[发明专利]一种热镀锌酸洗废液资源化处理方法

说明书

本发明公开了一种热镀锌酸洗废液的资源化处理方法，具体如下：将酸洗废液过滤除去悬浮物和不溶固体，随后添加还原剂还原酸洗废液中的Fe³⁺为Fe²⁺；再将酸洗废液通过萃取剂进行多级逆流萃取，后将有机相经过反萃剂反萃，再将反萃液过滤得到的滤饼A用稀盐酸溶解，同时加入少量酸洗废液得到溶液A；使用氨水‑氯化铵调节溶液A的pH去除Fe³⁺得到溶液B；在溶液B加入强碱，加热煮至无氨味，得到含有白色沉淀的溶液C；将白色沉淀过滤得到滤饼B，将滤饼B烘干后即得氧化锌。本发明对热镀锌酸洗废液的资源化处理方法简单，能耗低，操作安全，投入成本低可实现热镀锌酸洗废液的最大资源化利用，实施方便，易于维护管理，值得在工业生产上进一步推广。

技术领域

本发明属于重金属废水处理技术领域，具体涉及一种低耗高效的热镀锌酸洗废液资源化处理方法。

背景技术

热镀锌是钢板防腐的重要手段，全球每年70%（超过700万吨/年）的锌产量用在热镀锌防腐领域。钢板在进行镀锌处理时，需要进行洗前检查、脱脂、水洗、酸洗除锈、水洗、助镀处理、热镀锌、镀后处理、分类标识。其中本发明所用的处理原料就是酸洗除锈环节的酸洗废液。

在热镀锌酸洗过程中，镀锌件返洗是对旧镀锌件或质量有重大缺陷需要二次镀锌的镀锌件进行重新酸洗的工艺。其主要腐蚀镀锌件表面的锌。在国内众多镀锌企业中，目前还没有对于返洗镀锌件设有特定的酸洗区域。返洗时与一般镀锌件酸洗同为一个酸洗池，这样返洗的结果是造成交叉污染，在后期处理过程中需要考量 Zn²⁺的处理方法，以及 Zn²⁺与 Fe²⁺的相互影响，这时的废酸（锌：5 ~ 120 g/L, Fe：60 ~ 150 g/L, HCl：10 ~ 80 g/L）按中华人民共和国环境法电镀行业排放标准规定（pH=6~9，2 mg/L Zn, 3 mg/L Fe, 1 g/LCl^-）不能直接排放。由于含有重金属，造成废酸处理难度增大，成本增加，大部分国家将其视为危险废物。

对于废水中金属离子有以下处理方法：选择性沉淀、离子交换技术、溶剂萃取。在实际操作过程中发现，没有任何化学物质可以从高Fe²⁺含量的溶液中选择性地沉淀Zn时，却不会污染Fe；以离子交换技术为原理的固定床离子交换器需要用到的树脂投资成本过高。

而溶剂萃取对金属离子有高选择性以及可以大规模处理溶液的特点。目前，利用各种常规萃取剂从酸洗废液中萃取锌的研究较多，但由于存在诸多问题，能真正应用于工业生产的技术并不多。例如，当使用DBBP、TBP或TiOA作为萃取剂时，高浓度萃取剂才会表现出较高的萃取效率，并且大量的水会在溶剂萃取后进入有机相，从而使得有机相的回收变得困难。此外，使用D2EHPA、DEHPA和Cyanex 301作为萃取剂萃取锌也不适用，因为酸洗废液中的高含量酸会降低萃取效率。而且，氧化锌的生产离不开高端煅烧阶段，例如专利CN111020216 A生产氧化锌的方法，需要600-700℃煅烧2~3小时。

另外，如发明专利CN105132932B，一种镀锌件返洗废酸液的回收处理方法，包括如下步骤：将需要返洗的镀锌件和吊具置于专用的返洗池用盐酸返洗，得到含Zn²⁺、Fe²⁺和盐酸的镀锌件返洗废酸液，单独回收；回收的返洗废酸液置于反应容器中，分别依次添加双氧水、氨水，调节废酸液PH值在4~5之间，Fe²⁺氧化为Fe³⁺，生成Fe(OH)₃沉淀，经过滤除去；检测滤液的锌氨比，添加适量NH₄Cl、ZnCl₂和水，制得锌氨比一定的助镀剂。虽然该发明可以实现废酸的资源化利用，但产品附加值低；另外该发明专利直接通过加入氨水对酸洗废液的pH进行调节，而酸洗废液中HCl的浓度为10 ~ 80 g/L，从而使氨水的消耗量十分巨大。

因此，研究一种低耗能高效率、回收产品附加值高的热镀锌酸洗废液资源化处理方法是极其重要的。