利用萃取法处理轧钢酸洗废液的方法技术

含铁盐酸酸洗废液的处理方法属于废水处理领域，解决钢材或加工部件经盐酸清洗所产生的废酸液处理中的浪费和污染问题，特征是采用ＴＢＰ（磷酸三丁酯）或ＴＢＰ—煤油作为萃取剂，用萃取法有效地回收盐酸供酸洗重复使用，综合利用所含铁盐生产三氯化铁、氧化铁黄和氧化铁红等化工原料副产品。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属废水处理领域，尤其涉及用萃取法处理轧钢酸洗废液技术。钢材冷轧前需消耗大量盐酸进行酸洗，以清除表面氧化铁皮。一般中型轧钢厂每天排出废酸多达数十吨乃至上百吨，废酸中含有中等浓度的盐酸和高浓度的铁盐，典型组成为盐酸浓度5-8%，铁含量约为200克/升。由于盐酸和铁盐浓度均较高，通常处理酸性废水的方法无能为力。多年以来国内外均在发展回收盐酸和综合利用其中铁盐的方法。国内某厂曾建成一套中和凝絮沉淀的处理装置，但因直接中和需消耗大量的碱，致使无法运行而废置。国外发展的结晶法，蒸发浓缩法和喷雾焙烧法虽然能再生盐酸(于政禄编《带钢连续酸洗》冶金工业出版社，1976，232-239页)，由于均需在盐酸气氛下600℃以上高温焙烧，因而带来下述致命的缺点(1)工艺流程复杂，设备投资大，能耗高;(2)高温下抗盐酸腐蚀材料难于解决，目前尚需国外进口;(3)焙烧过程盐的浓缩物和氧化铁容易在设备中造成堵塞，结疤;(4)焙烧产生的氧化铁粉尘造成二次污染，三废治理过程又消耗大量投资。武钢冷轧厂1978年由西德陶瓷化学公司(KeramChemie)引进两套流化床喷雾焙烧盐酸再生机组(Lurgie法)(于志行《盐酸再生》)，由于上述缺点而不能在国内推广。近年来国内有些厂家试图用电渗析和反渗透技术处理废酸，但由于冷轧废酸中盐酸和铁盐浓度均很高而难于实现。目前国内冷轧酸洗废酸的处理及综合利用问题尚未解决。专利技术专利CN 85 1 08552A《含铁盐酸酸洗废液的处理方法》提出的处理废酸技术为“将废液中的二价铁氧化成三价铁，用萃取剂分出其中铁盐，余下的酸液循环使用。”“氧化剂用过氧化氢溶液或氯气等，萃取剂可用碳链为C5-C18的三级胺或四级铵盐(含-甲基或-乙基)等。”其缺点为(1)萃取过程萃取废液中的铁，废酸继续保留在水相中，处理过程不能使废液中的稀酸增浓，然而在配制新酸洗液时，由于酸洗池体积一定，只能使用一部分回收的稀酸，连续运行会产生稀酸积累，造成贮存困难;(2)胺类萃取剂萃取反应过程较慢，增大了设备体积;(3)采用过氧化氢溶液作为氧化剂提高了成本。本专利技术的目的在于提出一种改进的溶剂萃取法处理轧钢酸洗废液的技术，能有效地回收盐酸供酸洗重复使用，便于综合利用所含铁盐生产三氯化铁，氧化铁黄和氧化铁红等化工原料副产品。本专利技术的主要技术特征为(1)以TBP(磷酸三丁酯)或者TBP(磷酸三丁酯)-煤油溶液作为萃取剂;(2)不需要氧化废酸中的二价铁，利用二价铁不被TBP萃取，且对盐酸萃取有盐析效应的特点，用TBP或者TBP-煤油溶液直接萃取盐酸，而将铁保留在水相萃残液中，实现废酸中盐酸和铁盐的分离。冷轧酸洗废液典型组成为盐酸浓度5～8%左右，铁浓度约为200克/升。本专利技术方法也适用于其它含二价铁的盐酸废液。本专利技术的目的是这样实现的，首先将酸洗池排出的废酸过滤，然后用TBP或TBP(煤油)作为溶剂萃取废液中的盐酸，经多级逆流萃取后实现盐酸与铁的分离废酸中90%以上的盐酸进入有机相，绝大部分铁保持在萃余水相中，然后对两相分别进行处理。负载有机相用水反萃，经多级逆流反萃后可以得到浓度5-8%以上的盐酸(含有少量铁)，酸回收率可达70-80%以上。反萃所得的盐酸送至酸洗池循环使用，溶剂经水洗涤后可重复循环使用。根据厂房条件萃取设备可选用立式萃取柱或卧式混合澄清槽，也可采用离心萃取器。萃残液中的铁，可根据厂家要求选取不同处理方式生产下列副产品①用氯气氧化生产液体三氯化铁或进一步生产固体三氯化铁;②鼓入热空气或加热氧化，同时加入适量NaOH产生FeO(OH)沉淀作为晶核，经过滤干燥后生产氧化铁黄;③氧化铁黄在600-700℃下焙烧生产氧化铁红。溶剂萃取法处理冷轧酸洗废酸具有良好的经济效益和技术可行性，其优点如下(1)化害为利，变废为宝。采用溶液萃取法处理废酸可实现废酸中盐酸和铁盐的分离，除回收盐酸供酸洗重复使用外，并可生产三氯化铁，氧化铁黄，氧化铁红等化工原料副产品。三氯化铁可用于净水，电讯与印刷制版以及颜料、染料、药物等生产，质量优良的三氯化铁可以出口创汇。氧化铁黄、氧化铁红均可用于油漆的颜料，以及橡胶、电子、玻璃和化妆品等的制造。氧化铁红如进一步深加工，可生产昂贵的铁磁材料。因而溶剂萃取法处理废酸流程具有很好的发展前途。(2)萃取回收盐酸过程无高温操作，设备材料问题容易解决。生产液体三氯化铁和氧化铁黄为全湿法流程，整个过程无高温操作。即使制造固体三氯化铁或氧化铁红需要蒸发或焙烧单元，由于事先已经分离出了盐酸，也避免了盐酸气氛下高温腐蚀问题。(3)回收过程产生的三废仅为一般酸性或碱性废水，萃取剂本身也为无毒无害物质，不引入有害的化学试剂，萃取过程在密闭下操作无燃烧爆炸危险，无酸雾逸出，安全性好，不产生二次污染。(4)与国外喷雾焙烧法比较，设备投资少，能耗低，与专利技术专利CN85108552A提出的方法比较，萃取前无需进行氧化操作，节省了较贵的氧化剂，可使回收废酸增浓，连续运行形成闭合循环，无大量稀酸积累;TBP萃取盐酸过程很快，可减少设备体积和萃取剂装量。因而本专利技术具有投资少，适用面广，可以根据市场情况灵活变通处理流程等优点。实施例日处理存槽量为300吨冷轧盐酸酸洗废酸，原始废酸组成为盐酸8%，铁100～250克/升。采用TBP(磷酸三丁酯)-煤油作萃取剂，废液经萃取柱多级逆流萃取-反萃后得到10%的盐酸180吨，酸回收率80%以上，回收酸泵送至酸洗池后，加入10吨38%盐酸和适量水后，配制成300吨浓度为20%的盐酸供酸洗重复使用。萃残液中的铁盐30%用于生产液体三氯化铁，70%用于制备固体三氯化铁，每天生产浓度为4%的液体三氯化铁427吨，固体三氯化铁192吨，扣除运行费用，设备折旧，年净增益可达千万元以上。权利要求1.萃取法处理轧钢酸洗废液技术，其废液主要成分为二氯化铁和盐酸，其特征在于(a)选用TBP(磷酸三丁酯)作为萃取剂；(b)直接将废液中的盐酸萃入TBP中，将二价铁保留在水相残液中；(c)已萃入盐酸的TBP加入水反萃盐酸，得到盐酸，盐酸和萃取剂分别重复使用。2.根据权利要求1所述的方法其特征在于所说的萃取剂可为TBP(磷酸三丁酯)-煤油溶液。3.根据权利要求1或2所述的方法其特征在于该技术适用于含二价铁的盐酸废液。全文摘要含铁盐酸酸洗废液的处理方法属于废水处理领域，解决钢材或加工部件经盐酸清洗所产生的废酸液处理中的浪费和污染问题，特征是采用TBP(磷酸三丁酯)或TBP—煤油作为萃取剂，用萃取法有效地回收盐酸供酸洗重复使用，综合利用所含铁盐生产三氯化铁、氧化铁黄和氧化铁红等化工原料副产品。文档编号B01D11/04GK1041742SQ8810914公开日1990年5月2日 申请日期1988年10月13日 优先权日1988年10月13日专利技术者胡熙恩, 王学军, 万春荣, 戴为智 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
萃取法处理轧钢酸洗废液技术，其废液主要成分为二氯化铁和盐酸，其特征在于：（ａ）选用ＴＢＰ（磷酸三丁酯）作为萃取剂；（ｂ）直接将废液中的盐酸萃入ＴＢＰ中，将二价铁保留在水相残液中；（ｃ）已萃入盐酸的ＴＢＰ加入水反萃盐酸，得到盐酸， 盐酸和萃取剂分别重复使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡熙恩，王学军，万春荣，戴为智，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]