廢酸處理方式——資源化回收
來源：江蘇海普功能材料有限公司 閱讀：3186 更新時間：2021-01-15 16:27在鋼鐵、冶金和電鍍等工業(yè)中，金屬的表面處理是必不可少的，現(xiàn)介紹一種廢酸處理方式——資源化回收
如在鋼鐵工業(yè)中，鋼材放置時間過長其表面會有鐵銹和氧化鐵皮生成，為了對鋼材進(jìn)行諸如冷軋、表面鍍層以及表面涂層等下一步加工，需要把表面的氧化鐵皮和鐵銹除掉，氧化鐵皮和鐵銹的主要成分包括四氧化三鐵、氧化鐵和氧化亞鐵。
去除氧化鐵皮和鐵銹的方法主要包括機械處理法、中性電解去鱗法以及酸洗處理法等，由于鐵的氧化物容易和酸發(fā)生反應(yīng)，因此酸洗處理法是最常用的處理方法。
酸洗過程中，酸與鐵的氧化物以及基體鐵反應(yīng)逐漸被消耗，同時酸中的亞鐵和鐵離子的濃度逐漸增高，當(dāng)酸洗液中的亞鐵和鐵離子濃度達(dá)到一定值后，酸洗效率會變得很差，酸洗液就不能再使用，從而變成酸洗廢液。
酸洗廢液不僅來源于鋼鐵行業(yè)，在金屬制品加工、電鍍、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中，都會用到酸洗這道工序，因此這些行業(yè)每年都會產(chǎn)生大量的酸洗廢液。
目前常用的酸洗劑主要有鹽酸、硫酸、硝酸和氫氟酸，根據(jù)酸洗的對象、酸洗液的種類以及對產(chǎn)品的需求不同，酸洗廢液的成分、酸度以及金屬離子濃度也會有差異，酸洗廢液中主要含有 H+、Cl-、SO42-、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等離子。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對物質(zhì)的要求越來越高，因而對金屬和金屬加工制品的需求也在不斷增加，從而帶動了鋼鐵、電鍍和金屬加工等工業(yè)的發(fā)展，因此每天產(chǎn)生的酸洗廢液仍在不斷增多。
酸洗廢液的特點是廢液量大，酸和金屬離子濃度高，直接排放會造成很大的危害。
首先當(dāng)酸洗廢液排入下水道后，由于廢液具有強的酸腐蝕性會破壞管道結(jié)構(gòu)；其次當(dāng)酸洗廢液進(jìn)入到水體后，廢液中的重金屬離子會污染水源，同時殘酸會和水體中的碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)破壞水體的酸堿平衡，從而不利于魚類等動物的生存；最后當(dāng)酸洗廢液滲入到土壤中會使土質(zhì)損壞，從而影響農(nóng)作物生長。
綜上，直接排放酸洗廢液不僅會對環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，同時也浪費了酸洗廢液中的可循環(huán)利用的資源，這都不符合我國可持續(xù)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略要求。
1.常規(guī)酸洗廢液處理技術(shù)
由于酸洗廢液存在的危害，需對其進(jìn)行妥善和慎重的處理，目前常規(guī)酸洗廢液的方法主要有以下幾種：
（1）中和沉淀法
中和沉淀法是指向廢酸中添加生石灰等堿性試劑，與酸洗廢液中的游離酸進(jìn)行中和反應(yīng)，并使金屬離子沉淀，經(jīng)多級沉淀分離，再用酸調(diào)節(jié)廢液的 PH 值至到 5.6~6.5 之間，達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放，其涉及的化學(xué)反應(yīng)主要有以下：
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O
2FeCl2+2Ca(OH)2+H2O+1/2O2=2Fe(OH)3+2CaCl2
中和沉淀法處理廢酸具有原理簡單、操作方便等優(yōu)點，但其仍存在一些缺陷，一方面其處理過程需消耗大量的堿性中和劑，并且廢酸中大量的游離酸被中和消耗，浪費了資源，另一方面處理過程還會產(chǎn)生很多泥渣，造成二次污染，因此還需進(jìn)行二次處理，一般是通過將泥渣送到廢料場進(jìn)行填埋或送到回收站進(jìn)行加工后再利用，這都需要耗費大量的資源。
（2）高溫焙燒法
高溫焙燒法是一種資源化處理廢酸的方法，主要用于鹽酸酸洗廢液的處理，它能夠同時回收廢酸中的鹽酸和鐵等資源，其原理是酸洗廢液中殘留的鹽酸在高溫下蒸發(fā)變成蒸汽，而亞鐵鹽則在高溫和有充足水蒸氣、適量氧氣的氣氛中定量水解生成氧化鐵和氯化氫，其反應(yīng)方程式如下：
4FeCl2+O2+H2O→Fe2O3+8HCl
高溫焙燒法處理廢酸具有廢液處理量大、產(chǎn)生的廢棄物少、資源回收率高等優(yōu)點，不僅能回收高濃度的酸，將其直接回用到酸洗工藝中，同時還能回收廢酸中的金屬得到氧化鐵，將其用做冶煉以及生產(chǎn)磁性材料和顏料。
但高溫焙燒法處理廢酸仍存在一些缺點，如處理工藝復(fù)雜，需要使用的設(shè)備較多，對設(shè)備的耐腐蝕性要求高，因此設(shè)備投資成本大，運行費用高，比較適合于大型鋼鐵企業(yè)，而限制了在一些中小型企業(yè)中的應(yīng)用。
（3）蒸發(fā)法
蒸發(fā)法是一種能夠分離酸和金屬鹽的廢酸處理方法，主要用于易揮發(fā)性酸（如鹽酸）的回收，其原理是通過加熱使酸揮發(fā)變成蒸汽再經(jīng)冷凝從而得到酸液，而金屬鹽則留在母液中，通過冷卻結(jié)晶與母液進(jìn)行分離。
蒸發(fā)法能夠有效回收廢酸中的金屬鹽和游離酸，但蒸發(fā)法處理廢酸的工藝過程需要較高的溫度，而且酸洗廢液具有較強的酸腐蝕性，因此對設(shè)備的耐腐蝕要求高。此外，蒸發(fā)法得到的酸濃度較低，且設(shè)備維護(hù)費用高，因而在實際應(yīng)用中還是有一定的局限性。
（4）溶劑萃取法
溶劑萃取法是利用酸洗廢液中各組分在互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同，將金屬離子從酸洗廢液中萃取出來，從而實現(xiàn)酸與金屬離子的分離。溶劑萃取法處理廢酸具有一些優(yōu)點，如在常溫下就能進(jìn)行，而且能耗低。但高效的萃取劑一般多為含毒性的有機溶劑，而且處理過程需要使用大量的萃取劑，成本高。
2、海普定制化工藝簡介：
江蘇海普功能材料有限公司地處蘇州工業(yè)園區(qū)，是一家以特種吸附劑、催化劑為核心技術(shù)，配套應(yīng)用工藝開發(fā)、技術(shù)服務(wù)、工程實施等，為客戶解決相關(guān)環(huán)保難題的國家高新技術(shù)企業(yè)。
海普吸附工藝的原理是利用我公司開發(fā)的特種吸附材料對要去除的組分或物質(zhì)進(jìn)行選擇性吸附，當(dāng)吸附飽和時，再利用特定的脫附劑對吸附材料進(jìn)行脫附處理，使吸附材料得以再生，如此不斷循環(huán)進(jìn)行，吸附法處理廢酸常規(guī)工藝見下圖。
吸附處理廢酸工藝圖
吸附處理廢酸工藝流程
采用海普的吸附工藝處理廢酸時，廢酸先經(jīng)過精濾系統(tǒng)，將廢酸中的細(xì)微懸浮物和細(xì)小顆粒物截留，防止雜質(zhì)進(jìn)入吸附材料中，影響吸附性能。精濾后的廢酸再進(jìn)入裝有特種吸附材料的吸附塔進(jìn)行吸附，吸附飽和后，對吸附材料進(jìn)行脫附再生處理，吸附材料再生后可重復(fù)使用，吸附出酸客戶回收使用
3.工藝處理效果
采用吸附工藝處理廢酸，利用特種吸附劑吸附可以有效地降低廢酸中的金屬離子濃度。江蘇某企業(yè)的廢酸經(jīng)吸附處理后，處理效果表明采用吸附處理，廢酸中的金屬離子效果明顯，滿足客戶要求，具體數(shù)據(jù)見下表。
表1 吸附進(jìn)出酸數(shù)據(jù)
處理效果圖：從左往右分別是原酸、吸附
4.工藝的核心優(yōu)勢：
目前對于廢酸回收的方法無論是從處理效果還是其操作成本都有各自的缺陷。吸附法相比而言具有以下幾點優(yōu)勢：
（1）對企業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的廢酸采樣樣品進(jìn)行實驗，以科技為基礎(chǔ)，實驗為依據(jù)來設(shè)計吸附工藝，工藝之間的匹配度100%。
（2）設(shè)備占地節(jié)省、結(jié)構(gòu)緊湊，土建和設(shè)備投資少；脫附劑多次套用、逐級提濃，藥劑利用率高，運行費用低。
（3）可實現(xiàn)模塊組件形式，能根據(jù)生產(chǎn)能力靈活調(diào)節(jié)，安裝方便。
（4）工藝先進(jìn)、成熟，無二次污染，有強大的技術(shù)支持和豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗。
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