氮气，且控制温度为25℃，最后，将第三批废酸溶液添加至冷却器中，直至温度降低10℃。
56.所述第一批废酸溶液的添加速率为3kg/s，第二批废酸溶液的添加速率为5kg/s，第三批废酸溶液的添加速率为10kg/s。
57.实施例7
58.本实施例与实施例5不同之处在于：
59.将步骤s1处理后的废酸溶液通入冷却器时，采用分批添加的方式进行冷却，具体
过程为：将经步骤s1处理后的废酸溶液平均分成三批，首先，将第一批废酸溶液的添加至冷却器中，此时，通过冷却喷枪向第二批废酸溶液和第三批废酸溶液中喷入冷却氮气，进行预冷却，且控制温度为40℃，然后，将第二批废酸溶液添加至冷却器中，向第三批废酸溶液中继续通入冷却氮气，且控制温度为28℃，最后，将第三批废酸溶液添加至冷却器中，直至温度降低20℃。
60.所述第一批废酸溶液的添加速率为4kg/s，第二批废酸溶液的添加速率为8kg/s，第三批废酸溶液的添加速率为15kg/s。
61.实施例8
62.本实施例与实施例7不同之处在于：
63.向步骤s2处理后的废酸溶液中添加聚丙烯酰胺后，先以25r/min的速率搅拌，使废酸溶液中生成初级絮凝沉淀，然后，向初级絮凝沉淀中添加50mg/l的沸石粉作为晶种，同时，利用负压抽吸装置将废酸溶液从最底层进行反复抽吸，使絮凝体颗粒迅速生长，诱导絮凝沉淀，并静置，待沉淀完全后形成分层。
64.实施例9
65.本实施例与实施例7不同之处在于：
66.向步骤s2处理后的废酸溶液中添加聚丙烯酰胺后，先以35r/min的速率搅拌，使废酸溶液中生成初级絮凝沉淀，然后，向初级絮凝沉淀中添加60mg/l的沸石粉作为晶种，同时，利用负压抽吸装置将废酸溶液从最底层进行反复抽吸，使絮凝体颗粒迅速生长，诱导絮凝沉淀，并静置，待沉淀完全后形成分层。
67.实施例10
68.本实施例与实施例9不同之处在于：
69.步骤s4中，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩时，分为三个浓缩阶段，第一浓缩的阶段：控制浓缩器的压力为2.5bara，浓缩时长为25min，第二浓缩阶段：控制浓缩器的压力为2bara，浓缩时长为35min，第三浓缩阶段：控制浓缩器的压力为1.5bara，浓缩时长为15min；
70.利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩后，预混液中的含铁量为220g/l。
71.实施例11
72.本实施例与实施例9不同之处在于：
73.步骤s4中，利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩时，分为三个浓缩阶段，第一浓缩的阶段：控制浓缩器的压力为2.5bara，浓缩时长为30min，第二浓缩阶段：控制浓缩器的压力为2bara，浓缩时长为40min，第三浓缩阶段：控制浓缩器的压力为1.5bara，浓缩时长为20min；
74.利用浓缩器将过滤的预混液进行浓缩后，预混液中的含铁量为280g/l。