回收酸洗金属材料的洗液中所含的铬的方法及其实施设施技术

一种从用于酸洗金属材料的洗液(1)回收Cr的方法，该洗液(1)为含有至少一种硫酸盐和来自经酸洗金属的Cr的水性溶液，该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回收酸洗金属材料的洗液中所含的铬的方法及其实施设施
[0001]本专利技术涉及含Cr金属材料的酸洗，特别是高Cr钢(例如，不锈钢)的酸洗。更具体地说，本专利技术涉及以溶解状态存在于含有硫酸盐的酸洗液(pickling bath)中的金属的回收，目的是使这些洗液再生，并因此允许这些洗液在连续处理方法中再利用或包含在连续处理方法中，而不会使所述方法的性能快速退化，从而尽可能地升级所回收的金属。
[0002]化学酸洗是钢铁制造过程中必不可少的操作。化学酸洗由去除零件表面上的氧化层和将零件浸入水性溶液中组成，该水性溶液通常是强酸(特别是含有一种或多种典型地选自HCl、HNO3、H2SO4、HF的酸的溶液)，但也可以含有中性盐，例如硫酸盐(诸如Na2SO4、K2SO4、(NH4)2SO4)。
[0003]特别地，在电解酸洗工艺中使用硫酸盐含量高的洗液。
[0004]待酸洗的氧化层是在氧化气氛(特别是空气)中执行热处理时形成的。这种酸洗通常在行进的传送带上执行。这允许带材的层压，而不会有氧化物嵌入带材表面中，从而降低外观和质量的风险，或者允许在良好条件下进行表面处理。
[0005]在整个酸洗操作中，洗液富含金属盐，该金属盐源自于氧化层和/或碱金属的溶解。
[0006]从两个观点来看，这种带有金属盐的洗液是有害的。首先是洗液中存在过多的金属阳离子，该金属阳离子会改变新洗液中存在的化学平衡和电化学平衡，从而降低酸洗的效率。其次是当这些溶解的金属达到其极限溶解浓度时，这些溶解的金属会在洗液内沉淀并形成淤渣(sludge)。如果这些淤渣沉积在经处理产品上或沉积在将产品行进路径定向的辊上，则这些淤渣会导致表面质量问题。这些淤渣也可能沉积在酸洗装置的桶、罐和管道中，因此不利于该装置的正常运行。
[0007]面对酸洗液的这种金属含量变化和相关的功效损失，对于产业工人们而言唯一简单的方式是通过向废洗液(spent bath)中添加新鲜的洗液来完全或部分地再生废洗液。在再生之前，全部或部分废洗液被送至中和站，在该中和站中与其他废洗液混合，然后进行处理以还原其中所含的Cr(VI)离子(例如，通过用Fe(II)或钠
‑
NaHSO3还原)，然后通过添加NaOH或Ca(OH)2来沉淀金属阳离子。然后，通过絮凝/沉降将固体元素从液体中分离出来，并在压滤机上过滤。得到的金属氢氧化物淤渣的饼作为废物丢弃，因为不存在对该淤渣的经济可行的升级处理。
[0008]该淤渣由在不同的表面处理洗液中溶解的金属的混合物构成，并且由这些洗液中的至少部分的阴离子构成。例如，当酸洗液使用H2SO4和HF时，源自于酸洗液的该淤渣的高S和F含量阻止了该废物通过高温冶金(pyrometallurgic)途径再使用。面对该缺点，一种解决方案是分离中和流(neutralization flow)，以在一方面得到含有F和S的废洗液，并在另一方面得到具有不太难回收的副产物的洗液。
[0009]涉及特定类型洗液的处理解决方案已经存在并且正在使用。这些解决方案(例如，用于盐酸盐洗液的烤喷(roast spraying))通常一方面允许酸的再生，另一方面允许金属的回收。这些方法通常成本高，并且并不总是允许以能够在工业过程中使用的浓度再生酸。此外，这些方法通常是能量密集型的、和/或消耗大量的水、和/或使用需要清洁周期的树脂
或离子交换膜，在该清洁周期中不能使用装置。
[0010]本专利技术的目的是提出一种既有效又经济可行的方法，以用于再生废电解酸洗液和用于回收这些废电解酸洗液中所含的Cr，这些废电解酸洗液含有相对大量的一种或多种含硫化合物(例如硫酸盐)。
[0011]为了这个目的，本专利技术的主题是一种从容器(例如酸洗罐)中所含的金属材料的酸洗液回收Cr的方法，所述酸洗液是含有至少一种硫酸盐和Cr的水性溶液，所述Cr源自于经酸洗金属，其特征在于：
[0012]‑
由所述酸洗液的至少一部分和包含未受阻醚官能团的聚合物形成水性两相体系，所述聚合物优选为聚乙二醇，典型地为PEG
‑
200、PEG
‑
400或PEG
‑
600，最好为PEG
‑
400，聚合物在三元混合物中的比例为使得其位于等式《聚合物重量％＝100％
‑
酸洗液重量％》的线与酸洗液/聚合物混合物在洗液温度下的双节固溶曲线(binodal curve)之间，所述三元混合物由被认为是单一化学成分的所述酸洗液、水和所述聚合物形成，所述水性两相体系包括聚合物相以及非聚合物相，大部分的所述Cr存在于所述聚合物相中；
[0013]‑
分离所述聚合物相和所述非聚合物相；
[0014]‑
在所述聚合物相中形成含Cr沉淀物；
[0015]‑
对所述聚合物相执行固
‑
液分离，以分离所述聚合物和含Cr沉淀物；
[0016]‑
处理所述沉淀物，以回收所述沉淀物中所含的Cr。
[0017]优选地，为了加速含Cr沉淀物和聚合物的形成动力学(formation kinetics)，在所述固
‑
液分离之前，通过将聚合物相暴露于波长在340nm与860nm之间的至少一个光源，来照射所述聚合物相。
[0018]在聚合物相暴露于所述光源之前，所述聚合物相可以以液膜的形式放置。
[0019]在对所述聚合物相进行所述固
‑
液分离之后，可以进行由该分离产生的液体馏分(liquid fraction)的脱水，以回收液体馏分中所含的聚合物，并且所述聚合物被再利用，以形成所述水性两相混合物。
[0020]所述脱水可以通过蒸馏来执行。
[0021]由所述脱水产生的水可以被送至含有酸洗液的容器。
[0022]在沉淀物与经照射的聚合物相的剩余物分离之后，可以通过高温冶金工艺执行从含Cr沉淀物回收Cr。
[0023]所述高温冶金工艺可以是使用碳对氧化物进行的高温冶金还原。
[0024]所述工艺可以包括以下步骤：
[0025]‑
从含有酸洗液的容器提取酸洗液的馏分；
[0026]‑
由所述酸洗液的至少一部分和包含未受阻醚官能团的聚合物形成水性两相体系，所述聚合物优选为聚乙二醇，典型地为PEG
‑
200、PEG
‑
400或PEG
‑
600型聚乙二醇，最好为PEG
‑
400，聚合物在三元混合物中的比例为使得其位于等式《聚合物重量％＝100％
‑
酸洗液重量％》的线与酸洗液/聚合物混合物在洗液温度下的双节固溶曲线之间，所述三元混合物由被认为是单一化学成分的所述酸洗液、水和所述聚合物形成，所述水性两相体系包括聚合物相以及非聚合物相，大部分的所述Cr存在于所述聚合物相中；
[0027]‑
将所述水性两相混合物的所述非聚合物相返回到含有酸洗液的容器。
[0028]含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种回收用于酸洗金属材料的洗液(1)中所含的Cr的方法，所述洗液保存在容器中，所述容器诸如是酸洗罐(2)，所述酸洗液(1)为含有至少一种硫酸盐和Cr的水性溶液，所述Cr源自于所述经酸洗金属，其特征在于：
‑
由所述酸洗液(1)的至少一部分和包含未受阻醚官能团的聚合物形成水性两相体系，所述聚合物优选为聚乙二醇，典型地为PEG
‑
200、PEG
‑
400或PEG
‑
600，最好为PEG
‑
400，所述聚合物在三元混合物中的比例为使得其位于等式《聚合物重量％＝100％
‑
酸洗液重量％》的线、与酸洗液/聚合物混合物在洗液温度下的双节固溶曲线之间，所述三元混合物由被认为是单一化学成分的所述酸洗液、水和所述聚合物形成，所述水性两相体系包括聚合物相以及非聚合物相，大部分的所述Cr存在于所述聚合物相中；
‑
分离所述聚合物相和所述非聚合物相；
‑
在所述聚合物相中形成含Cr沉淀物；
‑
对所述聚合物相执行固
‑
液分离，以分离所述聚合物和所述含Cr沉淀物；
‑
处理所述沉淀物，以回收其中所含的所述Cr。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了加速所述含Cr沉淀物和所述聚合物的形成动力学，在所述固
‑
液分离之前，通过所述聚合物相暴露于波长在340nm与860nm之间的至少一种光源，来照射所述聚合物相。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述聚合物相暴露于所述光源之前，所述聚合物相以液膜的形式放置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，对所述聚合物相进行所述固
‑
液分离之后，由该分离产生的液体馏分被脱水以回收其中所含的聚合物，并且所述聚合物被再利用以形成所述水性两相混合物。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱水通过蒸馏执行。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，由所述脱水产生的水被送至含有所述酸洗液(1)的罐(2)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述沉淀物与经照射的聚合物相的剩余物分离之后，从含Cr的沉淀物中回收Cr通过高温冶金工艺执行。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述高温冶金工艺是使用碳对氧化物进行高温冶金还原的工艺。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其特征在于，
‑
从含有所述酸洗液(1)的罐(2)提取酸洗液(1)的馏分；
‑
由所述酸洗液(1)的至少一部分和包含未受阻醚官能团的聚合物形成水性两相体系，所述聚合物优选为聚乙二醇，典型地为PEG
‑
200、PEG
‑
400或PEG
‑
600型聚乙二醇，最好为PEG
‑
400，所述聚合物在三元混合物中的比例为使得其位于等式《聚合物重量％＝100％
‑
酸洗液重量％...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊斯梅尔，
申请(专利权)人：艾普伦，
类型：发明
国别省市：