专利名称：酸洗废液的回收利用新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种酸洗废液中直接通入HCl气体，析出氯化亚铁，滤液作为酸洗酸 直接套用回酸洗工段的酸洗废液的回收利用新工艺。固体氯化亚铁直接销售，或进一步合 成聚合氯化铁等产品。
背景技术：
在钢铁加工行业，常需要盐酸对钢铁件表面进行清洗，以除去其表面的铁锈。在酸 洗过程中，盐酸不断被消耗，同时其中的二价铁离子也在不断随着盐酸的消耗而增加，直至 该盐酸洗液不再对钢材具有清洗作用，此时产生的洗涤废液即为酸洗废液。酸洗废酸的组 成主要是水、氯化亚铁、氯化氢和少量其它杂质。其含量随酸洗工艺、操作温度、钢材品种和 规格不同而异，一般含氯化亚铁10 20%，氯化氢3 10%。该酸洗废液由于含酸、含盐 量大，不能直接排放，若中和排放需要大量耗碱，并产生大量高浓度含盐废水；若采用提浓 或焙烧回收盐酸的方法，存在能耗高、设备投资大、腐蚀严重、操作环境差等问题。全国每年 会产生数百万吨的酸洗废液，因此酸洗废液的资源化研究具有显著的经济和环保效益。
发明内容
探索投资小，并能将废酸液作为资源利用的处理工艺是有意义的。我们发现在废 酸液中通入HCl气体，利用氯离子的同离子效应可以使大部分的氯化亚铁结晶析出，滤出 液和未反应的盐酸可以作为酸洗酸完全套用到酸洗工段。此方法可以实现清洁生产，具有 投资小，简单易行，见效快，效益显著的特点。往酸洗废液通入HCl气体，当废液酸度达到20%以上时，氯化亚铁开始以四水合 氯化亚铁晶体的形式析出。附
图1所示为15°C下四水合氯化亚铁在不同酸度下的溶解度曲 线，可以看出在保证酸洗盐酸浓度的条件下(作为酸洗酸套用的盐酸浓度31 %左右)，大部 分FeCl2析出。四水合氯化亚铁视三价铁含量及纯度不同颜色有较大变化，电镀级氯化亚铁是蓝 绿色大颗粒结晶，可用于电镀、低温镀铁、化学镀、石材着色，陶瓷。级品氯化亚铁是蓝绿色 或黄绿色晶体，用于工业生产化学催化剂、媒染剂、冶金。而合格品氯化亚铁呈现黄绿色或 黄棕色，可以用于生产污水处理净水剂即聚合氯化铁或是聚合氯化铝铁等。本工艺获得的 产品为绿色颗粒晶体，符合产品质量要求。本发明针对钢厂酸洗工段排放的酸洗废液存在的问题和现状，经过仔细分析，发 现存在资源化处理的方法。该方法不但能够利用简单工艺和简单设备处理大量废水，而且 能够回收利用废水中大量氯化亚铁，产生经济效益，该方法包括以下步骤1)、向酸洗废液中通入HCl气体(或化工厂的副产HCl气)，同时将未吸收的HCl 气体进行串联吸收。采取在通入HCl气体的过程中进行冷却或是停止通入HCl气体再冷却 的方式，将温度冷却至约15°C，保温下继续通入HCl气体，当酸洗废液中的HCl酸度> 27% 时，优选为31%时，停止通HCl气体进行固液分离。
2)、将反应液进行分离处理，滤饼为四水合氯化亚铁晶体，滤液为盐酸浓度> 27% 的盐酸液。优选酸洗废液中盐酸浓度达到31%时停止通HC1气体，这样产生的滤液能够作 为酸洗酸直接套用回钢厂酸洗工段。在步骤1)中，在盐酸浓度达到约20%时，酸洗废液开始不断析出黄绿色四水氯化 亚铁，通过加入冷却水的方式，冷却至15°C左右可以加速结晶的析出。由图1可见，当盐酸 浓度达到约20%时，氯化亚铁的溶解度快速下降，因此，在此之前进行冷却是不必要的。
具体实施例本实施例以实验室操作为例实施例1将钢厂酸洗工段的酸洗废液40ml (酸洗废液取自某钢铁厂，外观为黄绿色澄清液 体，有酸味，[H+] = 9.8mol/L，总铁量为1 54. 9g/L，其中二价铁离子含量为149. lg/L，HC1 酸度为12.07% )加入到三口瓶中待反应。通入持续稳定的HC1气体到酸洗废液中。三口 瓶另一口接缓冲瓶，防止倒吸，缓冲瓶后用酸洗废液做循环吸收。为了防止反应过于迅速，缓缓稳定的通入HC1气体，同时搅拌酸洗废液进行充分 吸收，随通气量的不同，约20 60分钟，酸洗废液中不断析出黄绿色晶体，随着HC1气体的 不断通入，冷却到15°C，酸洗废液中大部分的铁离子和水以四水合氯化亚铁的形式析出，当 酸洗废液酸度达到27. 49%时，停止通入HC1气体。将析出的晶体进行常温抽滤，得到的滤饼是四水合氯化亚铁15.3g(未干燥)， FeCl2的回收率为60. 02% ；得到母液24. 2g，其中总铁量约为70. 3g/L，HC1含量27%。实施例2将钢厂酸洗工段的酸洗废液40ml (酸洗废液取自某钢铁厂，外观为黄绿色澄清液 体，有酸味，[H+] = 9. 8mol/L，总铁量为154. 9g/L，其中二价铁离子含量为149. lg/L，HCl酸 度为12.07% )加入到三口瓶中待反应。通入持续稳定的HC1气体到酸洗废液中。三口瓶 另一口接缓冲瓶，防止倒吸，缓冲瓶后用酸洗废液做循环吸收。为了防止反应过于迅速，缓缓稳定的通入HC1气体，同时搅拌酸洗废液进行充分 吸收，随通气量的不同，约20 60分钟，酸洗废液中不断析出黄绿色晶体，随着HC1气体的 不断通入，冷却到15°C，酸洗废液中大部分的铁离子和水以四水合氯化亚铁的形式析出，当 酸洗废液酸度达到31. 25%时，停止通入HC1气体。将析出的晶体进行常温抽滤，得到的滤饼是四水合氯化亚铁17.7g(未干燥)， FeCl2的回收率为69. 43% ；得到母液22. lg，其中总铁量约为49. 8g/L，HCl含量31%，作为 酸洗酸套用回酸洗工段清洗钢铁件表面，能够起到较好的酸洗作用。实施例3将钢厂酸洗工段的酸洗废液40ml (酸洗废液取自某钢铁厂，外观为黄绿色澄清液 体，有酸味，[H+] = 9. 8mol/L，总铁量为154. 9g/L，其中二价铁离子含量为149. lg/L，HCl酸 度为12.07% )加入到三口瓶中待反应。通入持续稳定的HC1气体到酸洗废液中。三口瓶 另一口接缓冲瓶，防止倒吸，缓冲瓶后用酸洗废液做循环吸收。为了防止反应过于迅速，缓缓稳定的通入HC1气体，同时搅拌酸洗废液进行充分 吸收，随通气量的不同，约20 60分钟，酸洗废液中不断析出黄绿色晶体，随着HC1气体的不断通入，冷却到15°C，酸洗废液中大部分的铁离子和水以四水合氯化亚铁的形式析出，当 酸洗废液酸度达到35. 03%时，停止通入HC1气体。 将析出的晶体进行常温抽滤，得到的滤饼是四水合氯化亚铁18. lg(未干燥)， FeCl2的回收率为71. 03% ；得到母液20. 8g，其中总铁量约为47. 2g/L，HC1含量35. 03%, 作为酸洗酸套用回酸洗工段。
权利要求
一种由酸洗废液回收氯化亚铁的方法，它包括如下步骤1)、向酸洗废液中通入HCl气体，同时将未吸收的HCl气体进行串联吸收，当盐酸浓度达到约20％时，降温至约15℃，保温下继续通入HCl气体，当酸洗废液中的HCl酸度≥27％时，停止通HCl气体进行固液分离；2)、将反应液进行分离处理，滤饼为四水合氯化亚铁晶体，滤液为盐酸浓度为≥27％的盐酸液。
2.根据权利要求1的方法，其中，它包括如下步骤1)、向酸洗废液中通入HCl气体，同时将未吸收的HCl气体进行串联吸收，当盐酸浓度 达到约20%时，采取在通入HCl气体的过程中进行冷却或是停止通入HCl气体再冷却的方 式，将温度冷却至约15°C，保温下继续通入HCl气体，当酸洗废液中的HCl酸度达到规定使 用酸度时，原则上作为酸洗酸的盐酸浓度为31%左右，停止通HCl气体进行固液分离。2)、将反应液进行分离处理，滤饼为四水合氯化亚铁晶体，滤液为盐酸浓度为31%的盐 酸液。
3.如权利要求1或2的方法，其中，酸洗废液来自钢厂酸洗工段。
4.如权利要求3的方法，其中，步骤2)的滤液作为酸洗酸套用回钢厂酸洗工段。
全文摘要
本发明提出了一种简便的酸洗废液资源化处理方案，很好地解决了传统方法处理成本高、资源浪费和再次污染的问题。通过采用通入HCl气体，利用Cl-在水溶液中的同离子效应，析出大部分的FeCl2；产生的滤液为盐酸液，直接套用回到钢厂酸洗工段。这一处理工艺具有较好的经济效益和社会环保效益，符合清洁生产、循环经济和节能降耗的要求。
文档编号C02F103/16GK101891259SQ20091008449
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者尹应武, 廖翠莺, 田莹莹 申请人:北京紫光英力化工技术有限公司