一種含鐵廢鹽酸的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含鐵廢鹽酸處理方法，特別涉及一種在鋼鐵冶煉或加工過程中含鐵廢鹽酸的處理方法。
【背景技術】
[0002]在鋼鐵冶金工藝過程、有色金屬冶煉過程、鋼鐵加工工藝過程中會產生很多含鹽酸廢水，如軋鋼過程及鋼鐵加工中的酸洗廢液，以及有色金屬冶煉酸浸出過程產生的含鐵廢鹽酸，該類含鐵廢鹽酸具有以下特點:含鐵濃度高，有一定的過量酸度。目前這類廢酸回收利用通常采用將含鐵廢鹽酸以噴霧方式噴入高溫火焰產生的熱氣流，噴入含鐵廢鹽酸霧在熱氣流中受熱蒸發、分解，產生水蒸氣(氣態)、氯化氫(氣態)、三氧化二鐵，這些分解產物一同隨燃燒氣流流出燃燒噴霧器，固體三氧化二鐵通過一系列收塵設備回收固體粉塵，含水蒸氣(氣態)、氯化氫(氣態)的燃燒煙氣經冷卻凝結成鹽酸后加以回收。但上述方法對設備要求高，且蒸發和熱分解消耗大量高溫、高品質熱源，與環境保護相悖。

【發明內容】

[0003]為解決上述技術問題，本發明提供一種含鐵廢鹽酸的處理方法，能源消耗低，設備要求簡單。具體來說，本發明首先向含鐵廢鹽酸中加入鐵肩，使溶液中的溶質全部為氯化亞鐵；再將氯化亞鐵溶液依次經過多級減壓蒸餾系統蒸餾和單級減壓蒸餾濃縮結晶，得到氯化亞鐵結晶體；將氯化亞鐵結晶體入回轉窯煅燒，得到氯化氫氣體、水蒸汽和三氧化二鐵固體，收集三氧化二鐵固體得三氧化二鐵產品，將含有氯化氫氣體、水蒸汽、少量三氧化二鐵粉塵和燃燒尾氣的混合氣體冷卻，得到鹽酸液滴；冷卻后的氣體依次經噴淋塔和隧道式吸收器進行再次吸收，吸收后的氣體達到排放標準進行排放。
[0004]具體而言，本發明采用的技術方案是，一種含鐵廢鹽酸的處理方法，該方法包括如下步驟:
[0005](I)含鐵廢鹽酸的調質處理
[0006]將含鐵廢鹽酸加入調質池中，向調質池中投入足量鐵肩，至溶液的pH值為6以上，反應結束后溶液中的溶質全部為亞鐵鹽氯化亞鐵；
[0007](2)亞鐵鹽濃縮結晶
[0008]將步驟(I)得到的氯化亞鐵溶液經過多級減壓蒸餾系統蒸餾得蒸餾水和氯化亞鐵濃溶液，氯化亞鐵濃溶液采用單級減壓蒸餾濃縮結晶，過濾分離，得到氯化亞鐵結晶體和母液，氯化亞鐵結晶體進入下一步操作，母液返回與氯化亞鐵濃溶液混合，再次經過單級減壓蒸餾濃縮系統；
[0009](3)亞鐵鹽煅燒
[0010]將步驟(2)得到的氯化亞鐵結晶體經回轉窯煅燒，分解得到氯化氫氣體、水蒸汽和三氧化二鐵固體，收集三氧化二鐵固體得三氧化二鐵產品，含有氯化氫氣體、水蒸汽、少量三氧化二鐵粉塵和燃燒尾氣的混合氣體排出；
[0011](4)酸回收
[0012]將步驟(3)排出的混合氣體中的三氧化二鐵粉塵分離，其余氣體進入換熱器冷卻，氯化氫氣體和水蒸汽被冷卻形成鹽酸液滴。
[0013]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，該方法還包括(5)余酸的處理:將步驟(4)經換熱器冷卻后的氣體依次經噴淋塔和隧道式吸收器進行再次吸收，吸收后的氣體排放。
[0014]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，所述步驟(2)中，多級減壓蒸餾系統為三級減壓蒸餾系統，具體為:一級減壓蒸餾系統外接原始蒸汽，將原始蒸汽調整溫度為113?118°C，入一級減壓蒸餾系統，控制減壓蒸餾溫度94?98°C ;—級減壓蒸餾產生的蒸汽，入二級減壓蒸餾系統，二級減壓蒸餾系統控制溫度86?90°C ;二級減壓蒸餾產生的蒸汽，入三級減壓蒸餾系統，三級減壓蒸餾系統控制溫度78?82°C。
[0015]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，所述原始蒸汽為0.2?0.6MPa的飽和蒸汽，優選為0.2MPa的飽和蒸汽。
[0016]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，所述步驟(3)中，回轉窯煅燒是在回轉窯窯尾通入可燃物與空氣進行富氧燃燒，產生的高溫富氧氣流與從回轉窯窯頭加入的步驟(2)得到的氯化亞鐵結晶體逆流充分接觸，氯化亞鐵結晶體受熱分解為氯化氫氣體、水蒸汽和三氧化二鐵固體。
[0017]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，可燃物富氧燃燒產生的高溫富氧氣流的溫度為980 °C ?1000°C。
[0018]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，所述可燃物為天然氣、煤粉或煤氣。
[0019]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，所述步驟(3)中，回轉窯的傾角為3%?6%。
[0020]前述的含鐵廢鹽酸的處理方法，所述步驟(4)中，在隧道式吸收器末端噴入堿性液體，優選氫氧化鈉溶液。
[0021]本發明與傳統燃燒噴霧法相比有如下優點:增加調質處理工序后得中性的氯化亞鐵溶液，由于含鐵溶液成為中性溶液，可以采用多級減壓蒸餾得亞鐵鹽濃溶液與蒸餾水。多級減壓蒸餾能耗低，設備造價低，操作簡單，工藝過程無危險廢棄物排放，通過多級減壓蒸餾原含鐵溶液中的水大部分以蒸餾水被回收，且多級減壓蒸餾可以采用低品位熱源，如
0.2-0.6MPa的中低壓飽和蒸汽即可；多級減壓蒸餾所得亞鐵鹽濃溶液再經過單級減壓蒸餾結晶得氯化亞鐵晶體，所得氯化亞鐵晶體可以以固體物料的方式給入回轉窯進行高溫煅燒氧化分解。使用回轉窯進行高溫煅燒氧化分解與使用燃燒噴霧器相比，設備便宜易得，操作要求低，同時原含鐵溶液中的大部分水已被減壓蒸餾除去，因此在回轉窯內需要通過高溫熱分解去除的水分很少，回轉窯工作的能量消耗降低，所需熱能較燃燒噴霧法大幅降低，節約了大量高品質能源，且易于實現工業化生產。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的工藝流程示意圖。
[0023]圖2為本發明的主要工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0024]現有技術是將含鐵廢鹽酸以噴霧方式噴入高溫火焰產生的熱氣流，噴入含鐵廢鹽酸霧在熱氣流中受熱蒸發、分解，產生水蒸氣(氣態)、氯化氫(氣態)、三氧化二鐵。這一過程對設備要求高，且消耗大量高品質能源。本發明是將含鐵廢鹽酸經鐵肩調質處理，調質后的溶液濃縮得到亞鐵鹽結晶體，再經過回轉爐煅燒，產生水蒸氣、氯化氫氣體和三氧化二鐵，經過冷卻和吸收回收鹽酸，操作簡單，易于實現工業化生產。
[0025]下面詳細說明本發明含鐵廢鹽酸的處理方法，以闡述本發明所采用的方法的特征以及證明本發明的效果。
[0026]結合圖1和圖2，本發明的一種含鐵廢鹽酸的處理方法，該方法包括如下步驟:
[0027](I)含鐵廢鹽酸的調質處理
[0028]含鐵廢鹽酸中的鐵元素在廢酸液以+3價及+2價離子的形式存在，廢酸液過剩一定量的鹽酸，含鐵廢鹽酸的調質處理即將含鐵廢鹽酸加入調質池(即耐酸反應釜)，投入鐵肩(鐵肩表面生銹即會存在鐵的氧化物)，鐵肩中金屬鐵及鐵的氧化物與過剩酸、+3價鐵離子反應生成氫氣、+2價鐵，并使反應后的廢酸液接近中性，溶液的pH值為6?6.5，含鐵廢鹽酸調質處理后其溶質全部轉化為亞鐵鹽，即得到氯化亞鐵溶液。耐酸反應釜底部未反應的鐵肩存留至下一次反應之用。將氯化亞鐵溶液過濾，除去鐵肩帶入的泥沙、高價金屬氫氧化物等酸不溶物，所得上清液用耐酸泵打入原液儲槽待用。
[0029]本發明使用的含鐵廢鹽酸是鋼廠在生產碳鋼薄板的過程中，用200g/l (5.5mol/l)的鹽酸對碳鋼薄板進行酸洗得到的。本發明使用的鐵肩可以是表面生銹的鐵肩，也可以是表面未生銹的鐵肩。
[0030]本領域常規的耐酸反應釜均可用作本發明的調質池，本發明使用玻璃鋼反應缶