酸纯化系统工艺

时间：2020-01-05作者：科海思（北京）科技有限公司浏览：252

在金属精加工行业常用强无机酸（硫酸，硝酸，盐酸）来去除表面的氧化物以减少对后续生产操作的影响。在很大程度上这些氧化物是被酸溶解的，并且随着溶解的金属浓度的增加游离酸的浓度也相应减少。虽然新的酸可被加入到溶液中以弥补这一点，但是当金属浓度增加的时候，氧化物去除率（酸洗）通常会降低。当氧化皮不再被充分去除的时候，这些酸液就必须被倒掉。

这种操作方法会引起生产率有关的问题。含有溶解的铁含量很低的新配制的酸洗浴是非常强劲的，并可能导致过度酸洗。由于酸洗而接近报废的质量不合格的材料也可能会产生。返工可能是必要的，以防止出现后续的表面处理工艺问题。

此外，用废了的酸洗液也包含了大量的未使用的或“游离”酸。用废了的酸洗液中的游离酸代表了有价值的化学品和废物处理的责任双方面的的亏损。因此酸洗液的连续纯化可以提供为钢铁生产商带来如下优势：
1、降低返工率，统一产品质量
2、增加平均的酸洗速度
3、减少化学品消耗

4、减少废物处理要求

2.0TheAPUProcess/酸纯化系统工艺
某些离子交换（有吸附强酸而排除这些酸的金属盐的能力的特殊树脂）。并且这些酸可以很容易地用水从树脂粒上冲洗出来。虽然这现象，被称为“酸迟滞”，研究人员在六十年代初已经发现了这种现象，但是它在那时候并没有被成功的商业化，这很可能是由于传统的IX设备设计的局限性。
当今酸迟滞工作正在进行中，多伦多大学发明了一种新的离子交换工艺。这种全新的方法近似于离子交换体现了一些*特的设计特点：
1、细网树脂粒.....增加每立方英尺的表面积，提高反应动力学。
2、矮树脂床.....减少压力降和设备尺寸
3、固定树脂床....尽量减少相互混合和稀释进料和再生时间。
4、逆流进水....以较大限度地提高进料和再生步骤的化学效率。
1975年，一个适用于酸迟滞工艺的项目被启动。该项目是成功的，在1977年完成安装，这是**个使用这种技术的酸迟滞系统，用来净化铝阳极系统中的硫酸溶液。采用这种技术的**酸迟缓系统为硫酸阳极氧化溶液的净化安装于1977年。自那时以来，已经有**过150个相似的系统安装完毕。

3.0 Basic System Design/基础系统设计




在许多酸洗操作中，酸洗液配置，工作，根据需要调整游离酸含量直到溶解的金属达到一个临界水平，并且储存。一个酸纯化系统通常
设计为保持溶解金属水平在一个较佳的操作水平，一般为正常转储浓度的50-60％。游离酸的浓度可以保持在要求的任何水平，以提供必
要的酸洗速度。酸洗系统的工艺过程如图1所示。系统包括三个基本步骤：
1、Bath cooling (if required)/冷却（根据需要）
2、Bath filtration/过滤

3、Acid Absorption/酸吸收




溶液冷却




当氧化剂有硝酸或过氧化氢存在时，一般要求溶液冷却。硫酸和盐酸在可以在温度高达80℃时处理，但是有氧化剂存在时，进料必须被冷却到大约32℃。通常是用**供水冷却。可根据系统的特殊要求设计各种冷却器。这个水可用于吸附树脂的再生和酸洗生产线的漂洗。



过滤
酸洗酸和再生水的适当的过滤是必要的，可以尽量减少通过吸附树脂床的压降。
酸洗酸溶液通过多介质压力过滤器过滤。也使用备份滤芯过滤器。固体被去除的量将取决于已被酸洗的合金和被去除的标准，然而 应该指出的是，净化系统在操作中的固体负载通常是很低的。这是因为溶解的金属浓度低于其溶解度极限并且金属盐的结晶不会发生。

在过滤器上的监视器检查该入口与出口之间的压力差，并指出是否需要反冲洗。用水和压缩空气的组合来进行反洗和擦洗介质。反冲洗顺序是先用空气排污开始，排出夹带酸洗废液到缓冲罐中。介质通过流动的空气和水除去夹带的固体。反洗废水中可能含有少量的酸，并用酸洗线的漂洗水来进行处理。
用于再生吸附树脂的水，用一个类似于过滤进料酸的多介质过滤器进行过滤。但这个过滤器不需要特殊的空气吹净或冲刷。
酸吸附
酸的吸收在酸净化系统（APU）撬装设备中进行。APU由吸附树脂的”床”或者容器，工艺阀门和控制器组成。它是系统的核心。图3是用于回收硫酸的酸纯化系统的照片。
树脂床是一个高30- 60厘米（12" - 24"）的圆柱形容器。床体的直径取决于于进料的流量，通常在15- 180厘米（6 '-72“）之间变化。
APU以一个非常简单的两步循环模式工作。循环的第一步是上冲程，过滤后的酸通过泵流过树脂床，游离酸被树脂粒吸附。溶解的金属则畅通无阻的流出树脂床。这一步一直持续到树脂床吸附酸饱和。
通过本系统的副产物溶液将包含溶解金属和少量溶解酸。在某些情况下，副产物可能含有可收回的化学物质，但是，在大多数情况下，它必须被中和和处理后排放。应该检查工厂废水处理系统的适用性以确保中和池和过滤器有足够的处理能力。
树脂床吸附完酸后，循环的第二步是“下冲程”，过滤后的水通过泵从上向下流经树脂床。按照适合循环到酸洗槽的酸的浓度，用水把酸从树脂上脱附下来。这个步骤一直持续到床已经完全再生。
在每一个步骤的开始，产生的空白液可以循环使用。在上冲程步骤中，空白液实际上只是上一个周期中留在树脂床中的水。在下冲程过程中，空白液是和纯酸混合的进料酸，或返回到进料罐中。
本装置的操作是由耦合了一个流量计的可编程序控制器来管理的。值得一提的是，在所有应用中，酸被泵向上穿过床和水被泵向下通过床。这利用了两种溶液的密度差，以保持酸和水之间形成稳定的界面，通过树脂床接近活塞流。以使溶液混杂和稀释的较小化。
不锈钢酸洗（混酸）
大多数级别的不锈钢用硝酸和氢氟酸的混合物来去除表面层垢。通常，这些酸液的配方是根据要处理的合金，加入10-15%的硝酸（重量）和1-4%氢氟酸（重量）。酸洗温度保持在55- 65℃。在酸洗过程中，铁铬镍被溶解在酸液中。必须定期添加浓硝酸和氢氟酸以保持游离酸的水平，然而，当溶液中金属含量**过5 - 6％w/w时，金属盐开始结晶并从溶液中析出，此时该酸洗液必须更换。通常情况下，必须用手工作业来从酸洗槽中去除这些沉积物。
通过APU系统，总溶解金属浓度可连续地保持在2-4％w / w的范围内。这使得溶液能够无限期使用。如下表1所示为混酸中使用
APU系统服务的结果。









科海思（北京）科技有限公司专注于电镀废水除镍,吸金树脂,除重金属离子等

• 词条

  词条说明

• A-21除六价铬深度处理案例分享

        Cr(Ⅵ)是一种致癌、致畸、致突变的剧毒物质，毒性比Cr(Ⅲ)大100倍，被国家列为一类控制的污染物。Cr(Ⅵ)在废水中随pH值的不同分别以CrO3、CrO42-、Cr2O72-等形式存在，尤其在pH值酸性的情况下，六价铬以Cr2O72-形式存在，含量高时氧化性较强，对六价铬的深度处理带来相当大的难度。A-21是专门研发用于饮用水、电镀等行业水中除六价铬的

• 树脂吸金法的使用步骤

  科海思Tulsimer®A-21S选择性吸金树脂性能测试     传统上使用活性碳吸附金子。珍贵的金会被活性碳吸附于表面，再藉由洗涤或直接焚烧以回收金。使用离子交换树脂回收贵金属比活性碳还具有多方面的优势， 因为藉由特殊制造过程中， 我们可以在其结构上的有效官能基上置入具有选择性的离子，以选择性的吸附此贵重金属。因此， 由于具有经济考虑优势， 离子交换树脂普遍被使用于

• 如何**解决饮用水除硝酸盐难题

  科海思特种离子交换树脂，**解决饮用水除硝酸盐固有难题据统计，我国约有70%的人口以地下水为主要饮用水源。随着工农业生产的迅速发展，目前我国地下水污染严重，并存在日益恶化的趋势，其中水的硬度和硝酸盐污染是首要污染物。硝酸盐是引起水体富营养化和影响饮用水质的重要指标之一。据相关资料显示，硝酸盐是地下水污染源中较常见的污染物。硝酸盐本身并无危害，但在缺氧环境中（如人体内、以及长期未进行更换的净水器等）

• 固体酸催化剂树脂T-63MP

  Tulsimer ®  T-63 MP 催化剂级强酸型核子级离子交换树脂加载在聚合物基质上的酸性官能团与同类型的矿物质酸具有相同的化学性质，离子交换树脂实现了具有酸性催化剂的性质，并且易于从混合的产品中分离出来的目的。Tulsimer ®  T-63 MP 是催化剂级别强酸型阳离子交换树脂。凭借其大