เทคโนโลยีการประมวลผลสำหรับการนำกรดซัลฟูริกกลับมาใช้ใหม่

May 11, 2024

ฝากข้อความ

เทคนิคการประมวลผลที่ใช้กันทั่วไปในโรงงานโลหะวิทยา ได้แก่ การตกผลึกแบบสุญญากาศด้วยไอพ่นไอน้ำ การตกผลึกแบบแช่แข็งด้วยความเข้มข้นของการระเหย ซัลเฟตโพลีเมอร์เฟอร์ริก ตะไบเหล็ก และการฟอกไตแบบแพร่กระจาย นอกจากนี้ยังมีวิธีการสร้างแอมโมเนียแดงของเหล็กออกไซด์ ซึ่งไม่ค่อยมีการใช้กันทั่วไปเนื่องจากมีอุปกรณ์หลากหลายและใช้พลังงานสูง ความสามารถของอุปกรณ์แปรรูปมักจะแสดงเป็นปริมาณกรดซัลฟิวริกที่ใช้ต่อปี (ความเข้มข้น 98%) สำหรับการดองเหล็ก โดยทั่วไป อุปกรณ์ขนาดเล็กสิ้นเปลืองประมาณ 500t/a ในขณะที่อุปกรณ์ขนาดใหญ่สิ้นเปลือง 1000-3000t/a


วิธีการตกผลึกสูญญากาศด้วยไอน้ำ:วิธีการรักษาระดับสุญญากาศในเครื่องระเหยและเครื่องตกผลึกด้วยไอพ่นไอน้ำและคอนเดนเซอร์ เมื่อของเหลวของเสียที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการระเหยภายใต้ระดับสุญญากาศนี้ผ่านไป น้ำในของเหลวของเสียจะระเหยไปในสถานะอะเดียแบติก ส่งผลให้อุณหภูมิของเหลวของเสียลดลง ความเข้มข้นเพิ่มขึ้น และการลดลงที่สอดคล้องกัน ความสามารถในการละลายของเฟอร์รัสซัลเฟต ในเวลาเดียวกัน กรดใหม่จะถูกเติมลงในเครื่องระเหยเพื่อเพิ่มความเป็นกรดของสารละลาย และตกตะกอนผลึกเฟอร์รัสซัลเฟตที่มีความอิ่มตัวยิ่งยวด ผังกระบวนการแสดงในรูปที่ 1 ข้อดีของวิธีนี้คือสามารถจัดการกับของเหลวเสียจำนวนมาก และผลิตเฟอร์รัสซัลเฟต (FeSO4 • 7H2O) น้ำคริสตัล 7 ตัวอย่างต่อเนื่อง และกรดที่สร้างใหม่ (ประกอบด้วย 10% ถึง 20% H2SO4 และ 44% ถึง 8% FeSO) FeSO4 • 7H2O มีความบริสุทธิ์มากกว่า 95% และมี H2SO4 น้อยกว่า 1% ไม่มีมลพิษทุติยภูมิ ข้อเสียคือต้องเติมกรดใหม่ในระหว่างกระบวนการ และการล้างกรดทั้งหมดจะใช้กรดที่สร้างใหม่ หัวฉีดไอน้ำมีแนวโน้มที่จะสึกหรอ


วิธีการตกผลึกแบบแช่แข็งความเข้มข้นของการระเหย:ของเหลวของเสียจะถูกทำให้ร้อนในเครื่องระเหยก่อน และน้ำจะถูกกำจัดออกโดยการระเหยแบบสุญญากาศเพื่อเพิ่มความเป็นกรดและความเข้มข้นของเฟอร์รัสซัลเฟต จากนั้น จะถูกส่งไปยังถังตกผลึก และอุณหภูมิของของเหลวเสียจะลดลงเหลือ 0-3 องศา ด้วยน้ำเกลือแช่แข็งเพื่อตกตะกอนผลึกเหล็กซัลเฟต โดยทั่วไปเวลาในการตกผลึกเยือกแข็งคือ 2 ชั่วโมง ข้อดีของวิธีนี้คือสามารถประมวลผลของเหลวเสียจำนวนมาก มีประสิทธิภาพการระเหยสูง และผลิตซัลเฟตเหล็กน้ำคริสตัลเจ็ดชนิด ในระหว่างกระบวนการบำบัด ไม่จำเป็นต้องใช้กรดใหม่ และกรดใหม่จะถูกนำมาใช้โดยตรงสำหรับการดองเหล็ก กรดที่สร้างใหม่ประกอบด้วย H2SO4 16% ถึง 20% และ FeSO4 5.5% ถึง 7% FeSO4 • 7H2O มีความบริสุทธิ์มากกว่า 95% และมี H2SO4 น้อยกว่า 1% ข้อเสียคือต้องใช้อุปกรณ์ครบชุด เช่น ตู้แช่แข็ง ซึ่งต้องใช้เงินลงทุนสูง ต้นทุนสูง และการทำงานที่ซับซ้อน เครื่องระเหยกราไฟท์มีแนวโน้มที่จะอุดตันจากผลึกเหล็กซัลเฟต ท่อทองแดงในถังตกผลึกถูกกัดกร่อนด้วยกรดและมีอายุการใช้งานสั้นจึงต้องเปลี่ยนบ่อยครั้ง


วิธีโพลีเมอร์เฟอร์ริกซัลเฟต:ขั้นแรก ของเหลวเสียจะถูกปรับสภาพก่อน จากนั้นออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจน และใช้ NaNO2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อสร้างโพลีเมอร์เฟอร์ริกซัลเฟตพื้นฐาน ได้แก่ โพลีเมอร์เฟอร์ริกซัลเฟต ซึ่งใช้เป็นตัวแทนทำน้ำให้บริสุทธิ์ ผังกระบวนการแสดงในรูปที่ 3 วิธีนี้สามารถจัดการกับของเหลวเสียที่เกิดขึ้นในสถานการณ์ต่างๆ โดยมีการทำงานไม่ต่อเนื่องและมีรอบการผลิต 2 ชั่วโมง โพลีเมอร์ เฟอร์ริก ซัลเฟตประกอบด้วย Fe2O3 12.5% ​​ถึง 13.5% ปริมาณ Fe2+ เล็กน้อย ความหนาแน่น 1.45 ถึง 1.50g/cm3 ค่าความเป็นด่าง 10% ถึง 13% และค่า pH 0.5 ถึง 1.0 อุปกรณ์ในกระบวนการผลิตนั้นเรียบง่าย ด้วยการลงทุนต่ำและไม่มีมลพิษทุติยภูมิ


วิธีการตะไบเหล็ก:กรดอิสระในของเหลวเสียจะทำปฏิกิริยากับตะไบเหล็กเพื่อสร้างเฟอร์รัสซัลเฟต ซึ่งจากนั้นจะถูกทำให้เข้มข้นโดยการให้ความร้อนและระบายความร้อนตามธรรมชาติจนตกผลึกและตกตะกอน วิธีนี้มีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง มีความเข้มข้นของแรงงานสูง และของเหลวตกค้างที่ปล่อยออกมามี H2SO4 ประมาณ 0.15% และ FeSO 421% ซึ่งต้องมีการบำบัดการทำให้เป็นกลาง ใช้ได้กับการบำบัดของเหลวเสียที่มีปริมาตรต่ำเท่านั้น


วิธีการฟอกไตแบบแพร่:โดยใช้เมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน การฟอกไตแบบแพร่ เพื่อแยกกรดอิสระและเฟอร์รัสซัลเฟตในของเหลวเสีย มีการใช้พลังงานต่ำและใช้งานง่าย กรดที่สร้างใหม่ประกอบด้วย H2SO4 140~180g/L และ FeSO4 ไม่เกิน 10g/L สารละลายตกค้างประกอบด้วย 20-30g/L H2SO4 และ 10-120g/L FeSO4 และต้องมีการบำบัดการทำให้เป็นกลาง เหมาะสำหรับการบำบัดของเหลวเสียที่มีปริมาตรต่ำและของเสียจากการดองแผ่นเหล็กซิลิกอน