[发明专利]一种安全无污染排放钢铁酸洗工艺及其应用

说明书

本发明属于循环利用技术领域，具体涉及一种安全无污染排放钢铁酸洗工艺及其应用。本发明公开了一种安全无污染排放钢铁酸洗工艺，包括以下步骤：S1.将待清洗钢铁置于清洗组合物的水溶液中；S2.向步骤S1中洗完钢铁的水溶液中加铁粉，得混合液a；S3.将步骤S2得到的混合液a进行结晶，过滤得固体和滤液，滤液返回用于步骤S1。

技术领域

本发明属于循环利用技术领域，具体涉及一种安全无污染排放钢铁酸洗工艺及其应用。

背景技术

钢铁行业是经济的重要支柱，在现代化建设过程中发挥了重要的作用。但是，使用钢铁需要面对的最大问题就是钢铁的锈蚀问题，每年有大量的钢铁由于表面锈蚀影响使用。因此，在钢铁表面处理工艺过程中，非常重要的一环就是除锈。除锈工艺主要是将钢铁表面的氧化皮和铁锈进行清理，使钢铁制品露出基材，之后，更有效地采用防环保型钢铁除锈清洗剂的研制锈、磷化、钝化、化学镍等工艺，从而达到需要的防锈处理效果。钢铁的除锈方法众多，但是常见的可以分为两大类：物理除锈和化学除锈。物理除锈包括手工除锈、物理抛光除锈、喷砂除锈等。化学除锈则是利用酸、络合剂与铁的氧化物发生化学反应，将表面的铁锈溶解，达到除锈目的。该类方法对钢铁的形状没有要求，可以处理任何形状的钢铁型材。

传统的化学除锈都是在强酸条件下，特别是使用盐酸作为酸洗剂，成本低、效率高、腐蚀小，但是盐酸具有很强的挥发性，对人体损害较大，而且使用完的废水处理成本也较高。传统的除锈工艺过程中会产生有害酸雾，对废液的处理也十分的浪费，没有物尽其用。现在的工艺已经有许多方面进行了优化，如硫酸替代盐酸来减少酸雾污染，以及资源化利用废液。这些改进仅针对部分工艺方面，没有完整的无污染排放的酸洗工艺。

现有的环保钢铁酸洗技术有使用环保清洗剂代替盐酸酸洗，如陈江清的专利201710576249.0一种替代盐酸酸洗中性清洗剂，包括重量配比柠檬酸6～10份，苹果酸2～5份，葡萄糖酸钠1～2份，柠檬酸钠5～10份，超纯水8～10份。这种清洗剂还可添加香精、乙醇酸、硅酸钾，pH值5～7。这种清洗剂所采用的原材料均为环保材料，无污染，完全可以替代传统盐酸酸洗钢铁材料工艺，解决了传统工艺中所产生的废水污染环境问题。安全性高，对操作人员没有危害，不会灼伤身体，有利于安全施工。这个发明改进了传统酸洗中的酸液挥发问题，以及废液的pH的问题，但是仍存在一些缺陷，如反应时间较长。

钢铁酸洗过程中产生的废液的处理也是研究的一大热点和难点。废液再生的各种技术，包括酸回收法、扩散渗析法、电渗析法、膜电解法和膜蒸馏法、蒸发法、沉淀法、喷雾焙烧法以及酸回收法和金属回收法。例如张后虎的专利201810902207.6公开了一种综合利用钢铁酸洗废硫酸的方法，在钢铁酸洗废硫酸中加入生石灰，调节pH值，搅拌、抽滤后得到白色滤饼和黄棕色滤液；将白色滤饼用蒸馏水冲洗、烘干硏磨得到硫酸钙产品；将黄棕色滤液流经装有阳离子交换树脂的床层进行吸附处理；蒸馏水冲洗吸附饱和的阳离子交换树脂，后加入盐酸，恒温震荡脱附。蒸馏脱附液，将再生盐酸回用；加热浓缩氯化铁溶液，冷却结晶过滤得到氯化铁产品。该发明将化学沉淀与离子交换法联用，降低废酸的酸度同时增大了废酸中铁离子的浓度，使更加适用于离子交换工艺，工艺简单，无次污染，但是由于交换树脂成本较高，且硫酸钙产品有杂质，售价不高，不适合工业生产。王伟的专利201310690822.2钢铁热轧用酸洗废液的废酸再生方法，包括下列步骤：首先将废酸先经70～100℃预热，再在100～150℃下通过蒸发器蒸发处理，制成过饱和母液；再将过饱和母液在100～150℃下，经石墨刮板刮入石墨结晶器结晶成氯化亚铁固体，同时蒸出含氯化氢的水蒸汽，含氯化氢的水蒸汽通过常规吸收器吸收成再生酸回用。中冶南方工程技术有限公司的专利201410588630.5通过硫酸置换，并结合石灰、氢氧化钠分级中和沉淀，得以回收氢氟酸、硝酸以及硫酸钙和其它金属氢氧化物。

总之，现有的专利是通过废液处理和利用来实现环保。大部分酸液有挥发性，对人体环境产生危害。废液先生产再处理，分段进行，运行成本高，酸洗行业大多数企业难以承受。