钢铁工业、金属制品业在生产过程中需要清理钢材表面氧化铁皮而使用盐酸进行酸洗,酸洗过程中会产生大量的废盐酸液,盐酸酸洗废液的成分主要是:游离酸、氯化亚铁和水。其含量随酸洗工艺、操作温度、钢材材质、规格不同而异,一般含氯化亚铁:20—26%,游离酸:5—8%,其余为水。此类废液排放量惊人,一般生产每吨钢材可产生酸洗废液约55—72kg。目前钢铁工业已成为用水大户,同时也是废液产生大户。据有关部门统计,仅钢铁企业每年排放的废水量就有30多亿立方。对于这类废液的处理,目前主要采用两种方法:一是酸碱中和法,二是盐酸再生法。
盐酸再生法均采用加热蒸发、喷雾燃烧的方式,目前盐酸再生装置都是引进的,其工艺是对废酸液进行直接加热回收盐酸和氧化铁,少数大型钢铁联合企业采用鲁奇法和鲁特纳法。该处理工艺一次性投资大、运行维护费用高、设备损坏严重,一般中小企业难以承受。因此,中小企业大都采用石灰中和法,使废酸液中和后达标排放。但此法需消耗大量的石灰,并产生大量的含水率99%的泥渣需干化处理。该方法处理设施投资和处理成本也都较高,且废酸液中的有用资源未能回收利用。
钢铁工业、金属制品业在生产工艺过程中主要污染物产生于如下工序:
表面氧化酸洗:定期产生
废盐酸,含酸量较高,同时含有大量铁氧化物和铁离子,这类废液将单独收集处理。
表面酸化水洗:酸化处理后,须用大量的清水对加工产品进行漂洗,故产生大量的漂洗水,同时产品在电镀过程中其表面会带出少量的电镀液和磷酸液以及产生大量的清洗水。废水中的主要污染物为Zn、Cu及少量的磷酸盐,此外还有酸雾吸收装置排放的酸性废水。
其它零星废液:干拉后续处理时,会定期产生一定量的废脱脂液。
工业废盐酸一般采用蒸馏+冷凝工艺回收:
酸液回收采用“蒸馏+冷凝”的工艺回收盐酸。首先废酸液(含FeCl2)通过输送泵往外输送,经过流量计、阀门控制好流速、流量,进入双向石墨预热器,利用蒸发器的二次蒸汽进行预热,双向石墨预热器对物料预热过程中会蒸发出水蒸气(由于是在负压下操作),蒸发出的水蒸气也进入蒸发器产生的二次蒸汽的管道进入双向石墨预热器对废盐酸液进行预热。
预热后的物料(温度在80℃左右,受蒸发器的二次蒸汽量和物料流速影响)由主蒸发器的底部进入,控制好蒸汽压力(一般蒸发器的内压力保持在0.3-0.4Mpa)、温度、蒸汽量,蒸发出盐酸(蒸发出的盐酸浓度基本与原料里盐酸浓度相同),蒸发出的盐酸进入双向石墨预热器预热完物料之后,以气液混合的形式进入冷凝器,冷却成液体盐酸,进入盐酸回收储罐。
氯化亚铁饱和溶液(饱和温度:100℃)由蒸发器上部流出,进结晶釜冷却的同时进行搅拌(防止氯化亚铁结成块状)、结晶(冷却温度越低结晶量越大,将饱和溶液冷却至30℃时,结晶量可达80%)。结晶完毕将晶浆由结晶釜底部放出,晶浆离心甩干后,晶体装袋密封,清母液进污水处理系统调节池。此工艺为目前成熟的回收盐酸工艺。