[发明专利]一种从不锈钢酸洗废液中提取硫酸和镍铬铁合金的方法

说明书

本发明涉及一种从不锈钢酸洗废液中提取硫酸和镍铬铁合金的方法，不锈钢酸洗废液采用冷冻‑调酸结晶法分离出的硫酸盐晶体添加碳粉后送入回转加热炉内加热，使硫酸盐晶体析出结晶水并发生分解反应而生成氧化铁、氧化镍、氧化铬等固体产物和二氧化硫、三氧化硫、氧气等气体产物，固体产物和碳粉被送入到感应加热炉中进行高温加热，经过熔融还原和合金化形成镍铬铁合金，气体产物被送入到尾气净化炉中，在高温和催化剂作用下二氧化硫被氧化成三氧化硫气体，并在急冷换热设备中与水反应生成硫酸，提取的硫酸和镍铬铁合金可重新用于不锈钢生产中的酸洗和冶炼原料，实现了废物重新利用，降低了生产成本，减少了环境污染，经济效益显著。

技术领域

本发明涉及不锈钢酸洗废液处理技术领域，具体涉及一种从不锈钢酸洗废液中提取硫酸和镍铬铁合金的方法。

背景技术

在不锈钢的生产中，常采用浓度为10％～20％的硫酸去除不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物，其酸洗废液中含有硫酸和金属铁、镍、铬等的硫酸盐等，早期作为污水处理后排放掉，造成了很大的浪费和环境污染。现在各钢铁企业都把不锈钢酸洗废液当作实现资源化回收利用的可再生资源，积极进行不锈钢酸洗废液处理技术的开发。

不锈钢采用硫酸进行酸洗产生的废液有许多种处理技术，例如：浓缩-过滤-自然结晶法、浸没燃烧高温结晶法、蒸汽喷射真空结晶法、蒸发浓缩-冷却结晶法、调酸-冷冻结晶法、碱液-硫酸亚铁共沉淀法等，其中调酸-冷冻结晶法具有工艺流程较短、设备投资较少、能源消耗较小、运行成本较低、操作简单、无二次污染等优点，在许多钢厂获得应用。调酸-冷冻结晶法这种方法将大部分金属离子以硫酸盐晶体的形式析出，结晶体主要成分为硫酸亚铁晶体(FeS0₄·7H₂0)，含量大约为61.2％，硫酸镍晶体含量大约为4.99％，硫酸铬晶体含量大约为9.48％。这些硫酸盐在钢厂常被当作废物，若被填埋的话会造成环境污染，是现在环保不允许的；若当作化学试剂出售时价格较低，经济效益不高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种从不锈钢酸洗废液中提取硫酸和镍铬铁合金的方法，可将硫酸盐晶体中的镍、铬等贵金属离子转变为镍铬铁合金、硫酸根转变为硫酸，实现了废物的循环利用，从而降低了生产成本，减少了环境污染，经济效益显著。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种从不锈钢酸洗废液中提取硫酸和镍铬铁合金的方法，包括以下步骤：

步骤一，不锈钢酸洗废液采用冷冻-调酸结晶法分离出金属铁、镍、铬的硫酸盐晶体；

步骤二，步骤一得到的硫酸盐晶体经粉碎后再添加适当比例的碳粉送入到回转加热炉内进行加热，低温区使硫酸盐晶体析出结晶水，高温区使硫酸盐发生分解反应而生成包括氧化铁、氧化镍、氧化铬在内的固体产物和二氧化硫、三氧化硫、氧气在内的气体产物；

步骤三，步骤二回转加热炉中产生的固体产物和碳粉被送入到感应加热炉中进行高温加热，在高温下金属氧化物被碳粉还原成为铁、镍、铬液态金属，同时完成脱硫、脱氧、脱碳；然后在高温下将铁、镍、铬液态金属进行合金化熔炼形成镍铬铁合金；

步骤四，步骤二在回转加热炉中生成的气体产物被送入到尾气净化炉中，在高温和催化剂作用下，二氧化硫被吸入到尾气净化炉中的氧气氧化成三氧化硫气体，在急冷换热装置中采用水淋冷却方式，同时采用浓硫酸作为吸收剂，使三氧化硫气体与水反应生成硫酸。

进一步地，步骤一中所述的硫酸盐晶体包括硫酸亚铁晶体FeSO₄·7H₂O、硫酸镍晶体NiSO₄·6H₂O和硫酸铬晶体Cr₂(SO₄)₃的5、12、18水合物。

进一步地，步骤二中添加的碳粉比例为5％。

进一步地，步骤二中的回转加热炉采用回转电炉，能够使物料边加热边向前移动，炉内加热温度控制在500-900℃。