专利名称：溶解金属的酸排放液的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种溶解金属的酸排放液的处理方法，所述排放液从炼铁工厂或金属材料加工工厂等的利用挥发性酸进行的酸洗工序排出。
背景技术：
以往从炼铁工厂或铁材料加工工厂等的酸洗工序排出的铁材料的盐酸酸洗排放液是溶解铁的盐酸排放液，其通过喷雾焙烧法或浓缩后熔解焙烧铁源的方法，进行盐酸的回收和氧化铁的制造。
例如，在特公平2-10768中，公开了将在钢材的酸洗工序中生成的废盐酸蒸发浓缩，在经浓缩的废盐酸中使铁源溶解来提高铁浓度后，焙烧制造氧化铁，并冷却在蒸发浓缩工序中蒸发出的水分和氯化氢气体来回收盐酸。
特公平2-10768发明内容专利文献1所公开的酸洗排放液处理技术虽然能够制造高品质的氧化铁，但是由于使用焙烧炉，所以燃料费增加，且设备也大型化，由于产生灰尘而必需旋风除尘器等附加设备。
因此，期盼替代焙烧法的简易且便宜的酸洗排放液处理技术。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，从金属材料利用盐酸或硝酸等挥发性酸进行的酸洗工序所排出的酸洗排放液中分离金属成分，并且回收挥发性酸。
(1)溶解金属的酸排放液的处理方法，其特征在于，包括如下工序将从金属材料利用挥发性酸进行的酸洗工序所排出的溶解金属的酸排放液蒸发浓缩后，分离成气体部分与浓缩液的蒸发处理工序，所述气体部分含有挥发性酸，所述浓缩液含有残留的挥发性酸和被浓缩的金属离子；用从作为所述酸洗工序的下一个工序的金属材料的水洗工序所排出的水洗排水将所述浓缩液稀释，来稀释调整所述金属离子浓度的稀释调整工序；用中和剂中和该稀释调整工序的稀释调整液的中和工序；固液分离成含有该中和工序中生成的金属的不溶物和处理水的固液分离工序；将所述不溶物的一部分与碱试剂混合来调制所述中和剂的中和剂调制工序。
(2)如(1)所述的溶解金属的酸排放液的处理方法，其特征在于，将所述气体部分冷却，形成含有挥发性酸的冷凝水，并将其供给到所述酸洗工序。
(3)如(1)所述的溶解金属的酸排放液的处理方法，其特征在于，将所述不溶物脱水，作为氧化金属原料进行回收。
在本说明书中，“金属材料”是指不论铁、铜等金属的板状、线状等形状的金属制品的全部原材料。对于金属材料来说，除了非挥发性的硫酸以外，经过利用盐酸或硝酸等挥发性酸进行的表面洗涤和水洗而成为金属制品，但从用于表面洗涤的利用挥发性酸进行的酸洗工序产生大量的挥发性酸排放液，并且，从在其后的水洗工序也产生大量的水洗排水。
举例利用盐酸进行的铁材料的酸洗，酸排放液通常含有盐酸20～200g/L和铁(以Fe计)30～150g/L，另外，水洗排水含有盐酸100～1000mg/L和铁(以Fe计)100～1000mg/L。
盐酸排放液(以下有时简称为“排放液”)，暂时放到储槽中完成均匀化后，用蒸发装置加热，含有的大部分盐酸与水蒸气一起形成氯化氢气体蒸发，排放液被浓缩成为浓缩液(蒸发处理工序)。将排放液浓缩到氯化铁结晶不析出的程度。蒸发的氯化氢气体与水蒸气一起在热交换器等中被冷却成为冷凝液，生成盐酸水溶液。
用从作为铁材料的盐酸酸洗工序的下一个工序的铁材料的水洗工序所排出的水洗排水来稀释上述浓缩液，稀释调整亚铁离子的浓度到2000～20000mg/L左右(稀释调整工序)。该稀释调整液用后述的中和剂中和(中和工序)。将含有通过中和而生成的铁的不溶物在沉淀槽等固液分离装置中进行固液分离，分离水作为处理水排出(固液分离工序)。
将固液分离得到的不溶物的一部分与碱试剂混合，调制上述的中和剂(中和剂调制工序)。该中和剂呈现的状态是碱试剂涂布在含铁不溶物的周围，用其中和前述稀释调整液，则中和生成物在不溶物的周围析出，成为固液分离性优异的不溶物。作为碱试剂，可以使用氢氧化钙、氢氧化钠。另外，将固液分离得到的不溶物的残余部分进行脱水，根据需要进行造粒干燥后被用于铁素体等的原料。
在与碱试剂混合来调制中和剂时，不溶物的量优选为中和而新生成的不溶物的5～30倍，更好为10～20倍。
前述的氯化氢气体被冷却凝缩，所生成的盐酸水溶液储存在工作罐(service tank)中，根据需要补给新盐酸后，供给到前述盐酸酸洗工序。
以上记述了铁材料的盐酸洗涤例子，对于铜材料的硝酸洗涤的情况也可以同样地进行含铜不溶物和硝酸的回收。
对从金属材料利用挥发性酸进行的酸洗工序所排出的溶解金属实施蒸发处理，得到金属离子，将含有所得金属离子的浓缩液用从作为前述酸洗工序的下一个工序的金属材料的水洗工序所排出的水洗排水进行稀释，来稀释调整前述金属离子的浓度，然后用中和剂中和，由于中和剂是将含有在中和中生成的金属的一部分不溶物与碱试剂混合作为混合物添加的，所以新生成的不溶物形成致密且富于脱水性的物质，成为可以进行简便且便宜的处理。
是本发明一种实施方式所述的溶解铁的盐酸排放液的处理方法所用的处理设备的模式图。
1 铁材料2 酸洗槽3 水洗槽4 制品
5 排放液罐6 蒸发装置7 浓缩液储槽8 冷凝液槽9 原水槽10 中和槽11 沉淀槽12 处理水13 混合槽14 碱(氢氧化钙)15 洗涤脱水机16 饼17 工作罐18 新盐酸具体实施方式
以下，用图面对本发明进行详细的说明。图1是是本发明一种实施方式所述的溶解铁的盐酸排放液的处理方法所用的处理设备的模式图。
处理设备由酸洗槽2、水洗槽3、排放液罐5、蒸发装置6、浓缩液储槽7、冷凝液槽8、原水槽9、中和槽10、沉淀槽11、混合槽13、脱水机15以及工作罐17构成。另外，在图1中，1是铁材料、4是制品、14是碱(氢氧化钙)、16是饼、18是新盐酸。
铁材料1在酸洗槽2中经盐酸洗涤后，在水洗槽3中被水洗，制成制品4。溶解铁的盐酸排放液从酸洗槽2排出，暂时储存在排放液罐5中。储存而完成均匀化的排放液在蒸发装置6内用加热蒸气等热源(没有图示)加热，含有的大部分盐酸与水蒸气一起形成氯化氢气体蒸发，排放液被浓缩成浓缩液(蒸发处理工序)。排放液浓缩到氯化铁结晶不析出的程度。浓缩液被储存在浓缩液储槽7中，蒸发的氯化氢气体与水蒸气一起在热交换器(没有图示)中被冷却成冷凝液，生成盐酸水溶液。该冷凝液储存在冷凝液槽8中。
用从水洗槽3排出的水洗排水稀释上述浓缩液，稀释调整亚铁离子的浓度到100～1000mg/L左右(稀释调整工序)。将该稀释调整液送到原水槽9。接着，经稀释调整的原水在中和槽10中用后述中和剂中和(中和工序)。含有通过中和而生成的铁的不溶物在沉淀槽11中被沉淀分离，上清液作为处理水12排出(固液分离工序)。
将所分离得到的不溶物的一部分在混合槽13中与碱试剂14(氢氧化钙)混合，来调制上述的中和剂(中和剂调制工序)。该中和剂呈现的状态是氢氧化钙涂布在含铁不溶物的周围，用其中和原水，则中和生成物在不溶物的周围析出，成为沉淀性优异的不溶物。所分离得到的不溶物的残余部分用边洗涤边脱水的洗涤脱水机15进行脱水，得到脱盐饼16。饼16根据需要进行造粒干燥后被用于铁素体等的原料。
前述的氯化氢气体被冷却凝缩，所生成的盐酸水溶液储存在工作罐17中，根据需要补给新盐酸18后，供给到酸洗槽2。
实施例1以下，基于实施例进一步详细说明本发明。作为实施例1，使用图1所示的处理设备，将含有盐酸30g/L和亚铁离子140g/L的溶解铁的盐酸排放液6L作为被处理液来进行实验。
将排放液用蒸发装置6浓缩，得到含有盐酸15g/L和亚铁离子290g/L的浓缩液2.9L。冷凝液为3.1L，含盐酸50g/L，不含亚铁离子。用水洗排水(盐酸200mg/L、亚铁离子700mg/L)50.1L稀释浓缩液2.9L，调制含亚铁离子约16g/L的原水53L。将原水以5.3L/hr从原水槽9供给到中和槽10，并且将在沉淀槽11中分离得到的不溶物以1.3L/hr(固态物浓度100g/L)与氢氧化钙以120g/hr在混合槽13中进行混合，将混合得到的中和剂供给到中和槽10中进行中和，在沉淀槽11中进行所生成的不溶物的沉淀分离。取出一部分在沉淀槽11中分离得到的不溶物，一天10L，用洗涤脱水机15进行脱水后，得到脱水脱盐饼，其含水率为40％、含铁成分(FeO·OH)以Fe计为800g、在水分中含氯以Cl计为100mg/L。
如上述实验所示可知，根据本发明，可以用简便的设备从溶解金属的酸排放液中回收挥发性酸和氧化金属原料。
本发明可以用作从金属材料利用挥发性酸进行的酸洗工序排出的溶解金属的酸排放液的处理方法。
权利要求
1.溶解金属的酸排放液的处理方法，其特征在于，包括如下工序将从金属材料利用挥发性酸进行的酸洗工序所排出的溶解金属的酸排放液蒸发浓缩后，分离成气体部分与浓缩液的蒸发处理工序，所述气体部分含有挥发性酸，所述浓缩液含有残留的挥发性酸和被浓缩的金属离子；用从作为所述酸洗工序的下一个工序的金属材料的水洗工序所排出的水洗排水将所述浓缩液稀释，来稀释调整所述金属离子浓度的稀释调整工序；用中和剂中和该稀释调整工序的稀释调整液的中和工序；固液分离成含有该中和工序中生成的金属的不溶物和处理水的固液分离工序；将所述不溶物的一部分与碱试剂混合来调制所述中和剂的中和剂调制工序。
2.根据权利要求1所述的溶解金属的酸排放液的处理方法，其特征在于，将所述气体部分冷却，形成含有挥发性酸的冷凝水，并将其供给到所述酸洗工序。
3.根据权利要求1所述的溶解金属的酸排放液的处理方法，其特征在于，将所述不溶物脱水，作为氧化金属原料回收。
全文摘要
本发明提供替代焙烧法的简易且便宜的酸洗排放液处理法。将排放液用蒸发装置6浓缩，将浓缩液用水洗槽3的水洗排水稀释调整后作为原水，将其在中和槽10中进行中和，所生成的不溶物在沉淀槽11中进行分离，将分离得到的不溶物的一部分在混合槽13中与碱混合，调制中和剂后添加到中和槽中，分离得到的不溶物的残余部分用洗涤脱水机15脱水，得到脱盐饼16。蒸发的氯化氢冷却后回收到冷凝液槽8。
文档编号C01G49/02GK101033086SQ20071000560
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年3月1日
发明者上笹贯透, 长井悟, 岩部慈郎 申请人:栗田工业株式会社