钢材盐酸酸洗废液资源化利用:盐酸再生回收与聚铁混凝剂制备

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目前中小型企业对钢材酸洗废液(Steel Spent Pickling Liquor, SPL)的主要处置方法为碱中和沉淀法或委托具危险废物处理处置,但有着泥渣后续处置难、处理费用高、资源浪费等弊端。资源化利用技术被视为酸洗废液处理处置的最佳出路。本文提出了盐酸酸洗废液资源化利用新技术,自行设计了“加盐蒸馏+铁系混凝剂制备”组合工艺,对盐酸再生回收和铁盐综合利用。该工艺包括以下几个步骤:将氯化钙和废酸液搅拌后进行蒸馏操作,收集的冷凝液为再生盐酸,尾气通过水洗涤塔吸收回收稀盐酸,尾气达标排放;剩余的蒸馏母液添加适量水、氧化剂以及稳定剂在常温常压下制备聚铁混凝剂。针对该工艺,本文对以下几个方面展开了研究:(1)分别试验考察了不同氯盐(氯化钾、氯化钠、氯化镁、氯化钙、氯化亚铁、氯化铁)对盐酸蒸馏的影响,结果表明氯化钙和氯化镁能够更大程度地提高氯化氢-水体系的相对挥发度。对盐酸废液分别添加钙、镁氯盐进行蒸馏操作,氯化钙和氯化镁对再生盐酸的浓度差别不大,并且添加量达到1mol/L后,对蒸馏促进效果不明显。添加氯化镁蒸馏时,有大量氯化氢不凝性气体产生,增加了尾气处理负荷,结合氯化钙较廉价的处理成本,确定氯化钙作为添加盐。(2)考察了蒸馏操作条件对后续蒸馏母液制备聚铁混凝剂的影响。结果表明,蒸馏量在大于等于30%时,羟铁比符合国家标准;蒸馏量在30%时,制备的混凝剂对染料废水的色度去除率最佳。Fe-Ferron逐时络合显示蒸馏量影响铁形态分布规律。(3)利用废酸液蒸馏母液自制的混凝剂,分别对模拟染料废水和实际漂染废水进行了混凝试验。结果表明,直接染料的混凝效果最佳,活性染料其次,酸性染料较差;实际漂染废水为活性染料,CODcr为1375mg/L,色度为500倍,经混凝试验,CODcr去除率为48%,色度去除率可达87%。(4)根据试验结果及相应的工艺参数,对排放量2吨/天的盐酸废液资源化处理进行了方案设计。主要处理设备包括蒸馏塔、搅拌反应釜、冷凝器、洗涤塔等,均采用石墨、搪瓷、石墨改性聚丙烯、PP等防腐材料;工程经济分析结果表明,该方案直接收益为1.18万元,间接收益约16万元。
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