万金保，万兴，刘大鹏，朱捷
(南昌大学环境科学与工程学院，江西南昌330029)
我国钢铁产量位居世界首位，钢铁生产工艺中产生的废酸液在我国一些钢铁企业中，还是采取传统的治理方法，即石灰乳中和工艺，使pH达到排放标准再排放。国际国内当前对治理钢铁企业废酸液的技术发展趋势是使废酸液变为有用资源，回收硫酸再返回酸洗系统循环使用，其比较成熟的有聚合硫酸铁法和加酸冷冻法，但这两种方法都要耗用新酸，且前者产品只作水处理剂销路不畅，后者出现酸液不断膨胀等缺点。此外还有纳滤膜法、氧化铁黄法、蒸喷真空浓缩法、电解法、氧化中和法困、浸没式燃烧法、硫酸氨法等，这些方法或多或少存在工艺复杂、操作难度高、设备腐蚀严重、投资大、运转费用高、酸洗速度降低、占地面积大等缺点，因而在推广应用方面受到一定的限制。
1研究的具体内容
1.1研究的目的
单管填料升膜浓缩结晶法是采纳了真空浓缩法和加酸冷冻法工艺之优点，采用了新型高效单管填料密封列管式石墨蒸发器，以及改性聚丙烯(GPP)新型防腐材料先进工艺。具有蒸发效率高、操作简单、能连续稳定生产、治理过程不需加新酸、可控制再生酸中较低的FeSO、含量、有利于酸洗速度、设备防腐耐用、操作运转费用低、可回收废酸中的HZSO4和FeSO4、实现完全零排放等优点。
1.2基本原理
根据亚铁盐在酸水溶液中的溶解度规律进行废液处理的方法。先在真空恒温条件下，加热蒸发水分以提高废液的酸度，再在强制给冷条件下使废液温度下降，降低亚铁盐的溶解度，使亚铁盐结晶析出。
1.3工艺流程
单管填料升膜浓缩结晶脱盐法新工艺，取冷冻酸析法之首，浓缩结晶法之尾，中间过程经过合理的改进而成。基本工艺是将原料经过调节池均质并沉淀部分大颗粒物，然后通过泵输人压滤器，把其中悬浮物(机械杂质)分离去除，然后进人下一工序蒸发浓缩，利用真空蒸发，在负压和较低沸点下将废酸液中水分蒸发掉一部分，从而为结晶生产硫酸亚铁和副产再生酸创造良好条件，接下来进行冷却，在一定低温条件下经过一定时间，得到结晶状硫酸亚铁，由于晶体中含FeSO、和结晶水，从而使H2SO4、浓度进一步得到提高，在工况条件下，可以得到质量分数Feso4簇6.75%，HZSO、>12%的再生酸。工艺流程见图1。

1.4工艺参数
该处理工艺主要参数见表1。

2工程实践
2.1工程实践应用
单管填料升膜浓缩结晶脱盐法的研究在小试的基础上，以实验数据和摸索数据条件为依据，经过精心设计与施工，在江西洪都钢厂建立了1套处理废酸液700om3/a的生产装置，并进行了工业化试生产。在未建设该项目之前，该厂的酸洗废液7000m3/a都是直接排人附近水域，给周围环境带来了危害，一定程度地破坏了生态平衡，排污费H多万元/a。该项目建成后，可处理全厂排出的硫酸酸洗废液，并且回收HZSO、及FeSO4.7H2O，降低了该厂钢铁生产成本，节约了部分资源，具有一定的经济效益，由于废液经处理为零排放，从而减轻了附近水域的污染，具有较好的社会效益和环境效益。
2.2技术经济分析
废酸液处理成本见表2。

由表2可以看出，每年处理废液总成本为1.829万元，如考虑每年由于减少排污可免H万元废酸液排污费，则可在现在情况下盈利9.171万元，社会效益、经济效益明显。
2.3工程应用创新
在国内，虽然对钢厂废酸液处理作了大量研究，但采用单管填料升膜浓缩结晶脱盐法治理钢厂废酸液还未见公开报道，在治理工艺、设备和防腐材料等方面属于创新，有以下特点：
(l)应用新工艺单管填料升膜浓缩结晶脱盐法处理洪都钢厂无缝钢管酸洗工序中产生的含质量分数5%H2SO4，2309/LFeSO4、的废酸液，回收H2SO4、和
FeSO4，实现了废酸液的零排放。
(2)采用新型高效设备—单管填料密封列管式石墨蒸发器，提高了蒸发效率，降低了生产成本。
(3)管道和部分设备试用新型防腐材料—改性聚丙烯(GPP)，提高了使用寿命。
3结论
(l)单管填料升膜浓缩结晶脱盐法处理酸洗废水，可回收HZSO、和FeSO4，实现完全零排放。每处理2.92耐废酸液即可产生lt硫酸亚铁和0.18t折成质量分数98%的硫酸。
(2)单管填料升膜浓缩结晶脱盐法处理硫酸酸洗废液技术，操作环境好，是处理废酸酸液的实用方法，有利于生产的顺利进行；回收产品收益与处理成本基本保持平衡，实现了环境和经济效益的统一，对保护环境有明显的效果。
(3)单管填料升膜浓缩结晶脱盐法处理硫酸酸洗废水新工艺在国内尚属空白，此项研究对推动钢铁企业的废酸液治理，保护生态环境将具有十分重大的现实意义，具有十分广阔的应用发展前景。