一种新型以废盐酸为原料的液体氯化亚铁制备技术

吴 涛潘仁华徐继生任建章（1.浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310000；.浙江富春江通信集团有限公司，浙江 富阳 311400）



一种新型以废盐酸为原料的液体氯化亚铁制备技术

吴 涛1，2潘仁华2徐继生2任建章2
（1.浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310000；2.浙江富春江通信集团有限公司，浙江 富阳 311400）

摘 要：随着我国冶金冷轧工业高速地发展，现已进入了节能环保的新时代，带钢酸洗产生的大量的废盐酸成了该行业面临环保的新问题。目前所使用的回收方法主要以废盐酸焙烧为主，消耗了大量能源，且很难从中获得经济效益。本研究项目经过大量实验，开发了一种新型的以废盐酸为原料制备液体氯化亚铁的工艺技术，达到了“变废为宝”的功效。

关键词：冷轧；废盐酸；焙烧；液体氯化亚铁

在工业废水处理工艺中，特别是碱性工业废水的处理，常常要用到液体氯化亚铁，特别是造纸行业，产生大量的碱性废水，对这类废水的处理更要用到大量的氯化亚铁。本研究对此进行了大量实验研究，获得了将废盐酸转变为有用的液体氯化亚铁的工艺方法。一方面消化了大量废盐酸，另一方面获得了具有实用价值的液体氯化亚铁。且液体氯化亚铁的成分标准，完全符合HG/T4200-2011标准的要求，这一工艺不需要消耗大量能源，实现了既环保又节能的目的。

1 技术背景

带钢酸洗产生大量的废盐酸，其中的主要成分见表1。

表1钢带酸洗废盐酸中的主要成分含量

由表1可以看出，废盐酸中含有游离酸、溶解后的氯化亚铁和大量酸不溶物。酸不溶物也就是酸性固体废物。为了处理这些废盐酸，人们发明了很多方法，如：中和沉淀过滤法、高温蒸发结晶法、喷雾焙烧法等等。但这些方法都有一定的局限性，要么处理后产生的物质仍具有污染性，要么处理代价太大，能源消耗太多。

如果能找到一种可以间断生产，小批量处理，成本不高，能耗较低，处理后的获得物同样可以利用的一种处理废盐酸的方法，将是很有价值很有前景的实用技术。

2 技术难点

本研究所解决的技术难点有：

（1）要使废盐酸达到HG/T4200-2011标准中关于液体氯化亚铁的成分标准，首先要解决废盐酸中酸不溶物问题，要找到一种科学、高效、廉价的滤除酸不溶物的工艺方法。

（2）废盐酸的各项组分是不稳定的，也就是说，每一批排出来的废盐酸的化学成分可能有所差别，必须从源头上控制废盐酸的排放，使之具有良好的可处理性，能够方便的处理成符合HG/T4200-2011标准要求的液体氯化亚铁。

3 工艺流程

（1）对照标准

按照HG/T4200-2011《中华人民共和国化工行业标准》规定，用于水处理药剂的液体氯化亚铁的化学指标见表2。

表2液体氯化亚铁技术要求（水处理用）

（2）准确化验

对带钢酸洗产生的废盐酸的各项化学指标进行化验分析，这一步要根据本厂废盐酸的排放规律，掌握每批排放的废盐酸的大致化学成分，对废盐酸储罐进行代表性取样，也就是对储罐的不同部位分别取样进行化验分析。

（3）调配浓度

根据化验分析结果，调配氯化亚铁的浓度。要实现这一点最简单的方法就是控制废盐酸的排放指标，在车间的酸洗线上，为了能够更好地处理废盐酸，对酸洗排放废盐酸加以约束。检修时产生的油性废水、带钢的冲洗废水、其他环节产生的液体废物一律不准进入废盐酸储罐。这就要求车间生产环节给予配合，必要时采取一些工艺措施或增加一些工艺装备。如氯化亚铁浓度低于标准规定的20%，可以有选择性地用较高一些浓度的废盐酸充装到废酸储罐中。

4 工艺控制

（1）严格控制新盐酸的采购进厂，明确新盐酸进厂标准，对每一批进厂的新盐酸进行化验，同时化验样品留存备份至少一个月，即新盐酸的样品备份留存时间要长于一个废盐酸罐装满废盐酸的时间。确保进厂新盐酸符合国家标准，同时符合表2所列砷（As）、铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）、锌（Zn）的含量标准。

（2）控制车间废盐酸排放标准，针对废盐酸的排放，制订相应的工艺规程并严格执行。车间废盐酸是从酸洗线上的一号循环罐向外排放的。每次排放前对一号循环罐取样化验，确保氯化亚铁和游离酸基本符合表2的要求。

（3）对废盐酸储罐进行不同部位分别取样化验，对废盐酸储罐加以改造，在罐体的底部以上不同高度开孔并安装截止阀。在经过一定时间的沉淀后，通过化验决定抽取某一层的废盐酸进行处理，这时，废盐酸中的酸不溶物比较低。

（4）采用耐酸石英砂过滤器对废盐酸进行过滤，对过滤后的废盐酸进行化验，符合标准的滤后产品即成为合格的液体氯化亚铁。

（5）对废盐酸储罐的不同高度取出的废盐酸采取不同的过滤方法，对酸不溶物超标很多的废盐酸可以进行二次过滤。同样可以得到合格的液体氯化亚铁。

（6）对废盐酸储罐进行定期清理，一般一季度或半年打开废盐酸储罐的人工操作孔，清理废盐酸储罐。

（7）一般企业都具备两个以上的废盐酸储罐，对酸洗线的一号循环罐中检验不合格的废盐酸单独存放，如果氯化亚铁的浓度不符合标准要求，可以有选择性的向某一储罐中排放废盐酸，进行氯化亚铁和游离酸浓度的人工调节。

（8）万一出现砷（A s）、铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）、锌（Zn）含量超标时可以采用下列两种方法处置：

（a）去除超标元素，用含量低于标准的废盐酸稀释。

（b）采用传统方法委托有资质的公司进行焙烧法再生，但这种途径只是备选途径，只要前几个环节做得好，一般废盐酸都能处理成符合标准的液体氯化亚铁，所以这种现象一般不会出现。

5 技术特点

石英砂过滤器的滤料采用耐酸石英砂、多孔颗粒陶瓷作为填料。有利于去除废酸中的杂质。具有设备结构简单、运行可靠、容易实现自动控制、处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小、操作维修方便等特点。通过优化滤料和过滤器的设计，可以实现过滤器的自适应运行。滤料对酸浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的适应性。在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出酸的质量，过滤器要定期反洗，反洗时滤料充分散开，清洗效果好。石英砂过滤器可有效去除废盐酸中的酸不溶物，根据石英砂的粒度不同，可以方便地实现过滤精度的控制。

6 应用效果

利用废酸制备液态氯化亚铁的工艺技术与装置已应用于富春环保新材料有限公司年产30万吨的冷轧生产线。一年来，该装置间隙运行，已处理废酸1000余吨，回收液态氯化亚铁400余吨。回收的盐酸浓度约为15%，全部用于生产；液态氯化亚铁品质达到了43%，已应用于废水处理、染料等行业。在废酸回收过程中，除少量的地面冲洗水，没有其他废水排放。

参考文献

［1］张海东，张秀凤，孙金茂.废盐酸的再生利用［J］.金属制品，2008，34（4）：53-56.

［2］席英信，雍兴跃，郝彦军，吴斌.废盐酸回收新技术在冷轧厂的应用［J］.轧钢，2009，26（2）：25-27.

中图分类号：TQ111

文献标识码：A