不銹鋼酸洗液,一般采用氫氟酸、硝酸混合液。在氫氟酸、硝酸廢酸液中,含有一定量的游離酸及金屬鹽類,特別是其中的氟離子及重金屬離子是非常有害的,任其排放將造成環境污染,引起公害。所以,對氫氟酸、硝酸廢酸液必須進行回收處理。這里簡單介紹幾種廢酸回收處理方法。
1. 減壓蒸(zheng)發(fa)法
本方法是在真空狀態下,采用低溫蒸發,經冷凝后回(hui)收酸液(ye),用硫(liu)酸置換金屬鹽中的硝酸根(gen)與氟(fu)根(gen)并將(jiang)其回(hui)收使(shi)用。濃縮液(ye)經分離后回(hui)收硫(liu)酸亞鐵,母液(ye)的硫(liu)酸溶液(ye)作為循環酸,再(zai)用于回(hui)收系(xi)統。

某型號(hao)減壓蒸(zheng)發(fa)(fa)回(hui)收(shou)硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)工藝流(liu)(liu)(liu)程示意圖見圖9-5,在圖9-5中(zhong)(zhong),來自酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)洗車(che)間的廢酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)用(yong)(yong)泵打人(ren)廢酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)貯(zhu)罐中(zhong)(zhong)貯(zhu)存。廢酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)的總酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)度(du)為(wei)(wei)3mol/L~4mol/L,硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)根為(wei)(wei)3mol/L~4.5mol/L,氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)根為(wei)(wei)1mol/L~1.5mol/L,鐵(tie)離子25g/L,鉻離子3g/L~4g/L,鎳離子2g/L~2.5g/L.然后用(yong)(yong)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)泵2打入(ru)(ru)(ru)(ru)廢酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)計量罐,借(jie)助水噴射泵所產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的真(zhen)空(kong),吸入(ru)(ru)(ru)(ru)蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)中(zhong)(zhong),再流(liu)(liu)(liu)入(ru)(ru)(ru)(ru)加熱器(qi)中(zhong)(zhong),不斷循(xun)環(huan)(huan)加熱并吸入(ru)(ru)(ru)(ru)濃硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan),進(jin)行置換(huan)。在蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)中(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)蒸(zheng)氣(qi),進(jin)人(ren)冷凝器(qi)中(zhong)(zhong)。冷凝為(wei)(wei)硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)和氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)的再生(sheng)(sheng)(sheng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan),流(liu)(liu)(liu)入(ru)(ru)(ru)(ru)接受罐7中(zhong)(zhong),再流(liu)(liu)(liu)入(ru)(ru)(ru)(ru)成(cheng)品酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)罐中(zhong)(zhong),用(yong)(yong)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)泵打入(ru)(ru)(ru)(ru)車(che)間重復(fu)使(shi)用(yong)(yong)。蒸(zheng)發(fa)(fa)后的殘液(ye)流(liu)(liu)(liu)入(ru)(ru)(ru)(ru)結(jie)晶器(qi)中(zhong)(zhong)結(jie)晶,再流(liu)(liu)(liu)人(ren)離心機中(zhong)(zhong)進(jin)行固液(ye)分離,固體硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)亞(ya)鐵(tie)回(hui)收(shou)。母液(ye)流(liu)(liu)(liu)人(ren)循(xun)環(huan)(huan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)槽(cao)中(zhong)(zhong)作為(wei)(wei)循(xun)環(huan)(huan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)再吸人(ren)蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)中(zhong)(zhong)作為(wei)(wei)載體使(shi)用(yong)(yong)。系統(tong)中(zhong)(zhong)所用(yong)(yong)的真(zhen)空(kong)由水噴射泵產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)。用(yong)(yong)水泵與水槽(cao)打循(xun)環(huan)(huan)以節約用(yong)(yong)水。
2. 溶劑(ji)萃取(qu)法
溶劑萃取法于1973年在(zai)瑞(rui)典研(yan)究(jiu)(jiu)成功,1975年美國(guo)也開始研(yan)究(jiu)(jiu);1978年日(ri)本(ben)日(ri)新煉鋼公司,在(zai)瑞(rui)典研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)基礎上,完成了不銹鋼廢酸(suan)洗液中(zhong)硝(xiao)酸(suan)、氫氟酸(suan)的(de)工業回收(shou)處理裝置(zhi)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)。原西德、日(ri)本(ben)有(you)關(guan)專(zhuan)家來(lai)我國(guo)的(de)技術(shu)交流(liu)中(zhong)都提(ti)到了這個(ge)新方法。
萃(cui)取(qu)是在(zai)(zai)混合(he)物中(zhong)加入某種溶(rong)(rong)劑,利用混合(he)物的(de)多種成分(fen)在(zai)(zai)該溶(rong)(rong)劑中(zhong)溶(rong)(rong)解度的(de)不同將它(ta)們(men)分(fen)離(li)的(de)一種方法。用溶(rong)(rong)劑分(fen)離(li)液(ye)體混合(he)物中(zhong)各組分(fen)的(de),叫(jiao)“液(ye)-液(ye)萃(cui)取(qu)”或“溶(rong)(rong)劑萃(cui)取(qu)”。
萃取(qu)劑(ji)通常指液(ye)(ye)-液(ye)(ye)萃取(qu)所(suo)用的(de)溶(rong)(rong)劑(ji)。要求溶(rong)(rong)劑(ji)與被萃取(qu)的(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)不(bu)相混溶(rong)(rong),同時又須(xu)對被萃取(qu)的(de)溶(rong)(rong)質(zhi)具有選擇(ze)性的(de)溶(rong)(rong)解能力。例如磷酸三丁酯(zhi)等(deng)。中性膦酸酯(zhi)就(jiu)是(shi)常用的(de)萃取(qu)劑(ji)。
溶劑(ji)萃取法(fa)就是利用一(yi)種能溶解混(hun)合物中(zhong)的(de)一(yi)種組(zu)(zu)分,但不溶解其(qi)他組(zu)(zu)分的(de)溶劑(ji),溶解這種組(zu)(zu)分,然(ran)后從混(hun)合物中(zhong)分離(li)出這種組(zu)(zu)分的(de)過程,從而達到(dao)分離(li)、精制所需(xu)物質(zhi)的(de)方法(fa)。
溶(rong)劑萃(cui)取(qu)法是在常(chang)溫下操作,故耐腐蝕材料易解決,并且設備簡單,能(neng)耗少,又適于構成密封(feng)循環系統(tong),故作為公(gong)害防(fang)止技術,近年來,尤(you)其受到重視。特別(bie)是環保(bao)法律(lv)嚴格的瑞(rui)典、美(mei)國(guo)、日本等(deng)國(guo)家,已(yi)將(jiang)溶(rong)媒萃(cui)取(qu)應用于工業廢水處理。

溶劑淬取(qu)(qu)硝酸(suan)(suan)、氫氟酸(suan)(suan)工(gong)(gong)藝流程見圖9-6.在圖9-6中(zhong)(zhong),廢(fei)(fei)液(ye)在第(di)(di)一萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)工(gong)(gong)序(xu)中(zhong)(zhong)與有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)溶媒(mei)(mei)逆(ni)流接(jie)觸;對(dui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)溶媒(mei)(mei)分配系(xi)數大(da)的(de)硝酸(suan)(suan),則被(bei)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)到有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)相中(zhong)(zhong)。第(di)(di)一萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)液(ye)送(song)(song)(song)至反(fan)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)工(gong)(gong)序(xu)中(zhong)(zhong)。而萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)殘液(ye)則在第(di)(di)二萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)工(gong)(gong)序(xu)繼續和(he)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)溶媒(mei)(mei)逆(ni)流接(jie)觸,此時分配系(xi)數小的(de)無機(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan),如(ru)氫氟酸(suan)(suan)即被(bei)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)。第(di)(di)二萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)液(ye)和(he)第(di)(di)一萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)液(ye)合流送(song)(song)(song)到反(fan)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui),來(lai)自(zi)第(di)(di)二萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)工(gong)(gong)序(xu)的(de)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)殘液(ye)送(song)(song)(song)往(wang)中(zhong)(zhong)和(he)工(gong)(gong)序(xu)或金屬回收工(gong)(gong)序(xu)。在反(fan)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)工(gong)(gong)序(xu)中(zhong)(zhong),采用水(shui)為反(fan)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)劑,將(jiang)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)相與硝酸(suan)(suan)、氫氟酸(suan)(suan)分開。硝酸(suan)(suan)、氫氟酸(suan)(suan)作為回收酸(suan)(suan)被(bei)取(qu)(qu)出(chu),送(song)(song)(song)往(wang)酸(suan)(suan)洗車(che)間(jian)再次使用。反(fan)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)了無機(ji)(ji)(ji)酸(suan)(suan)后的(de)再生有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)溶媒(mei)(mei),分成兩列并列地送(song)(song)(song)至第(di)(di)一和(he)第(di)(di)二萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)工(gong)(gong)序(xu)重復使用。有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)溶媒(mei)(mei)的(de)量取(qu)(qu)決(jue)于廢(fei)(fei)液(ye)中(zhong)(zhong)硝酸(suan)(suan)及氫氟酸(suan)(suan)的(de)濃度(du)。
該(gai)方法使(shi)用(yong)(yong)的(de)溶劑(ji)是(shi)被稱為TBP的(de)中(zhong)性膦(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯(zhi)(zhi),例如磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)三丁酯(zhi)(zhi)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)三辛酯(zhi)(zhi)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)二丁酯(zhi)(zhi)或它們的(de)混合物,采用(yong)(yong)煤油、甲苯(ben)、苯(ben)、四氯化(hua)(hua)碳(tan)作為稀釋劑(ji)。一般(ban)是(shi)采用(yong)(yong)煤油稀釋了的(de)75%TBP(磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)三丁酯(zhi)(zhi)),其萃取(qu)(qu)能(neng)力(li)取(qu)(qu)決于(yu)(yu)預先(xian)在廢液中(zhong)加(jia)入(ru)的(de)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)或鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)濃度(使(shi)廢液中(zhong)的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)游(you)離并使(shi)廢液中(zhong)的(de)金屬變成硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽或氯化(hua)(hua)物,以防(fang)止轉移到有(you)(you)機(ji)相(xiang)中(zhong)),兩相(xiang)(水相(xiang)和有(you)(you)機(ji)相(xiang))的(de)流速比以及萃取(qu)(qu)段數。萃取(qu)(qu)法能(neng)量消耗少(shao),沒有(you)(you)高(gao)溫部分(fen),防(fang)腐材料(liao)容易(yi)解決;使(shi)用(yong)(yong)的(de)試劑(ji)少(shao),回收酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)價值(zhi)高(gao)于(yu)(yu)處理費用(yong)(yong);硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)回收可(ke)循(xun)環用(yong)(yong)于(yu)(yu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)洗。操作設備易(yi)實現(xian)連續化(hua)(hua)、自動化(hua)(hua)。
3. 中和處(chu)理法
將酸(suan)洗廢(fei)液(ye)用堿性物(wu)質如(ru)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)或石(shi)(shi)灰(hui)(hui)乳(ru)進行中和(he)處(chu)理(li)(li),分(fen)離澄清(qing)液(ye)和(he)泥漿,而(er)分(fen)別廢(fei)棄。但(dan)使用石(shi)(shi)灰(hui)(hui)中和(he)又要(yao)一(yi)套配制(zhi)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)乳(ru)的(de)(de)設備(bei)(bei),而(er)且有大量中和(he)渣(zha)子處(chu)理(li)(li)也是(shi)比(bi)較困難(nan)的(de)(de)。如(ru)無配制(zhi)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)乳(ru)和(he)清(qing)渣(zha)的(de)(de)設備(bei)(bei),也可使用液(ye)體的(de)(de)氫氧化鈉(na)加水稀(xi)釋(shi)后與廢(fei)酸(suan)中和(he)連同泥漿一(yi)齊排放。
用石(shi)灰(hui)中和(he)的(de)反(fan)應機理如下式:
HF+HNO3+Me(NO3)n+Ca(OH)2→2Me(OH)2+CaF2+Ca(NO3)2+H2O
注:其中Me代表 Fe+3、Cr+3、Ni+2
中和處(chu)理法的(de)(de)優點(dian)(dian)是(shi)處(chu)理設備(bei)簡單(dan),處(chu)理操作容(rong)易,中和劑(ji)便宜,稀酸廢液(ye)也能同時處(chu)理,設備(bei)投(tou)資少;缺點(dian)(dian)是(shi)價格很(hen)貴的(de)(de)氫氟酸、
硝酸和(he)鉻鎳等金屬中(zhong)(zhong)和(he)廢棄了(le),生成大量的金屬氫氧(yang)化物(wu)泥漿(jiang)處理困難(nan),同時還(huan)需(xu)要花費人工費用(yong)(yong)和(he)中(zhong)(zhong)和(he)劑(ji)費用(yong)(yong)。澄清液中(zhong)(zhong)的硝酸鈣排入水體中(zhong)(zhong),必然會引起(qi)公害和(he)漁(yu)業問題。中(zhong)(zhong)和(he)處理是最(zui)不(bu)經濟(ji)的方法,作為今后的處理方法是不(bu)適用(yong)(yong)的,但是目前(qian)對低酸廢水的處理大部分還(huan)是采用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)和(he)法。
4. 化學處理法
化學處(chu)理(li)(li)法(fa)是利用化學反應對酸(suan)洗廢液中的硝(xiao)酸(suan)、氫氟(fu)酸(suan)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)(li)和(he)回(hui)收。處(chu)理(li)(li)和(he)回(hui)收時,可根據具體(ti)情況,利用其(qi)中一(yi)個或幾個方法(fa)進(jin)行(xing)硝(xiao)酸(suan)、氫氟(fu)酸(suan)廢液的處(chu)理(li)(li)和(he)回(hui)收。
a. 從酸洗(xi)廢液中回收氟化鈣和硝酸銨
將酸洗廢液加氨進行中和,為防止鐵、鎳、鉻等生成絡鹽,同時將它們以氫氧化物沉淀,并過濾分離,分離后的濾液制成粗硝酸銨。用這個方法可回收高純度的氟化鈣、粗硝酸銨,NHNO3為95%~97%,CaF2為0.01%以下,(NH4)2SO4為2%~3%,其他為1%以下。
b.從酸洗廢液中回收(shou)鉻酸鋇
將酸(suan)洗廢液用(yong)苛性堿調pH值為2~3,大部分鐵生成氫氧化鐵
沉(chen)淀,過濾(lv)(lv)除(chu)去鐵(tie)、鎳(nie)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物和氟化(hua)(hua)鈣(gai)沉(chen)淀,在(zai)濾(lv)(lv)液(ye)中加人(ren)氯(lv)化(hua)(hua)鋇,以(yi)鉻酸(suan)鋇回收鉻。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑用(yong)漂(piao)白粉或次氯(lv)酸(suan)鈉、氯(lv)氣、溴水、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉等。除(chu)漂(piao)白粉外,其他氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑必須與石灰乳一(yi)齊使(shi)用(yong)。鉻在(zai)酸(suan)性溶液(ye)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)時(shi),加入過硫酸(suan)銨、高錳酸(suan)鉀等強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑,不(bu)加熱(re)也能(neng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)成鉻酸(suan)。
在堿性溶液中Cr+3很容易氧化成Cr+6,其反應機理如下:
Ca+2+2(OH)-1→Ca(OH)2
Cr+3→Cr+6+3e
Ba+2+CrO4-2→BaCrO4
鉻酸鋇(bei)為黃色(se)結(jie)晶沉淀,過濾脫(tuo)水得到鉻酸鋇(bei)的結(jie)晶粉末。
c. 從酸洗廢液中回收氟(fu)硅酸鈉、硝酸鉀、硫化鎳和(he)鉻制品
酸洗廢液與可溶性硝酸鹽或二氧化硅反應生成不溶性氟化物,如廢液和二氧化硅反應、放置、過濾。放置液中加入硝酸鉀,經過濾、沉淀、干燥,得到約99.9%白色粉末;濾液通氨中和至pH=7,經過濾從沉淀物中回收鉻制品,在濾液中加入足夠量的KCl使NH,NO3變成KNO3,加熱后,放入(NH4)2S并過濾、干燥。
反(fan)應機理如下:
6HF+SiO2→H2SiF6+2H2O
H2SiF6+2KNO3→K2SiF6+2HNO3
HN4O3+Fe(NO3)3+Cr(NO3)3+7NO3+6H2O→7NH4NO3+Fe(OH)+Cr(OH)3
NH4NO3+KCl→KNO3+NH4Cl
(NH4)2+Ni(NO3)2→NiS+2NH4NO3
殘液中含有的KNO3、NH4CI等用蒸發濃縮的方法進行回收和利用。

