二、冷軋廢水處理
冷軋鋼材必須清除原料的表面氧化鐵皮,采用酸洗清除氧化鐵皮,隨之產(chǎn)生廢酸液和酸洗漂洗水。還有一種廢水就是冷卻軋輥的含乳化液廢水。除此以外,軋鍍鋅帶鋼產(chǎn)生含鉻廢水。
1.中和處理
軋鋼廠的酸性廢水一般采用投藥中和法和過濾中和法。常用的中和劑為石灰、石灰石、白云石等。
投藥中和的處理設備主要由藥劑配制設備和處理構(gòu)筑物兩部分組成,流程見圖1-1。 由于軋鋼廢水中存在大量的二價鐵離子,中和產(chǎn)生的h(OH):溶解度較高,沉淀不徹底,采用曝氣方式使二價鐵變成三價鐵沉淀,出水效果好,而且沉泥也較易脫水,如圖5-9的流程所示。過濾中和就是使酸性廢水通過堿性固體濾料層進行中和。濾料層一般采用石灰石和白云石。過濾中和只適用于水量較小的軋鋼廠。
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2.乳化液廢水處理
軋鋼含油及乳化液廢水中,有少量的浮油、浮渣和油泥。利用貯油槽除調(diào)節(jié)水量、保持廢水成分均勻、減少處理構(gòu)筑物的容量外,還有利于以上成分的靜置分離。所以槽內(nèi)應有刮油及刮泥設施,同時還設加熱設備。
乳化液的處理方法有化學法、物理法、加熱法和機械法,以化學法和膜分離法常見?;瘜W法治理時,一般對廢水加熱,用破乳劑破乳后,使油、水分離。化學破乳關鍵在于選好破乳劑。冷軋乳化液廢水的膜分離處理主要有超濾和反滲透兩種,超濾法的運行費用較低,正在推廣使用。
三、廢液的處理與利用
軋鋼酸洗車間在酸洗鋼材過程中,酸洗液的濃度逐漸下降,以致不能再用而需要排出廢酸更換新酸。這種不能繼續(xù)使用的酸液叫做酸洗廢液。用硫酸酸洗產(chǎn)生硫酸廢液,含有游離硫酸和硫酸亞鐵;用鹽酸酸洗產(chǎn)生含鹽酸的氯化亞鐵的廢液;在酸洗不銹鋼時,用硝酸—氫氟酸混合酸液,廢液除含游離酸外,還含有鐵、鎳、鈷、鉻等金屬鹽類。所有的廢酸液均含有有用物質(zhì),應予以回收利用。
1.硫酸酸洗廢液的回收
用硫酸酸洗鋼材的廢液,一般含有硫酸5%一13%,含硫酸亞鐵17%~23%。這種酸洗廢液回收方法較多,下面介紹比較常用的方法。
(1)真空濃縮冷凍結(jié)晶法(減壓蒸發(fā)冷凍結(jié)晶法) 由于硫酸亞鐵在硫酸溶液中的溶解度隨硫酸濃度的升高而下降,因此要使過飽和的硫酸亞鐵結(jié)晶析出,就需要提高硫酸的濃度。
本法就是在真空狀態(tài)下通過加熱和蒸發(fā)除去廢酸中的部分水分,來提高硫酸和硫酸亞鐵的濃度,然后再經(jīng)冷凍降溫到0~10C,使硫酸亞鐵結(jié)晶,再經(jīng)固液分離,便得到再生酸和 FeS04·7H20副產(chǎn)品。前者可返回酸洗工藝使用,后者可外售作為凈水混凝劑和化工原料。
真空濃縮冷凍結(jié)晶工藝流程見圖5-10。
(2)加酸冷凍結(jié)晶法(無蒸發(fā)冷凍結(jié)晶法) 加酸冷凍結(jié)晶法與真空濃縮冷凍結(jié)晶法基本相同,唯一區(qū)別是,后者通過真空蒸發(fā)來提高廢酸濃度,而前者則采用加濃硫酸來提高酸濃度。工藝流程見圖5-11。
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此法比真空濃縮冷凍結(jié)晶法工藝簡單,投資較少,不需要加熱。
(3)加鐵屑生產(chǎn)硫酸亞鐵法 將鐵屑加入廢酸中,鐵屑與其中的游離酸反應生成硫酸亞鐵,工藝流程見圖5-12。
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本法工藝流程簡單,投資較少,廢酸量較少的場合使用較多。缺點是工作環(huán)境較差,最后殘液仍含有酸性(pH值為1.5~2.0),并含有一定量的FeS04,仍需中和處理后才能排放。此外,因反應中放出氫氣,故采用此法時需注意防火,并應將反應氣體排出室外。
(4)自然結(jié)晶—擴散滲析法 利用自然結(jié)晶回收硫酸亞鐵,用擴散滲析回收硫酸。滲析器由陰離子交換膜和硬聚乙烯隔板所組成,其擴散液補加新酸后即可回用于鋼材酸洗。
(5)聚合硫酸鐵 聚合硫酸鐵法是使硫酸酸洗廢液經(jīng)過催化氧化聚合反應,從而得到一種高分子絮凝劑——聚合硫酸鐵,這種絮凝劑有良好的混凝沉淀性能,其澄清效果比硫酸亞鐵、三氯化鐵、堿式氯化鋁要好,所以此法較快被企業(yè)接受,予以推廣應用。
2.鹽酸酸洗廢液的回收
鹽酸酸洗鋼材所產(chǎn)生的廢液,一般含游離鹽酸30~40g/L,氯化亞鐵,100~140g/L,可用下述方法處理利用。
(1)噴霧燃燒法 它是將鹽酸通過噴霧燃燒變成氣態(tài),使氯化亞鐵分解成為HCl和Fe203。
(2)真空蒸發(fā)法 真空蒸發(fā)法是利用真空蒸發(fā)裝置,在低溫下使游離鹽酸變?yōu)闅庀?,而后采用冷凝回收得到酸,氯化亞鐵則結(jié)晶析出,其工藝流程見圖5-13。
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在蒸發(fā)器中加入硫酸與FeCl2起置換反應,取得更好的回收效果。
3.硝酸—氫氟酸的回收
酸洗不銹鋼材是用硝酸—氫氟酸的混合酸,采用減壓蒸發(fā)法回收這種混酸液。
減壓蒸發(fā)法回收硝酸—氫氟酸的工作原理是利用硫酸的沸點遠大于硝酸和氫氟酸的特點,向廢酸中投加硫酸并在負壓條件下加熱蒸發(fā),則硫酸與廢酸中的金屬鹽類發(fā)生復分解反應,使其中的金屬鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽;H+與F-和NO3-結(jié)合生成HN03和HF,它們同廢酸中的游離酸均變成氣相,經(jīng)冷凝即得到再生的混合酸。