【摘 要】
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我国是世界不锈钢生产第一大国,在不锈钢生产过程中会产生大量含有多种有价金属的废硫酸酸洗液。本文针对不锈钢酸洗废液中再生硫酸浓度高、金属离子浓度大且成分复杂的问题,提出了先采用溶剂萃取法或扩散渗析法回收硫酸然后在低酸度下采用高温水解法高效回收Cr(Ⅲ)的工艺路线,实现了硫酸及Cr(Ⅲ)资源的高效回收、清洁再利用,同时废物产生量减少、成本降低,具有重要的理论价值和现实意义。本研究取得结论如下:(1)研
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我国是世界不锈钢生产第一大国,在不锈钢生产过程中会产生大量含有多种有价金属的废硫酸酸洗液。本文针对不锈钢酸洗废液中再生硫酸浓度高、金属离子浓度大且成分复杂的问题,提出了先采用溶剂萃取法或扩散渗析法回收硫酸然后在低酸度下采用高温水解法高效回收Cr(Ⅲ)的工艺路线,实现了硫酸及Cr(Ⅲ)资源的高效回收、清洁再利用,同时废物产生量减少、成本降低,具有重要的理论价值和现实意义。本研究取得结论如下:(1)研究了溶剂萃取法废酸溶液中酸的回收。研究表明,采用“40%TEHA+50%异构十三醇+10%Exxsol D110”组成的萃取体系在30℃、O/A=2:1条件下,经过3级(理论)萃取,硫酸萃取率达79.8%;用水做反萃剂,在30℃、O/A=1:1条件下,经过3级(理论)反萃,硫酸的反萃率达85.5%,产品酸可返回至酸洗生产线。(2)采用扩散渗析法实现废酸中自由酸的回收。研究表明,选用DF120型阴离子交换膜回收硫酸,在水料流量比为1:1、废酸进料流量为8.5 m L/min的条件下,硫酸的回收率可达73%,产品酸浓度较高,可返回至酸洗生产线。(3)确定了废酸中Cr(Ⅲ)的回收工艺。研究表明,采用高温水解法回收Cr(Ⅲ),在初始酸浓度30 g/L、温度230℃和时间24 h的条件下,Cr(Ⅲ)的水解率可达81.8%,水解后废酸酸度升高。同时对比了不同的中和沉淀法回收铬的效果,实验发现中和法处理再生模拟废酸,碱耗高且污泥产生量大,后期处置困难。(4)建立了酸洗废液再生高效率循环以及铬回收的完整工艺路线,将酸的总回收率由原工艺的90%提高到95%以上,并实现了铬的高效回收。同时对比了简单的中和沉淀处理工艺,发现新工艺具有硫酸和Cr(Ⅲ)回收率高、废物产生量小、成本低等明显优势。“两步法”处理不锈钢酸洗再生废酸,在实现硫酸和Cr(Ⅲ)高效回收再利用的同时,极大地减少了废物排放,且有效降低了工业运行成本,具有重要的理论价值与现实意义。
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