　第

期

黄万抚等

钢铁酸洗废水处理与回收利用

・

当温度适宜废液通过时 ,其中的水分在绝热状况下
蒸发 ,从而浓缩了废液 ,降低了废液温度 ,相应地降
低了硫酸亚铁的溶解度 ,增加了它的过饱和程度。
同时蒸发器中由于硫酸的加入 ,使硫酸亚铁的过饱
和程度进一步提高。在此情况下 ,硫酸亚铁结晶析
出。此方法要求使用的材质有较高的耐腐蚀性 ,易
于产生二次污染或运行不稳定而不能正常生产

[ 5 ]

。

( 4) 蒸发浓缩 —冷却结晶法

其基本原理是利用负压蒸发浓缩废液 ,然后在

低温下从废液中析出硫酸亚铁结晶并得到再生硫

酸。适用于回收大型钢铁厂的酸洗废液中的硫酸亚
铁和硫酸。其工艺流程见图 3。

图

　蒸发浓缩

冷却结晶法工艺流程

二十世纪 70年代初 ,上钢三厂在上海市政工程

设计院的协助下 ,制订了蒸发浓缩 —冷却结晶 —盐
酸分离工艺。整个过程不产生二次污染 ,达到无害
化处理的要求 , 具有良好的经济效益和环境效
益

[ 4, 5 ]

。

( 5) 调酸 —冷冻结晶法

冷冻结晶处理硫酸酸洗废液 ,是通过控制硫酸

亚铁从废液中结晶的条件 ,使硫酸亚铁结晶分离。
达到净化酸洗废液及回收硫酸亚铁的效果。其主要
流程是向废酸洗液中加浓硫酸 ,使硫酸的重量百分
比浓度调至 22% ～25% ,再用致冷法使废液温度由

20～40℃降至 0～3℃,以降低硫酸亚铁的溶解度并

结晶析出 ,经过滤固液分离。回收硫酸亚铁 ,并将除
去硫酸亚铁的再生酸回用。调酸 —冷冻结晶法具有
工艺流程短、

设备投资省、

动力消耗小、

劳动定员少、

运行费用低和易操作、

无二次污染等优点。适合我

国中小型企业少量钢材硫酸酸洗废水的治理。是二
十世纪八九十年代国内外较多钢铁企业采用的比较
成熟的方法。铁道部隆昌工务器材厂自 1985 年冷
冻结晶废酸洗液处理系统投入运行以后 ,运转一直
正常 ,并取得明显的经济效益和环境效益。根据该
厂的钢材酸洗量计算 ,该厂每年可回收硫酸亚铁约

320 t,再生硫酸约 250 t,每年的经济效益达 4 万元 ,

扣除电费及人工工资略有盈余。更重要的是 ,酸洗
废液不再排放 ,大大降低了对环境的污染 ,取得明显
的环境效益

[ 6 ]

。

( 6) 碱液 —硫酸亚铁共沉淀法

该法是将中和法和硫酸亚铁法结合起来处理酸

性废水的。其基本原理是 :在废水中加入碱液或石
灰以中和酸性废水 ,生成硫酸钠。生成的硫酸钠仍
具有一定的溶解度 ,需投入聚丙烯酰胺絮凝剂 ,使金
属离子聚集沉降。采用两级处理 ,将第一级处理所
得的沉渣用搅拌器搅拌 ,以破坏沉淀与液相中离子
的平衡 ,再经中和塔 ,使其充分反应 ,再进行第二级
沉降处理 ,以获得较好的效果。本法适合于处理含
硫浓度较高的酸性废水。 1995 年建成的宁波和森
钢管有限公司 ,同时建成酸性废水治理装置 ,废水处
理能力达 10 t/h,占地面积约 300m

, 总投资 17 万

元

[ 7 ]

。

3. 1. 3　扩散渗析 —隔膜电解

早在二十世纪七十年代就应用扩散渗析 —隔膜

电解法来综合处理酸洗废水。废酸进入扩散渗析
器 ,器中装有阴离子交换膜 S - 203共 204张 ,膜二
侧分别为水相和废酸相 ,由于两相存在酸的浓度差 ,
加上离子交换膜的选择透过性和分子筛作用 ,使废
酸中的游离酸不断进入水相 ,成为所要回收的硫酸。
残液进入隔膜电解槽 ,插有阴阳极 ,中间隔着阴离子
交换膜 F - 201成阴极室和阳极室 ,利用阴膜的选择
透过性 ,在直流电场的作用下 ,使残液中的铁离子和
硫酸根离子还原为纯铁 ,在阳极室硫酸根离子和氢
离子结合成硫酸。

这种方法的优点是设备简单 ,回收效率高 ,可以

回收废酸和提取铁。缺点是耗电量较高

[ 4 ]

。

3. 1. 4　氧化铁红硫铵法

此法是近几年发展起来的。目的是把废液中的

铁直接氧化成铁红 ,将硫酸制成硫铵化肥分别进行
回收。可以分为直接铁红法和间接铁红法

[ 5 ]

。2003

年舒华在 pH值 5. 5、

温度 80℃、

常压下通空气 22h

采用直接通空气法 ,将 Fe

2 +

氧化为 Fe

3 +

。并试制出

产品铁红粉 ,回收率为 77%

[ 8 ]

。

3. 1. 5　湿地法

湿地法是国内外上个世纪末研究的一种新处理

工艺。但由于湿地法占地面积大 ,处理程度受环境
影响很大 ,而且残余硫化氢从土壤中逸出污染大气
环境 ,因此湿地法在应用上有很大的局限性。

3. 1. 6　生物法

该法主要用于处理硫酸性废水及回收单质硫工

艺。生物法处理酸性废水的基本原理就是在厌氧条
件下利用硫酸盐还原菌 ( Sulfate Reduction Bacteria,

SRB )使 SO

2 -
4

还原为 H

S,再用化学法或生物法将

S氧化为单质硫 ,进而从水中回收紧缺物资单质

硫

[ 9 ]

。