不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法及系统；将冷凝液或水或二者的混合与氨水配置碱性溶液，向碱性溶液中加入不锈钢混酸酸洗污泥高速分散制浆；所得浆液pH值达到6～9；完成中和过程后排入含40～60目滤网的振动过滤器去除大颗粒污泥固体，剩余污泥浆体排入带搅拌的泥浆罐中；将泥浆罐中的污泥浆体输送至混酸再生喷雾焙烧炉，采用喷枪喷入炉中；污泥浆体在焙烧炉中发生化学反应，生成固态金属氧化物、HF气体和HNO3气体；所得固态金属氧化物落入焙烧炉底部排出并回收；所得气体由焙烧炉顶部经过预浓缩器进入吸收塔形成再生酸；多余的废气进入冷却塔，收集产生的冷凝液通过氨水中和。氨水中和。氨水中和。

【技术实现步骤摘要】
不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法及系统


[0001]本专利技术涉及不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法及系统。

技术介绍

[0002]冶金行业采用硝酸和氢氟酸的混合液对不锈钢进行酸洗，酸洗废液会产生大量含MeF3的污泥。其产生反应方程式如下：
[0003]Me+4HNO3＝Me(NO3)3+NO+2H2O
[0004]Me(NO3)3+3HF＝MeF3↓
+3HNO3[0005]Me2O3+6HNO3＝2Me(NO3)3+3H2O
[0006]MeO+4HNO3＝Me(NO3)3+2H2O+NO2[0007]Me3O4+10HNO3＝3Me(NO3)3+5H2O+NO2[0008]Me(NO3)3+3HF＝MeF3↓
+3HNO3[0009]这些酸洗废液污泥中含有水、废酸及各种重金属(如镍、铬、钛、钼等)，危害极大，属冶金行业的极其有害废弃物。废酸中含有这部分重金属离子或沉淀物(含MeF3污泥)，在酸洗线处理时一般通过简单的压滤系统，将污泥含水率直接降低到60％～70％左右，形成含水率较低的酸性泥饼。在前端有冶炼系统的企业，一般会收集后运至冶金企业的冶炼系统做原料使用与铁矿石等原材料混合处理，但因污泥中仍含有大量的F
‑
、NO3‑
，在冶炼系统加热的过程，会产生大量的HF、HNO3，对冶炼设备造成严重的腐蚀。除此之外，也有企业将酸洗线污泥外送处理，但处理成本居高不下；也有企业将其直接污水化排至废水处理站处理，通过投加石灰或碱液，将酸液中重金属离子或污泥沉淀，但会产生更大量的污泥，给企业造成更大的处置困扰。

技术实现思路

[0010]为彻底消除废酸污泥对环境的危害，降低企业的处理成本和运行成本，本专利技术提供一种不锈钢混酸酸洗污泥回收利用方法及系统，实现不锈钢企业混酸酸洗污泥彻底的无害化和资源化处理目的。
[0011]为达到上述目的，采用技术方案如下：
[0012]不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法，包括如下步骤：
[0013](1)将冷却塔收集的冷凝液或水或二者的混合与氨水混合配置碱性溶液，然后转移至高速分散机；
[0014](2)向所得碱性溶液中加入不锈钢混酸酸洗污泥进行酸碱中和，同时高速分散制浆，所得浆液pH值达到6～9；
[0015]由于污泥中含有硝酸、氢氟酸具有高腐蚀性，为后续工艺的设备耐受性提供保障加入氨水中和，该中和过程包含以下化学反应：
[0016]HNO3+NH4OH＝NH4NO3+H2O；
[0017]HF+NH4OH＝NH4F+H2O；
[0018]Me(NO3)2+2NH4OH＝Me(OH)2+2NH4NO3；
[0019]Me(NO3)3+2NH4OH＝Me(OH)3+2NH4NO3；
[0020]3)排入含40～60目滤网的振动过滤器去除大颗粒污泥固体，剩余污泥浆体排入带搅拌的泥浆罐中；
[0021]4)将泥浆罐中的污泥浆体输送至混酸再生喷雾焙烧炉，采用喷枪喷入炉中；污泥浆体在焙烧炉中发生化学反应，生成固态金属氧化物、HF气体和HNO3气体；
[0022]该焙烧过程包含以下化学反应：
[0023]MeF2(水溶液)+H2O(气)＝MeO(固)+2HF(气)，氟化物分解；
[0024]Me(NO3)2+H2O(气)＝MeO(固)+2HNO3(气)，硝酸盐解；
[0025]2NH4NO3＝2N2(气)+2O2(气)+4H2O，硝酸铵分解；
[0026]2NH4F＝NH3(气)+HF(气)，氟化铵分解；
[0027]2HNO3(气)＝NO2(气)+H2O(气)+O2(气)，硝酸分解；
[0028]NO2＝NO+1/2O2；
[0029]4NH3+3O2＝2N2+6H2O；
[0030]Me(OH)2＝MeO+H2O；
[0031]2Me(OH)3＝Me2O3+3H2O；
[0032]5)所得固态金属氧化物落入焙烧炉底部排出并回收；所得酸性气体由焙烧炉顶部经过预浓缩器进入吸收塔形成再生酸；多余的废气进入冷却塔，收集产生的冷凝液。
[0033]按上述方案，步骤1所述氨水浓度在20wt％以上。
[0034]按上述方案，步骤2所得浆液浓度为20～30wt％。
[0035]按上述方案，步骤3中所述大颗粒污泥固体经过收集返回步骤2中高速分散制浆。
[0036]按上述方案，步骤4中所述喷枪设有雾化喷头，喷头处的喷压0.4
‑
0.6MPa；所述喷枪和雾化喷头采用SiC或SUS316L材质。
[0037]按上述方案，步骤4中混酸再生喷雾焙烧炉的顶部温度高于320℃。
[0038]按上述方案，步骤4中同时处理不锈钢酸洗线产生的混酸酸洗废液，与所述污泥浆体采用不同的喷头喷入焙烧炉；所述混酸酸洗废液是沉淀去除污泥后的上层液。
[0039]按上述方案，步骤5中收集的冷凝液返回步骤1与氨水配置碱性溶液。
[0040]不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用系统，包括：
[0041]用于配制碱性溶液的中和搅拌罐，具有水和碱性药剂进入的入口，所得碱性溶液通过中和液泵排出；
[0042]对所述碱性溶液和不锈钢混酸酸洗污泥进行中和反应的高速分散机，具有酸洗污泥的入口并与所述中和液泵连通，中和后的泥浆通过电磁阀的控制排出；
[0043]对所得中和后的泥浆进行过滤的振动过滤器，与所述电磁阀连通；通过振动过滤分离污泥颗粒和污泥浆体；
[0044]对所述污泥浆体进行收集的泥浆罐，具有搅拌桨；
[0045]对收集的污泥浆体进行处理的混酸再生喷雾焙烧炉，所述污泥浆体通过泥浆输送泵输送至所述焙烧炉，通过污泥喷枪从炉顶喷入；所述焙烧炉炉底设有刮耙用于排出金属氧化物副产品，炉顶设有排气口；
[0046]对所述排气口出来的气体进行处理的预浓缩器及吸收塔，所述气体经过预浓缩后
进入吸收塔，吸收处理后的剩余气体从塔顶排出；
[0047]对所述剩余气体进行冷凝的冷却塔，收集冷凝水回用，通过水入口进入中和搅拌罐。
[0048]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0049](1)本专利技术污泥制浆后焙烧可实现不锈钢混酸污泥的完全资源化和无害化处理，可回收酸性污泥中的镍、铬、钛、钼等高价值金属，降低冶金企业的处置成本。
[0050](2)采用碱性溶液预处理酸洗污泥的方法，可有效提升制浆及筛分设备的材料应用适用性，提高设备寿命，工艺运行简单可靠。
[0051](3)将污泥制浆过滤后直接喷入混酸再生焙烧炉进行协同处理的方法，可同时完成污泥与废酸的焙烧再生，最大化提升机组适用性。
[0052](4)采用混酸再生系统内部产生的冷凝液作为制浆原料，实现水的充分循环利用，减少水资源浪费。
附图说明
[0053]图1：本专利技术不锈钢混酸废液污泥回收利用系统示意图。
[0054]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将冷却塔收集的冷凝液或水或二者的混合与氨水混合配置碱性溶液，然后转移至高速分散机；(2)向所得碱性溶液中加入不锈钢混酸酸洗污泥进行酸碱中和，同时高速分散制浆，所得浆液pH值达到6～9；(3)完成中和过程后排入含40～60目滤网的振动过滤器去除大颗粒污泥固体，剩余污泥浆体排入带搅拌的泥浆罐中；(4)将泥浆罐中的污泥浆体输送至混酸再生喷雾焙烧炉，采用喷枪喷入炉中；污泥浆体在焙烧炉中发生化学反应，生成固态金属氧化物、HF气体和HNO3气体；(5)所得固态金属氧化物落入焙烧炉底部排出并回收；所得气体由焙烧炉顶部经过预浓缩器进入吸收塔形成再生酸；多余的废气进入冷却塔，收集产生的冷凝液通过氨水中和。2.如权利要求1所述不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法，其特征在于步骤1中氨水浓度在20wt％以上。3.如权利要求1所述不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法，其特征在于步骤2中浆液浓度为20～30wt％。4.如权利要求1所述不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法，其特征在于步骤3中所述大颗粒污泥固体经过收集返回步骤2中高速分散制浆。5.如权利要求1所述不锈钢混酸酸洗污泥的回收利用方法，其特征在于步骤4中所述喷枪设有雾化喷头，喷头处的喷压0.4
‑
0.6MPa；所述喷枪和雾化喷头采用SiC或SUS316L材质。6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金标，高俊峰，田新，丁煜，王军，林清鹏，常勤学，郭金仓，吴宗应，庞道雄，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：