本发明公开了一种钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用方法,在钢绳酸洗磷化酸性废液中加入由铁屑和/或铁粉组成的还原剂,将酸性废液中三价铁离子还原成二价铁离子:向酸性废液中加入助剂溶液;向液相中加入复合螯合沉淀剂溶液,反应后废液中的铅离子生成复合螯合铅沉淀,通过机械过滤分离,得到除铅后的酸性废液;将酸性废液排入三效蒸发浓缩结晶装置,利用氯化亚铁、氯化铅、氯化锌三者间的浓度差和溶解度差,通过控制结晶母液的量,得到氯化亚铁晶体产品;蒸发冷凝收集的稀盐酸回收循环利用。本发明利用复合螯合沉淀剂处理分离废钢绳酸性废液中的铅离子浓度≤8mg/L,去除率分别达≧99.5%钢绳酸洗磷化酸性废液资源循环利用。
1.一种钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用方法,其特征是:包括以下步骤:(1)在钢绳酸洗磷化酸性废液中加入由铁屑和/或铁粉组成的还原剂,将酸性废液中三价铁离子还原成二价铁离子:(2)向步骤(1)处理后的酸性废液中加入助剂溶液;(3)向步骤(2)处理后的液相中加入复合螯合沉淀剂溶液,反应后废液中的铅离子生成复合螯合铅沉淀,通过机械过滤分离,得到除铅后的酸性废液;(4)将步骤(3)处理后的酸性废液排入三效蒸发浓缩结晶装置,利用氯化亚铁、氯化铅、氯化锌三者间的浓度差和溶解度差,通过控制结晶母液的量,得到氯化亚铁晶体产品;蒸发冷凝收集的稀盐酸回收循环利用;第(3)步骤中,所述复合螯合沉淀剂为TMT15有机硫化物重金属去除剂与可溶性硫化钠组合物,其组合重量比例为3:7~5:5,其水溶液浓度为100~250g/L。
2.根据权利要求1所述的钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用方法,其特征是:所述的还原剂中,铁屑和/或铁粉投加量为2~10g/L。
3.根据权利要求1或2所述的钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用的方法,其特征是:第(2)步骤中,所述助剂为碱土金属的氢氧化物固体,投加量为3~10g/L。
4.根据权利要求3所述的钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用的方法,其特征是:第(3)步骤中,所述复合螯合沉淀剂水溶液投加量为30~100ml/L。
5.根据权利要求1或2所述的钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用的方法,其特征是:第(4)步骤中,剩余结晶母液的量为300~100ml/L。
6.根据权利要求1或2所述的钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用的方法,其特征是:第(3)步骤所述的方法处理后的得到的钢绳酸洗磷化酸性废液中,铅离子浓度低于8mxa0g/L。
7.根据权利要求1或2所述的钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用的方法,其特征是:第(4)步骤所述的方法处理后的得到的氯化亚铁晶体中氯化亚铁≧60%,铅≤0.004%、锌≤0.015%;第(4)步骤所述的方法处理后的得到的稀盐酸中Fe²⁺≤1.5mg/l、Pb²⁺≤1.0mg/l、Zn²⁺≤1.0mg/l。技术领域
本发明涉及一种钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用的方法。
背景技术
钢绳企业利用稀盐酸(含盐酸浓度约20%)清洗圆钢盘条表面铁锈氧化层以及清洗热处理、磷化处理后的钢丝表面,排出的酸性废液中含有重金属铅、锌离子和大量铁离子,由于没有科学可行、经济合理的处理方法,严重地污染周围的环境,制约着钢绳业的发展。采取向含铅、锌酸性废液中加碱石灰粉或烧碱,将PH值调至合适范围,针对铅、锌金属离子不同的最佳沉淀PH值,分段调节沉淀分离处理后可使废酸液中金属离子铅、锌达标排放。由于酸性废液酸性强(含盐酸浓度约5~15xa0%),需要投加大量的碱;并且含有大量Fe²⁺,当PH值接近5~96时,呈现全污泥状态,产生大量危险固废污泥。处理药剂成本高、处置危险固废费用高。直接蒸发浓缩结晶,蒸发的气体冷凝产生稀盐酸,返回酸洗工段重复循环使用;结晶分离获取的结晶氯化亚铁中铅、锌含量超过氯化亚铁产品质量标准;采用高温焙烧法,生成三氧化二铁粉末含铅、锌杂质不能实现资源再生利用,甚至成为危险固废;直接焙烧法设备投资费用大,能耗高,运行成本高。膜渗透法分离法采用渗析原理,以浓度差作推动力,由于离子膜具有选择透过性不会让所有离子以均等的机会通过,可有效地实现酸和盐的分离。膜渗透法分离法在投资费用不大、运行费用不高的条件下,可以回收部分稀盐酸,但残夜中仍然含有大量的铅、锌,不能减少废液的排放,并且,回收酸中仍含有20~30%的重金属铅,回用于酸洗工段,不能保证钢丝绳产品品质。本发明针对上述方法存在问题,先行对钢绳酸洗磷化酸性废液中的重金属铅实施分离,再利用蒸发浓缩结晶技术,结晶分离金属锌,获得合格的氯化亚铁晶体;回收利用稀盐酸。在解决污染的同时,实现资源循环利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种先利用化学处理法将钢绳酸洗磷化酸性废液中铅离子分离、再利用蒸发浓缩结晶技术,结晶分离金属锌,获得合格的氯化亚铁晶体;回收利用稀盐酸的方法,解决钢绳酸洗磷化酸性废液污染治理的同时实现资源循环利用。本发明的技术解决方案是:一种钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用方法,其特征是:包括以下步骤:(1)在钢绳酸洗磷化酸性废液中加入由铁屑和/或铁粉组成的还原剂,将酸性废液中三价铁离子还原成二价铁离子:(2)向步骤(1)处理后的酸性废液中加入助剂溶液;(3)向步骤(2)处理后的液相中加入复合螯合沉淀剂溶液,反应后废液中的铅离子生成复合螯合铅沉淀,通过机械过滤分离,得到除铅后的酸性废液;(4)将步骤(3)处理后的酸性废液排入三效蒸发浓缩结晶装置,利用氯化亚铁、氯化铅、氯化锌三者间的浓度差和溶解度差,通过控制结晶母液的量,得到氯化亚铁晶体产品;蒸发冷凝收集的稀盐酸回收循环利用。所述的还原剂中,铁屑和/或铁粉投加量为2~10g/L。第(2)步骤中,所述助剂为碱土金属的氢氧化物固体,投加量为3~10g/L。第(3)步骤中,所述复合螯合沉淀剂为TMT15有机硫化物重金属去除剂[又称:TMT15重金属沉降剂(有机硫)]与可溶性硫化钠组合物,其组合重量比例为3:7~5:5,其水溶液浓度为100~250xa0g/L。第(3)步骤中,所述复合螯合沉淀剂水溶液投加量为30~100xa0ml/L。第(4)步骤中,剩余结晶母液的量为300~100xa0ml/L。第(3)步骤所述的方法处理后的得到的钢绳酸洗磷化酸性废液中,铅离子浓度低于8mxa0g/L;第(4)步骤所述的方法处理后的得到的氯化亚铁晶体中氯化亚铁≧60%,铅≤0.004%、锌≤0.015%;第(4)步骤所述的方法处理后的得到的稀盐酸中Fe²⁺≤1.5mg/lxa0、Pb²⁺≤1.0mg/l、Zn²⁺≤1.0mg/lxa0。本发明的效果是:1、本发明方法利用复合螯合沉淀剂处理分离废钢绳酸性废液中的铅离子浓度≤8mxa0g/L,去除率分别达≧99.5%。2、钢绳酸洗磷化酸性废液资源循环利用:本发明方法将废酸中的有害重金属离子铅和锌分离,处理后得到的氯化亚铁晶体中氯化亚铁≧60%,铅≤0.004%、锌≤0.015%,指标达到《工业氯化亚铁》(HG/T4200-2011)产品标准;处理后的得到的稀盐酸中Fe²⁺≤1.5mg/lxa0、Pb²⁺≤1.0mg/l、Zn²⁺≤1.0mg/lxa0。治理重金属污染的同时,实现资源循环利用。3、运行费用适中:使用本发明后,每M³氯钢绳酸洗磷化酸性废液处理费用仅约为150~160元。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是本发明一个实施例的工艺流程图。
具体实施方式
一种钢绳酸洗磷化酸性废液除铅锌处理及综合利用方法,包括以下步骤:(1)在钢绳酸洗磷化酸性废液中加入由铁屑和/或铁粉组成的还原剂,将酸性废液中三价铁离子还原成二价铁离子:(2)向步骤(1)处理后的酸性废液中加入助剂溶液;(3)向步骤(2)处理后的液相中加入复合螯合沉淀剂溶液,反应后废液中的铅离子生成复合螯合铅沉淀,通过机械过滤分离,得到除铅后的酸性废液;(4)将步骤(3)处理后的酸性废液排入三效蒸发浓缩结晶装置,利用氯化亚铁、氯化铅、氯化锌三者间的浓度差和溶解度差,通过控制结晶母液的量,得到氯化亚铁晶体产品;蒸发冷凝收集的稀盐酸回收循环利用。所述的还原剂中,铁屑和/或铁粉投加量为2~10g/L(例2xa0g/L、6xa0g/L、10xa0g/L)。第(2)步骤中,所述助剂为碱土金属的氢氧化物固体,投加量为3~10g/L(例3xa0g/L、6xa0g/L、10xa0g/L)。第(3)步骤中,所述复合螯合沉淀剂为TMT15有机硫化物重金属去除剂[又称:TMT15重金属沉降剂(有机硫)]与可溶性硫化钠组合物,其组合重量比例为3:7~5:5(例3:7、5:7、5:5),其水溶液浓度为100~250xa0g/L(例100xa0g/L、150xa0g/L、250xa0g/L)。第(3)步骤中,所述复合螯合沉淀剂水溶液投加量为30~100xa0ml/L(例30xa0ml/Lxa0、70ml/Lxa0、100xa0ml/L)。第(4)步骤中,剩余结晶母液的量为300~100xa0ml/L(例30xa0ml/Lxa0、70ml/Lxa0、100xa0ml/L)。第(3)步骤所述的方法处理后的得到的钢绳酸洗磷化酸性废液中,铅离子浓度低于8mxa0g/L;第(4)步骤所述的方法处理后的得到的氯化亚铁晶体中氯化亚铁≧60%,铅≤0.004%、锌≤0.015%;第(4)步骤所述的方法处理后的得到的稀盐酸中Fe²⁺≤1.5mg/lxa0、Pb²⁺≤1.0mg/l、Zn²⁺≤1.0mg/lxa0。