一种从不锈钢尤其是不锈钢带酸洗废液中回收电解液，尤其是硫酸钠的方法

摘要

本发明涉及一种从不锈钢材，尤其是不锈钢带的废酸洗液中回收电解液，尤其是硫酸钠的方法，其主要特征在于：在酸溶液中添加Na

说明书

本发明涉及一种从不锈钢尤其是不锈钢带酸洗废液中回收电解液，尤其是硫酸钠的方法。

用中性电解液电解酸洗不锈钢带，尤其是冷轧钢带的＂neolyte＂方法已经得到全世界的广泛认可。该方法通过在硫酸钠溶液中通入电流而对不锈钢带除去氧化皮。在该方法中，金属累积在电解液中，在本发明中即为硫酸钠溶液。金属铬以铬酸盐(Cr⁶⁺)的形式溶解，其它金属如铁和镍以氢氧化物的形式存在。

酸洗液中金属含量通过不断从酸洗池中抽出电解液，同时补加新的硫酸钠溶液保持恒定。补加硫酸钠和废电解液的处理都会带来相当高昂的操作费用。

因此，本发明的目的在于降低这两种操作费用，同时也减少所谓＂neolyte＂酸洗工厂对环境的污染。

根据本发明的方法，本发明的目的通过在一种酸溶液中添加Na_xH_yS_zO_v使六价铬离子(Cr⁶⁺)还原为三价铬离子(Cr³⁺)而实现，其下标分别为：x＝0-2，y＝0-2，z＝1-6，v＝2-6。通过掺入该物质，可在任何反应中生成硫酸钠，并能容易地循环到工艺过程中。

本发明的一个有益设计，其特征在于，溶液中没有引入任何杂质原子，避免了除硫酸钠外其它不希望的反应产物的生成。

本发明的一个改进，其特征在于：发生反应的pH值范围约为2-3。加入硫酸能有利地实现pH值的降低。这同样意味着在溶液中没有引入杂质原子。还原反应在酸性条件下发生有利地加快了反应速度。

本发明的一个另有益设计，其特征在于：所得酸溶液通过添加氢氧化钠中和。在该步骤中，与氢氧化钠中和反应也生成硫酸钠，这样就能容易地循环到工艺过程中去。

本发明的一个另有益改进，其特征在于：中和反应得到的金属氢氧化物从酸洗液(Na₂SO₄)中分离后，其溶液再循环到酸洗过程中。洗液的回收避免了因使用新的酸洗液而导致的高昂费用。金属氢氧化物从酸洗液中分离出来后，它们能够在高浓度即低剩余酸含量的情况下沉积。

可能发生的反应如下：1)2)3)  结果为：  4)5)上述化学式示范性地描述了可能发生的反应。随着六价铬离子(Cr⁶⁺)还原为三价铬离子(Cr³⁺)，硫酸钠作为中性电解质再次生成。

下面通过实例将本发明的方法与公知的＂neolyte＂法进行比较：

冷轧钢带尺寸1250mm×0.8mm，用钢质为AISI304的钢材制成，以85m/min的速度酸洗。平均酸洗损失量为3g/m²。硫酸钠浓度150gl，六价铬离子浓度5g/l。

比较得到下列数据：

用Cr⁶⁺还原的＂neolyte＂法含＂neolyte＂回收的本发明方法本发明与现有技术的差别  单位Na₂SO₄    206.6    23.5    -183.1  kg/hH₂SO₄    33.9    35.4    1.5  kg/hNa₂S₂O₅    18.7    18.9    0.2  kg/hNaOH    0.0    36.1    36.1  kg/h用于neolyte的水    1775.6    321.3    -1454.3  1/h漂洗水    1500.0    1500.0    0.0  1/h    -665.7  1/h中和反应所废酸液    1458.4    792.7酸洗泥的ph值    PH＝2    pH＝8

表格中数据表明：酸洗过程中硫酸钠的消耗显著降低。水的消耗也相应减少。废酸洗泥的量约降低一半，且其pH值为中性。上述分析还没有考虑用于中和反应所节约的石灰。

现通过实施例和附图对本方法进行解释。附图显示了含neolyte回收过程的酸洗系统。

附图显示了含电极对2的电解酸洗系统1。金属带3从其中通过，尤其从充满酸洗液的区间4通过。中性电解液如硫酸钠作为酸洗液。该酸洗系统之后是一个清洗系统5，它包括清洗刷6。

中性电解液通过方便可调的泵8、温度可调的换热器9和输送管10从酸洗装置1中的循环罐7输送到酸洗装置1中。这一点可根据要求，最好在多处实现。废的酸洗液因富含从金属带3酸洗下来的氧化皮，以及其中除含铁和镍外，还很大部分是六价铬离子(Cr⁶⁺)，它通过管路11输送到循环罐7中。富含金属离子的电解液输送到循环罐7中，再进一步输送到反应罐12中。新的硫酸(H₂SO₄)通过管路13添加以降低pH值。还原剂如Na₂S₂O₅通过管路14添加用以还原六价铬离子(Cr⁶⁺)。反应罐12中的pH值在酸性范围内，如pH＝2。反应结果根据上述化学式得到硫酸钠。

反应产物如铁和镍的氢氧化物输送到中和反应阶段15中，中和反应的氢氧化钠通过管路16添加。中和反应罐15内pH值在中性范围，即pH＝8-9。中和反应阶段15的酸泥液(母液)由泵17抽入到过滤器18中，从中将电解液即纯硫酸钠溶液通过管路19输送到循环罐7中，再回收到流程中。富含金属氧化物的相作为酸泥从过滤器18通过管路20排出，然后沉积。

漂洗水通过泵21和管路22添加到酸洗装置1后的清洗阶段5中，并喷洒在钢带3上。如可在金属带3进行清洗阶段5的入口或刷洗轴6的附近进行清洗。清洗后的污泥通过管道23引入静置罐24中，再由管路25排出并沉淀。漂洗后的水则由管路26输入反应罐12中。本发明并不限于附图显示的方案，它还可以设计成不含清洗系统或配置不同方式的清洗系统。还可以设计成几个酸洗系统按先后顺序排列。