專(zhuān)利名稱：不銹鋼酸洗廢酸循環(huán)使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種不銹鋼酸洗廢酸循環(huán)使用的方法。
背景技術(shù)：
在不銹鋼退火酸洗線中，通常要通過(guò)酸洗去除帶鋼表面的氧化鐵皮、貧鉻層，并對(duì) 帶鋼表面進(jìn)行鈍化，提高鋼板的耐腐蝕性。其中重要的酸洗為硝酸、氫氟酸的混合酸洗。酸 洗過(guò)程中，酸液會(huì)和基體金屬中的鐵、鎳、鉻等發(fā)生反應(yīng)生成金屬鹽。隨著金屬離子含量的 增加，酸液中游離酸成分減少，活性降低，酸洗效果下降，同時(shí)一些難溶的物質(zhì)會(huì)累積形成 大量的酸泥，形成大量的廢酸。為此需對(duì)廢酸液進(jìn)行凈化處理，目前常用的辦法為加堿中和 法。加減中和法主要是利用堿石灰等堿性物質(zhì)的加入，使得金屬離子形成氫氧化物沉淀，同 時(shí)中和廢酸中的酸性物質(zhì)。加減中和法須消耗大量的堿性物質(zhì)，產(chǎn)生大量的難處理污泥，成 本高、環(huán)境危害大，既不利于節(jié)約能源，而且會(huì)提高生產(chǎn)成本。開(kāi)發(fā)新型的廢酸凈化處理系 統(tǒng)具有重要的意義。 另外，雙極膜技術(shù)是近年來(lái)興起的一種新型膜處理技術(shù)，通電情況下雙極膜可以 對(duì)水進(jìn)行解離，直接生成氫離子和氫氧根離子，在此過(guò)程中不會(huì)引入其他化學(xué)物質(zhì)。電解電 壓小于直接電解水時(shí)的電壓。將雙極膜和其他陰陽(yáng)離子膜組合形成膜堆在冶金工業(yè)、化工 行業(yè)、生物制藥、食品加工、綠色能源等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼酸洗廢酸循環(huán)使用方法，該方法簡(jiǎn)單、高效，可
回收利用，節(jié)約能源，因而也降低了成本低。 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是 不銹鋼鋼廠酸洗廢酸加堿中和處理后，去除廢酸中的重金屬離子，所剩硝酸鹽和 氟化物進(jìn)入雙極膜膜堆進(jìn)行電解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)混合酸(HN03/HF)和堿(K0H)的再生和回用。
—種廢酸循環(huán)使用方法，其包括以下步驟 1)廢酸中加入水溶性堿，調(diào)節(jié)pH值至堿性，金屬離子生成氫氧化物沉淀；
2)氫氧化物沉淀采用壓濾法過(guò)濾，濾餅外運(yùn)處理，收集濾液； 3)濾液泵入雙極膜膜堆，膜堆兩端施加電解電壓，生成混酸、堿、稀的鹽液通過(guò)不 同的管道分別排出。根據(jù)上述方法得到的混酸可以重新回用于酸洗工藝，堿則重新回用于 步驟1)中和廢酸。 進(jìn)一步，步驟3)中濾液泵入雙極膜膜堆前還可通過(guò)微孔過(guò)濾膜過(guò)濾金屬氫氧化 物沉淀小顆粒。 所述微孔過(guò)濾膜的直徑為0. 45 ii m。
所述水溶性堿為KOH。
所述堿性pH值為9. 5-10. 5。 所述雙極膜膜堆由一系列膜組件重復(fù)構(gòu)成，膜堆兩端施加電壓。
所述每個(gè)膜組件分別有兩塊雙極膜(BPM)、一塊陽(yáng)離子交換膜(CEM)、一塊陰離子 交換膜(AEM)以組成三隔室電滲析池。 由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)本發(fā)明不銹鋼酸洗廢酸循環(huán)使用方 法以雙極膜膜堆為核心組件，通過(guò)雙極膜膜堆電解作用，實(shí)現(xiàn)廢酸的再生和堿的循環(huán)使用， 能夠避免酸洗質(zhì)量下降、保持酸洗液成分穩(wěn)定、提高酸洗質(zhì)量。本發(fā)明具有減少酸洗用酸、 減少酸液排放、降低生產(chǎn)成本、改善環(huán)境、提高生產(chǎn)率等特點(diǎn)。


圖1為不銹鋼酸洗廢酸循環(huán)使用設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為雙極膜反應(yīng)原理圖。 其中，BPM :bipolar membrane雙極膜；AEM :anion exchange membrane陰離子交 換膜；CEM :cation exchange membrane陽(yáng)離子交換膜
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
不銹鋼廢酸循環(huán)使用方法，包括以下內(nèi)容
A、廢酸中加入K0H，調(diào)節(jié)pH值，金屬離子形成氫氧化物沉淀；
B、沉淀采用壓濾法過(guò)濾，濾餅外運(yùn)處理，收集濾液； C、濾液過(guò)微孔膜后泵入雙極膜膜堆，膜堆兩端施加電解電壓，生成混酸和堿、稀的 鹽液，由于酸堿處于不同的反應(yīng)室，所以分別從不同的反應(yīng)室流出通過(guò)不同的管道分別排 出； D、混酸重新回用于酸洗工藝，堿重新回用于中和廢酸。
具體方法 廢酸中和，在廢酸中加入一定量的KOH，攪拌，調(diào)節(jié)體系pH值到9. 5_10. 5之間，沉 淀壓濾，濾餅外運(yùn)處理，濾液收集。 電解回收酸堿，濾液在進(jìn)入雙極膜膜堆之前先再過(guò)直徑為0. 45iim的微孔過(guò)濾
膜，確保加堿后形成的金屬氫氧化物沉淀小顆粒被去除，濾液進(jìn)入雙極膜膜堆進(jìn)行反應(yīng)，同
時(shí)泵入純凈水，最終稀的鹽溶液排出，生成的混酸HN03/HF和堿K0H回用。 本發(fā)明將雙極膜和陰、陽(yáng)離子交換膜組成膜堆，通過(guò)雙極膜電解水生成H+和0H—離
子，H+與選擇性透過(guò)陰離子交換膜的N03—和F—形成HN03和HF， OH—與選擇性透過(guò)陽(yáng)離子交
換膜的K+形成K0H。實(shí)現(xiàn)了廢酸的回用和堿的再生。 實(shí)施例 廢酸經(jīng)過(guò)加堿中和，各項(xiàng)指標(biāo)濃度如下 處理前廢酸中N03—濃度2. 23mol/L， F—濃度5. 70mol/L ;含有一定量的金屬離子 (加入K0H的同時(shí)，加入一定量的水，所以濃度有所下降)。 處理量1000L/h， N03—:1. 86mol/L， F—:4. 75mol/L， K+:6. 61mol/L，多價(jià)陽(yáng)離子 (Fe、Cr、Ni、Ca、Mg等)合計(jì)為lmg/L。廢液中不含油份、粒子性高分子、表面活性劑等膜污 染物質(zhì)，及容易造成膜劣化的酸化劑等物質(zhì)，廢液中也不含SS成分。液體溫度為35t:以下。
經(jīng)過(guò)雙極膜膜堆反應(yīng)后，酸液、堿液和稀鹽溶液指標(biāo)如下
酸液2000L/h， HF :2. 12mol/L， HN03 :0. 93mol/L ;堿液2000L/h， KOH :3. 05mol/L ; 稀鹽溶液，750L/h， F— :0. 68mol/L， K+ :0. 68mol/L。
混酸和堿的回收率各自均在92. 3% 。 上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā) 明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的 一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施 例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于其包括以下步驟1)廢酸中加入水溶性堿，調(diào)節(jié)pH值至堿性，金屬離子生成氫氧化物沉淀；2)氫氧化物沉淀采用壓濾法過(guò)濾，濾餅外運(yùn)處理，收集濾液；3)濾液泵入雙極膜膜堆，膜堆兩端施加電解電壓，生成混酸、堿、稀的鹽液通過(guò)不同的管道分別排出。
2. 如權(quán)利要求1所述的廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于步驟3)中濾液泵入雙極膜膜 堆前還可通過(guò)微孔過(guò)濾膜過(guò)濾金屬氫氧化物沉淀小顆粒。
3. 如權(quán)利要求2所述的廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于所述微孔過(guò)濾膜的直徑為0. 45 ii m。
4. 如權(quán)利要求1所述的廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于所述水溶性堿為K0H。
5. 如權(quán)利要求1所述的廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于所述堿性pH值為9. 5-10. 5。
6. 如權(quán)利要求1所述的廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于所述雙極膜膜堆由一系列膜 組件重復(fù)構(gòu)成，膜堆兩端施加電壓。
7. 如權(quán)利要求6所述的廢酸循環(huán)使用方法，其特征在于所述每個(gè)膜組件分別有兩塊 雙極膜、一塊陽(yáng)離子交換膜、一塊陰離子交換膜。
全文摘要
一種不銹鋼酸洗廢酸循環(huán)使用方法，包括以下步驟1)廢酸中加入水溶性堿，調(diào)節(jié)pH值至堿性，金屬離子生成氫氧化物沉淀；2)氫氧化物沉淀采用壓濾法過(guò)濾，濾餅外運(yùn)處理，收集濾液；3)濾液泵入雙極膜膜堆，膜堆兩端施加電解電壓，生成混酸、堿、稀的鹽液通過(guò)不同的管道分別排出。根據(jù)上述方法得到的混酸可以重新回用于酸洗工藝，堿則重新回用于步驟1)中和廢酸。從而，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)廢酸的再生和堿的循環(huán)使用，能夠避免酸洗質(zhì)量下降、保持酸洗液成分穩(wěn)定、提高酸洗質(zhì)量；而且還具有減少酸洗用酸、減少酸液排放、降低生產(chǎn)成本、改善環(huán)境、提高生產(chǎn)率等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23G1/36GK101705495SQ20091019948
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者劉祥虎, 孫宇, 張 杰, 潘榮幸, 程煒, 范建偉 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué);上海同濟(jì)科藍(lán)環(huán)保設(shè)備工程有限公司