一种含铁废盐酸的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含铁废盐酸处理方法，特别涉及一种在钢铁冶炼或加工过程中含铁废盐酸的处理方法。
【背景技术】
[0002]在钢铁冶金工艺过程、有色金属冶炼过程、钢铁加工工艺过程中会产生很多含盐酸废水，如轧钢过程及钢铁加工中的酸洗废液，以及有色金属冶炼酸浸出过程产生的含铁废盐酸，该类含铁废盐酸具有以下特点:含铁浓度高，有一定的过量酸度。目前这类废酸回收利用通常采用将含铁废盐酸以喷雾方式喷入高温火焰产生的热气流，喷入含铁废盐酸雾在热气流中受热蒸发、分解，产生水蒸气(气态)、氯化氢(气态)、三氧化二铁，这些分解产物一同随燃烧气流流出燃烧喷雾器，固体三氧化二铁通过一系列收尘设备回收固体粉尘，含水蒸气(气态)、氯化氢(气态)的燃烧烟气经冷却凝结成盐酸后加以回收。但上述方法对设备要求高，且蒸发和热分解消耗大量高温、高品质热源，与环境保护相悖。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供一种含铁废盐酸的处理方法，能源消耗低，设备要求简单。具体来说，本发明首先向含铁废盐酸中加入铁肩，使溶液中的溶质全部为氯化亚铁；再将氯化亚铁溶液依次经过多级减压蒸馏系统蒸馏和单级减压蒸馏浓缩结晶，得到氯化亚铁结晶体；将氯化亚铁结晶体入回转窑煅烧，得到氯化氢气体、水蒸汽和三氧化二铁固体，收集三氧化二铁固体得三氧化二铁产品，将含有氯化氢气体、水蒸汽、少量三氧化二铁粉尘和燃烧尾气的混合气体冷却，得到盐酸液滴；冷却后的气体依次经喷淋塔和隧道式吸收器进行再次吸收，吸收后的气体达到排放标准进行排放。
[0004]具体而言，本发明采用的技术方案是，一种含铁废盐酸的处理方法，该方法包括如下步骤:
[0005](I)含铁废盐酸的调质处理
[0006]将含铁废盐酸加入调质池中，向调质池中投入足量铁肩，至溶液的pH值为6以上，反应结束后溶液中的溶质全部为亚铁盐氯化亚铁；
[0007](2)亚铁盐浓缩结晶
[0008]将步骤(I)得到的氯化亚铁溶液经过多级减压蒸馏系统蒸馏得蒸馏水和氯化亚铁浓溶液，氯化亚铁浓溶液采用单级减压蒸馏浓缩结晶，过滤分离，得到氯化亚铁结晶体和母液，氯化亚铁结晶体进入下一步操作，母液返回与氯化亚铁浓溶液混合，再次经过单级减压蒸馏浓缩系统；
[0009](3)亚铁盐煅烧
[0010]将步骤(2)得到的氯化亚铁结晶体经回转窑煅烧，分解得到氯化氢气体、水蒸汽和三氧化二铁固体，收集三氧化二铁固体得三氧化二铁产品，含有氯化氢气体、水蒸汽、少量三氧化二铁粉尘和燃烧尾气的混合气体排出；
[0011](4)酸回收
[0012]将步骤(3)排出的混合气体中的三氧化二铁粉尘分离，其余气体进入换热器冷却，氯化氢气体和水蒸汽被冷却形成盐酸液滴。
[0013]前述的含铁废盐酸的处理方法，该方法还包括(5)余酸的处理:将步骤(4)经换热器冷却后的气体依次经喷淋塔和隧道式吸收器进行再次吸收，吸收后的气体排放。
[0014]前述的含铁废盐酸的处理方法，所述步骤(2)中，多级减压蒸馏系统为三级减压蒸馏系统，具体为:一级减压蒸馏系统外接原始蒸汽，将原始蒸汽调整温度为113?118°C，入一级减压蒸馏系统，控制减压蒸馏温度94?98°C ;—级减压蒸馏产生的蒸汽，入二级减压蒸馏系统，二级减压蒸馏系统控制温度86?90°C ;二级减压蒸馏产生的蒸汽，入三级减压蒸馏系统，三级减压蒸馏系统控制温度78?82°C。
[0015]前述的含铁废盐酸的处理方法，所述原始蒸汽为0.2?0.6MPa的饱和蒸汽，优选为0.2MPa的饱和蒸汽。
[0016]前述的含铁废盐酸的处理方法，所述步骤(3)中，回转窑煅烧是在回转窑窑尾通入可燃物与空气进行富氧燃烧，产生的高温富氧气流与从回转窑窑头加入的步骤(2)得到的氯化亚铁结晶体逆流充分接触，氯化亚铁结晶体受热分解为氯化氢气体、水蒸汽和三氧化二铁固体。
[0017]前述的含铁废盐酸的处理方法，可燃物富氧燃烧产生的高温富氧气流的温度为980 °C ?1000°C。
[0018]前述的含铁废盐酸的处理方法，所述可燃物为天然气、煤粉或煤气。
[0019]前述的含铁废盐酸的处理方法，所述步骤(3)中，回转窑的倾角为3%?6%。
[0020]前述的含铁废盐酸的处理方法，所述步骤(4)中，在隧道式吸收器末端喷入碱性液体，优选氢氧化钠溶液。
[0021]本发明与传统燃烧喷雾法相比有如下优点:增加调质处理工序后得中性的氯化亚铁溶液，由于含铁溶液成为中性溶液，可以采用多级减压蒸馏得亚铁盐浓溶液与蒸馏水。多级减压蒸馏能耗低，设备造价低，操作简单，工艺过程无危险废弃物排放，通过多级减压蒸馏原含铁溶液中的水大部分以蒸馏水被回收，且多级减压蒸馏可以采用低品位热源，如
0.2-0.6MPa的中低压饱和蒸汽即可；多级减压蒸馏所得亚铁盐浓溶液再经过单级减压蒸馏结晶得氯化亚铁晶体，所得氯化亚铁晶体可以以固体物料的方式给入回转窑进行高温煅烧氧化分解。使用回转窑进行高温煅烧氧化分解与使用燃烧喷雾器相比，设备便宜易得，操作要求低，同时原含铁溶液中的大部分水已被减压蒸馏除去，因此在回转窑内需要通过高温热分解去除的水分很少，回转窑工作的能量消耗降低，所需热能较燃烧喷雾法大幅降低，节约了大量高品质能源，且易于实现工业化生产。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的工艺流程示意图。
[0023]图2为本发明的主要工艺流程图。
【具体实施方式】
[0024]现有技术是将含铁废盐酸以喷雾方式喷入高温火焰产生的热气流，喷入含铁废盐酸雾在热气流中受热蒸发、分解，产生水蒸气(气态)、氯化氢(气态)、三氧化二铁。这一过程对设备要求高，且消耗大量高品质能源。本发明是将含铁废盐酸经铁肩调质处理，调质后的溶液浓缩得到亚铁盐结晶体，再经过回转炉煅烧，产生水蒸气、氯化氢气体和三氧化二铁，经过冷却和吸收回收盐酸，操作简单，易于实现工业化生产。
[0025]下面详细说明本发明含铁废盐酸的处理方法，以阐述本发明所采用的方法的特征以及证明本发明的效果。
[0026]结合图1和图2，本发明的一种含铁废盐酸的处理方法，该方法包括如下步骤:
[0027](I)含铁废盐酸的调质处理
[0028]含铁废盐酸中的铁元素在废酸液以+3价及+2价离子的形式存在，废酸液过剩一定量的盐酸，含铁废盐酸的调质处理即将含铁废盐酸加入调质池(即耐酸反应釜)，投入铁肩(铁肩表面生锈即会存在铁的氧化物)，铁肩中金属铁及铁的氧化物与过剩酸、+3价铁离子反应生成氢气、+2价铁，并使反应后的废酸液接近中性，溶液的pH值为6?6.5，含铁废盐酸调质处理后其溶质全部转化为亚铁盐，即得到氯化亚铁溶液。耐酸反应釜底部未反应的铁肩存留至下一次反应之用。将氯化亚铁溶液过滤，除去铁肩带入的泥沙、高价金属氢氧化物等酸不溶物，所得上清液用耐酸泵打入原液储槽待用。
[0029]本发明使用的含铁废盐酸是钢厂在生产碳钢薄板的过程中，用200g/l (5.5mol/l)的盐酸对碳钢薄板进行酸洗得到的。本发明使用的铁肩可以是表面生锈的铁肩，也可以是表面未生锈的铁肩。
[0030]本领域常规的耐酸反应釜均可用作本发明的调质池，本发明使用玻璃钢反应缶