사용한 염산 피클 술에 대한 산 재생

사용한 염산 피클 주류의 산 재생

철강 산세척은 철강 제조 산업에서 중요한 단계 중 하나입니다. 강판, 강선 및 기타 형태의 강철 표면에서 산화물과 스케일이 산에 용해되어 제거되는 특정 철강 제품 생산의 마무리 공정의 일부입니다. 이 과정에서 산이 반응하여 표면 산화물을 용해시키므로 산세액에 금속 이온이 축적됩니다.

산세척은 산성 수용액에 담가 강철에서 스케일(표면 산화물) 및 기타 먼지를 화학적으로 제거하는 공정입니다. 산세척 과정에서 산은 스케일 및 모재와 반응하여 용해된 금속염을 생성합니다. 이를 위해 주로 무기산으로 구성된 산세척 용액이 사용됩니다. 산세척 산성 수조는 정의된 방식으로 강철 표면을 제거, 수정, 부동태화 또는 세척하는 데 사용됩니다. 염산(HCl)산 또는 황산(H2SO4)산 용액은 일반적으로 탄소강 제품의 산세척에 사용됩니다. 이러한 산의 농도는 산세척 과정에서 감소하는 반면 산세척 수조에서 산세 제품의 비율은 증가합니다.

따라서 탄소강의 산세척은 신선한 황산 또는 염산을 소비하고 황산제1철 또는 염화제1철을 제공하는 공정입니다. 새로운 산의 조달과 황산염 및 염화물의 처리 모두 일반적으로 높은 비용과 복잡한 물류를 수반합니다.

탄소강 및 철강 제품의 산세척에는 19세기 중반까지 황산이 주로 사용되었습니다. 1964년부터 여러 철강 산세척 시설이 황산 산세척에서 염산 산세척으로 전환되었습니다. 현재 염산은 탄소강 산세척에 가장 일반적으로 사용되는 산입니다.

새로 준비된 산세척 수조에는 일반적으로 12% ~ 16%의 염산이 포함되어 있지만 이 농도는 산의 사용과 함께 점진적으로 감소합니다. 산 농도가 초기 값의 75%에서 85% 사이로 감소하고 용액의 금속 농도가 리터당 150g에서 리터당 250g으로 증가하면 산세척 수조를 사용한 것으로 간주됩니다.

염산은 (i) 최적의 표면 품질과 빠른 산세척을 제공하고, (ii) 탄소강에 균일한 밝은 회색 표면을 일관되게 생성하고, (iii) 모든 화합물을 용해할 수 있는 능력이 있기 때문에 이제 황산보다 염산이 선호됩니다. 스케일 층, (iv) 과다 산세척 가능성이 훨씬 적음, (v) 철 농도가 13%까지 높을 수 있음, (vi) 염화철의 높은 용해도로 인해 헹굼이 용이함, (vii) 산이 더 안전함 황산과 비교할 때 처리하기 위해 (viii) 더 낮은 작동 온도에서 산세척이 수행되고, (ix) 더 저렴한 비용의 이점이 있고, (x) 염산 산세는 더 빠르고 깨끗한 산세척을 제공하며, 더 낮은 산 소비 및 더 높은 활용도를 제공합니다. 산, (xi) 더 적은 증기 소비 및 사용된 산세척액 생성량 감소, (xii) 황산 산세척보다 더 큰 다양성 및 더 균일한 제품 품질.

철강 산세척 공정의 주요 부산물은 폐산세척액 또는 폐산의 생성입니다. 사용한 산세척액은 (i) 염화제1철을 회수하여 염화제2철로 전환하고 제품을 침전제로 폐수 처리장에 판매하는 처리 조직으로 운반하는 방법, (ii) 이를 처리하는 방법 등 여러 가지 방법으로 관리할 수 있습니다. - 부식제가 있는 현장 및 생성된 슬러지를 멀리 수송, (iii) 현장 또는 외부 시설에서 산 재생 공정에 의해 재생하고, 재생된 산 재사용, (iv) 여러 상업적으로 이용 가능한 회수에 의해 유리산 회수 공정 및 (v) 깊은 우물 주입으로 주입합니다.

염산 재생은 염화제1철과 같은 금속 염화물 용액에서 결합된 염산과 결합되지 않은 염산을 재생하는 과정을 의미합니다. 재생산은 버진산과 비교하여 금속 세척 효율에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 버진 애시드만큼 효율적으로 절인다.

염산의 사용후 산세척액의 재생은 염화철과 염산 용액을 포함하는 폐산세척액을 분무산화 공정과 같은 공정에 의해 시판되는 산화철 생성물과 염산으로 전환시키는 보조 공정이다 산세척 작업을 위해 재활용할 수 있는 용액. 산 재생 공정은 폐산 처리의 필요성과 비용, 염산 산세액 교체 비용을 없애 공장을 사실상 자립하게 만듭니다. 동시에 공정은 배출량을 줄여 환경에 대한 공장의 영향을 줄입니다.

사용한 산세척액의 조성에 따라 다양한 재생 방법이 사용된다. 일부 방법은 염산만 회수할 수 있습니다.

총 염산 재생 플랜트는 신선 및 사용 후 산 공급 및 폐기와 관련된 비용과 복잡한 물류를 사실상 제거하는 수단을 제공합니다. 염산 재생의 재생을 위해 최대 99.5%의 회수율을 산출하는 사용된 염산 산세액의 전체 재생을 위한 다양한 공정이 있습니다. 이러한 모든 공정은 결합되지 않은 염산만을 재생하기 위한 기존의 증발 공정에 비해 실행 가능성이 크게 개선되었습니다. 게다가, 전체 산 재생은 산세척 라인을 운영하는 공장의 환경적 책임의 일부입니다.

염산의 재생에 사용할 수 있는 몇 가지 재생 기술이 있습니다. (i) 열가수분해, (ii) 결정화, (iii) 가수분해 침전, (iv) 용매 추출, (v) Kleingarn 산 관리 시스템

열가수분해 – 열가수분해는 사용한 산세척액을 다시 염산과 산화철로 전환시키기 위해 사용한 산세척액을 열분해하는 공정입니다. 이 과정은 수증기 및 산소와 함께 매우 높은 온도에서 수행됩니다. 사용한 산세액은 염화제1철(FeCl2)을 산화제이철(Fe2O3)과 염산의 성분으로 전환시키는 열가수분해기로 펌핑됩니다. 열가수분해 설비는 주로 금속 염화물 용액을 증발시키고 로스터 내용물을 가열하는 데 많은 양의 연료 연소가 필요하기 때문에 에너지 집약적입니다. 그림 1은 열가수분해 공정에 대한 개략도를 보여줍니다.

그림 1 열가수분해 공정의 개략도

열가수분해에 의한 폐산세척액으로부터 염산의 회수는 폐산을 중화 및 처리할 필요가 없고 물 소비량을 감소시킨다는 점에서 환경적으로 유리하다. 또한 폐기 비용을 없애고 산 교체 비용을 줄이며 귀중한 산화물 부산물을 생성하므로 매우 비용 효율적입니다.

열가수분해는 고온에서 증기와 산소를 사용하여 금속염을 화학적으로 전환하는 것입니다. 열가수분해 온도에 따라 산화물 생성물은 유동층 플랜트에서 처리되는 경우 과립 형태이거나 분무 로스팅 플랜트에서 더 낮은 온도에서 처리되는 경우 분말 형태입니다. 스프레이 로스트 공정은 산화철의 소결 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 작동하므로 산화물은 일반적으로 크기가 1마이크로미터 미만인 적색 분말로 얻어집니다.

열가수분해를 사용한 염산 재생은 폐산 용액을 금속이 없는 제품으로 완전히 회수합니다. 이 공정은 유리 및 결합 상태의 염산을 회수할 뿐만 아니라 페라이트, 안료 및 기타 산업에서 수요가 많은 펠렛 또는 미세 분말의 고품질 산화철을 얻습니다.

열가수분해법을 사용한 염산의 재생은 열가수분해기의 작동과 관련된 높은 에너지 비용 때문에 이 방법이 비용이 많이 들기 때문에 일반적으로 대형 산세척 공장에서 고려됩니다. 이 방법은 이 과정에서 배출되는 먼지에 존재하는 부식성 염화물 염으로 인해 환경 친화적이지 않습니다. 따라서 이 공정 기술은 사이클론 또는 전기집진기(ESP)로 구성된 집진 시스템의 설치가 필요합니다.

결정화 – 결정화법을 이용한 산의 재생은 초기에 폐황산의 재생에 사용되었다. 그러나 이후 개발로 인해 사용된 염산 산세척액에 대해서도 결정화를 이용한 재생이 가능하게 되었다. 염산에 대한 결정화를 사용한 재생의 적용 가능성은 일련의 연속 교반 탱크 반응기 유형 결정화기에서 다단계 결정화가 수행되어야 한다는 결론을 내린 몇 가지 기술적 타당성 연구를 수행하여 확인되었습니다. 염산 폐기물도 불순물이 없는 결정을 얻기 위해 결정 재활용 공정을 거쳐야 합니다.

염화제1철의 결정화를 통한 재생 공정에는 크기 제한이 없는 표준 기술이 포함됩니다. 재생된 염산은 염화물의 부하로 인해 산세척 공정에 약간의 영향을 미칠 수 있습니다. 이 문제는 산세척 속도 조건을 허용 가능한 표면 마감을 가진 순수한 염산과 적어도 같도록 조정하여 제거할 수 있습니다.

가수분해 침전 – 가수분해 침전 기술을 사용한 사용된 염산세척액의 재생은 250℃의 높은 온도에서 증발 가수분해 조건 하에서 증기 증류 공정을 포함합니다. 다른 염화물 염이 존재하지 않을 때 가수분해 증류 공정은 약 175℃에서 완료됩니다. C. 단, 염화마그네슘이 존재할 경우 가수분해증류공정이 완료되기 위해서는 더 높은 온도가 필요하다.

용매 추출 기술 – 용매 추출 경로 기술은 대중적인 재생 기술입니다. 이 재생 기술은 사용한 산세척액을 처리하는 과정에서 덜 위험한 부산물을 생성하므로 선호됩니다. 용매 추출 기술을 사용하여 염화제1철을 염산에서 분리할 수 있습니다. 사용후염산세척액을 재생하여 발생하는 부산물은 후처리과정을 거쳐야 합니다.

Kleingarn 산 관리 시스템 – 이 재생 기술을 채택하여 사용한 산세척액을 새로운 산으로 교체하는 비용을 줄일 수 있습니다. 이 기술은 초기 투자가 덜 필요합니다. 재생 방법으로 Kleingarn 산 관리 시스템을 적용하면 사용되는 염산의 양을 절약하여 폐기물 양을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 재생 방법은 또한 산성 폐기물의 재활용을 용이하게 할 수 있습니다.

Kleingarn 산 관리 시스템은 초기 투자를 덜 필요로 할 뿐만 아니라 사용한 산세척액 양을 줄이는 데 도움이 됩니다. Kleingarn 산 관리 시스템을 사용하여 사용한 산세척액을 재생하면 산 강도를 높이는 동시에 철 농도를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 재생 방법을 사용하여 최적의 산세척율을 얻으려면 실험을 수행해야 합니다. 이 재생 과정은 전용 염산 수조 탱크를 청소 또는 수리를 위해 비워야 할 때까지 반복할 수 있습니다. 전용 염산 수조 탱크를 비우면 다른 탱크에서 일부 사용한 산과 새로운 산을 사용하여 새로운 용액을 보충해야 합니다. Kleingarn 산 관리 시스템을 사용한 염산 재생은 생태학적 이점이 있습니다.

사용후 산세액 재생 공정

1960년대 후반부터 개발된 폐염산 산세척액의 재생을 위한 여러 공정이 있지만, 많은 산업 분야에서 장기적인 실행 가능성과 실행 가능성을 입증한 스프레이 로스터 공정의 광범위한 상업적 수용에 필적하는 것은 없습니다. 구현. 스프레이 로스터 공정 및 기타 염산 재생 공정에 대한 설명은 다음과 같습니다.

스프레이 로스터 과정

결정화 및 유동층 열가수분해와 같은 염산 재생을 위한 알려진 모든 공정 중 스프레이 로스터 공정은 에너지 소비, 운영 비용, 유지 관리 비용, 가용성 및 부산물 시장성 측면에서 가장 실현 가능합니다.

스프레이 로스터 공정은 사용된 산이 직접 연소되는 노(산소와의 접촉에 의해)로 분무 분무되고 산화제2철 분말(고체상)과 염산(기체상)으로 분할되는 열가수분해 공정입니다. 기체 염산은 물에 흡수되어 산세에 재사용할 수 있는 약 18% 강도의 재생 염산을 형성합니다. 산세척 라인의 약산성 헹굼수를 흡수액으로 사용하는 것이 일반적이고 매력적입니다.

스프레이 로스터는 단순히 로스터 내용물을 가열하기 위해 바닥 근처에 직접 연소 버너가 있는 대형 내화 라이닝 ​​강철 용기입니다. 버너의 수와 위치는 로스터의 크기와 필요한 열에 따라 다릅니다. 화염 온도는 공연비에 따라 섭씨 1,200도에서 1,750도까지 올라갈 수 있습니다. 공급 스프레이의 냉각 효과로 인해 반응 구역의 평균 온도는 일반적으로 600℃에서 700℃ 사이입니다. 이러한 유형의 열가수분해 로스터에서 금속 염화물 용액은 빈 판재로 분무됩니다. 원통형 용기에서 필요한 에너지는 하단 버너에서 생성된 뜨거운 가스의 상향 흐름에 의해 공급됩니다.

스프레이 로스터는 가장 큰 액체 방울이 용기 바닥에 도달하기 전에 가수분해될 수 있도록 충분한 건조 시간을 허용하도록 설계되어야 합니다. 상업용 스프레이 로스터는 이러한 건조 시간을 제공하기 위해 높이가 5미터에서 8미터까지 다양합니다. 또한, 로스터 직경은 방울이 용기 바닥을 적시는 것을 방지할 만큼 충분히 높지만 오프 가스 시스템으로의 높은 먼지 손실을 방지할 수 있을 만큼 낮은 상향 가스(공간) 속도를 위해 설계되어야 합니다. 공간 속도는 일반적으로 상업용 장치의 경우 초당 0.3미터에서 초당 1미터이며 더 작은 장치의 경우 더 낮을 수 있습니다.

그림 2는 스프레이 로스터의 스케치를 보여줍니다. 스프레이 로스터는 일반적으로 가스 속도를 낮게 유지하기 위해 매우 큰 직경을 가지고 있습니다. 가스 속도가 너무 높아지면 로스터 배출 가스와 함께 너무 많은 입자가 날아가고 로스터의 제품 품질과 효율성이 떨어집니다. 스프레이 로스터에서, 오프 가스와 산화물은 약 400 ~ 500 ℃에서 역류로 로스터를 떠납니다. 역류 흐름으로 인해 스프레이 로스터의 출구 온도는 반응 구역 온도보다 낮습니다.

그림 2 스프레이 로스터의 스케치 및 스프레이 로스터 산화물의 일반적인 구조

고온 반응 구역에서 분무된 입자의 체류 시간은 매우 짧기 때문에 분무에 의해 빠르게 가열될 수 있는 매우 작은 액적이 생성됩니다. 분사된 입자의 빠른 가열은 각 액적의 표면에 단단한 금속 산화물 크러스트를 형성합니다. 액적의 대부분이 가열됨에 따라 수분 함량이 기화되어 산화물 껍질을 뚫습니다. 따라서 스프레이 로스팅된 산화물은 종종 매우 미세한(수 마이크로미터) '푹신한' 속이 빈 구체로 구성됩니다. 스프레이 로스터 산화물의 일반적인 구조는 그림 2에 나와 있습니다.

스프레이 로스터 프로세스의 세 가지 기본 프로세스 단계는 (i) 사전 농축, (ii) 로스팅 및 (iii) 흡수입니다. 사전 농축 단계에서 유입되는 폐산은 로스터 노의 뜨거운 배기 가스와 직접 열 및 물질 교환을 거칩니다. 직접적인 열 교환은 폐산이 분무되고 고속으로 로스터 가스와 격렬하게 혼합되는 벤츄리 증발기에서 수행됩니다. 따라서 폐가스는 부분적으로 증발되어 분무 로스팅로에 액체 공급물로 사용되는 사전 농축된 폐산을 남깁니다.

분무배전로에서는 고압분무노즐에 의해 상부에서 주입되는 사전농축된 폐산이 물과 염산의 적하증발과 함께 남아있는 염화철과 과잉산소의 열가수분해 반응에 의하여 드롭된다. 버너 제공. 이 버너는 퍼니스를 통과하는 경로의 길이를 증가시켜 액적 보유 시간을 증가시키는 특정 '소용돌이' 흐름 패턴을 형성하기 위해 퍼니스 둘레 주위에 접선으로 정렬됩니다. 예를 들어, 산업 등급 화석 연료의 거의 모든 일반적인 종류. 천연 가스, 액화 석유 가스(LPG), 액화 천연 가스(LNG), 코크스 오븐 가스 또는 연료유를 사용할 수 있습니다.

열가수분해 재생 시스템에서 염화철(FeCl2)은 가수분해 분해에 의해 염산과 산화철로 전환됩니다. 반응은 600℃에서 800℃ 범위의 온도에서 반응기에서 발생합니다. 반응 온도에서 염화철 용액은 수증기와 대기 산소에 의해 염화수소와 산화철로 분리됩니다. 화학 반응은 (i) 12 FeCl2 + 3 O2 =8 FeCl3 + 2 Fe2O3, (ii) 2FeCl3 + 3 H2O =6 HCl + Fe2O3, (iii) 4FeCl2 + 4H2O + O2 =Fe2O3 + 4 HCl입니다.

흡수 컬럼에서 사전 농축기의 가스 배출구에서 냉각된 로스터 가스는 충전된 컬럼의 헹굼수와 단열 열교환을 하고 약 18% 염산의 일반적인 농도의 재생산을 형성하며, 이는 산세척에 재사용할 수 있습니다. . 로스터에는 일반적으로 신선한 사료의 부분 증발을 위한 가스/액체 접촉기(벤츄리), 회수된 산으로 기체 염산을 회수하기 위한 흡수기, 사이클론 또는 ESP와 같은 먼지 제거 장비를 포함한 광범위한 오프 가스 시스템이 장착되어 있습니다. . 스프레이 로스팅 공정의 일반적인 흐름도는 그림 3에 나와 있습니다.

그림 3 스프레이 로스팅 공정의 일반적인 흐름도

열가수분해 반응의 화학 반응 생성물은 증기 및 연소 생성물과 함께 로 상부에서 추출되는 염산으로 구성되며 로의 원추형 바닥에 침전된 산화철 분말은 공압으로 저장통으로 운반됩니다. , 큰 가방이나 트럭과 같은 다양한 상업 운송 수단으로 채울 수 있는 곳입니다.

분무 로스팅된 산화철 분말은 산화물 순도가 높고 표면 구조가 좋습니다. 이러한 특성으로 인해 건축 도료, 건축 제품, 스티렌 촉매, 레이저 프린터용 토너 및 페라이트 생산업체와 같은 다운스트림 산업에 유용한 입력 재료입니다.

유동층 공정

유동층 공정은 또한 스프레이 로스터 공정과 같은 열가수분해 공정이며 직접 가열로에서 발생합니다. 유동층 로스터에서 금속 염화물 용액은 뜨거운 금속 산화물의 큰 층에 도입되는 반면 필요한 열 에너지는 뜨거운 유동화 연소 가스에 의해 제공됩니다. 그림 4는 유동층 로스터의 개략도를 보여줍니다.

그림 4 유동층 로스터의 스케치 및 유동층 입자의 일반적인 구조

유동층 로스터는 산화물층의 최소 유동화 속도의 3배 내지 10배의 공간 속도를 갖도록 설계되어야 한다. 직경이 200마이크로미터에서 2,000마이크로미터인 산화철 펠릿의 경우 초당 2미터에서 초당 2.5미터의 공간 속도가 일반적입니다. 로스터 높이는 배기 가스 시스템으로 전달되는 먼지의 양을 최소화하도록 선택됩니다. 유동층 로스터의 일반적인 총 높이는 5미터에서 6미터입니다.

뜨거운 연소 가스는 일반적으로 유동층의 바닥에 공기와 연료를 직접 주입하는 잠긴 송풍구에 의해 생성됩니다. 뜨거운 가스는 위쪽으로 흐르고 입자 층을 유동화합니다. 연소 가스가 잘 교반된 산화물 베드를 통해 흐르면서 베드와 열 평형에 빠르게 도달합니다. 액체 공급물은 분무되지 않고 산화물 베드의 상단 또는 내부에 직접 공급(부어짐)됩니다. 한 설명에 따르면 액체 공급물은 뜨거운 산화물 입자(0.5mm 정도)의 외부 층을 적시고 빠르게 증발하여 기존 산화물 위에 새로운 고체 산화물의 양파 같은 층을 형성하여 밀도가 높은 물질을 생성합니다. 그림 4와 같이 균질한 입자.

유동층 로스터의 배가스는 스프레이 로스터보다 더 뜨겁기 때문에 더 많은 양의 물이 벤츄리에서 사전 증발됩니다. 따라서 염화제1철 농도를 포화 수준 이하로 조절하기 위해 약간의 희석수가 벤츄리에 추가되어야 합니다. 희석수가 없으면 재순환하는 벤츄리액이 결정을 형성하여 벤츄리 접촉기의 막힘과 손상을 유발할 수 있습니다. 유동층 공정의 연료 요구 사항은 주로 희석수의 요구 사항 때문에 스프레이 로스터 공정보다 높습니다. 경우에 따라 희석수의 양은 (i) 유동층을 더 낮은 온도(예:800℃)에서 작동하고, (ii) 사이클론에서 산화물 먼지 포집 효율을 증가(예:다중 사이클론 사용)하여 줄일 수 있습니다. , (iii) 유동층의 미세먼지 발생량을 낮추는 것. 천연 가스의 안전한 연소 온도는 약 760°C이므로 800°C 미만의 베드 온도는 일반적으로 천연 가스 작동 시스템에 사용되지 않습니다. 그림 5는 유동층 공정에 대한 간단한 흐름도를 보여줍니다.

그림 5 유동층 공정의 단순화된 흐름도

유동층 공정에서 폐산의 산화철과 염화수소로의 전환은 약 800℃ ~ 900℃의 온도의 유동층에서 발생합니다. 이로 인해 유동층 염산 재생에서 얻은 산화철 식물은 과립, 소결 일관성이며 펠렛이라고합니다. 펠릿의 평균 직경은 반응기 설정에 따라 200마이크로미터에서 2,000마이크로미터입니다. 펠릿은 철광석 대체재이며 일관제철소 내에서 재활용할 수 있습니다.

유동층 공정에서 염산의 흡수는 분무 로스팅과 유사한 방식으로 이루어지지만 얻을 수 있는 산 농도는 일반적으로 17%로 약간 낮습니다. 유동층 열가수분해 공정은 스프레이 로스터 공정에 비해 몇 가지 뚜렷한 장점이 있습니다. 이들은 (i) 산화물 생성물은 입상 고체이고 유동층 로스터에서 입자의 양파 층과 같은 성장으로 인해 일반적으로 먼지가 없으며, (ii) 열가수분해 및 연소 반응으로 별도의 연소 장치가 필요하지 않습니다. 유동층에서 동시에 발생, (iii) 입자 크기에 대한 제어는 체류 시간 제어, 미립자 제품의 부분적 재활용 또는 사료 전달 변화를 통해 가능, (iv) 일반적으로 관련되는 우수한 혼합 및 온도 제어 유동층 및 (v) 유동층 로스터는 일반적으로 스프레이 로스터보다 작습니다.

PHAR 프로세스

PHAR(Pickliq 염산 재생)은 철강 산세척에서 사용된 염산을 재생하는 공정입니다. 이 프로세스는 모든 크기의 산세척 작업에 적용할 수 있습니다. PHAR 기술은 폐기 문제를 제거하여 운영, 환경 및 자본 비용을 크게 절감합니다. 이 공정은 황산을 사용하여 재사용을 위해 염산을 복원합니다. PHAR은 경제적으로 실행 가능한 부산물인 황산제일철 결정(황산염 7수화물)을 생산하며, 이는 산업용으로 판매될 수 있습니다. 폐액 용액을 대체하기 위해 염산 생성과 관련된 비용과 함께 사용한 산세척액의 운송 및/또는 처리를 제거함으로써 PHAR은 95%의 에너지 절감, 52%의 비용 절감 및 CO2 배출량의 91% 감소를 생성합니다. 기존 기술에 비해.

PHAR 공정에서 사용된 산세척액은 일반적으로 약 11% ~ 13% 철 및 2% ~ 4% 유리 염산으로 산세척 라인에서 나옵니다. 산의 온도는 연속 산세척 라인의 경우 약 80°C ~ 90°C이지만 배치 산세척 작업의 경우 더 낮을 수 있습니다. 교차 흐름 열 교환기를 사용하여 나가는 사용된 피클액은 산세 라인으로 돌아오는 '재생 피클액'(RPL)과 열을 교환합니다.

그런 다음 재생될 사용된 산세척액은 농축된 황산(93%)과 접촉하는 반응기로 흘러 들어갑니다. 황산은 염화제1철과 반응하여 용액에서 유리 염산을 방출합니다. 최종 온도 감소는 결정화 탱크에서 반응 혼합물을 -15℃ ~ -1℃의 온도로 냉각시키는 것을 수반합니다. 온도 감소는 황산제1철의 용해도를 감소시켜 용액에서 침전되도록 합니다. 생성된 황산철은 결정화에 의해 분리됩니다. 이제 염산으로 강화되었지만 잔류 황산을 포함하는 모액은 진공 여과 또는 원심분리에 의해 결정에서 분리되고 산세 공정으로 재활용됩니다.

소량의 물을 사용하여 결정에서 잔류 모액을 세척합니다. 이 물은 황산제일철과 결합된 수화수를 보충합니다. 재생 염산의 잔류 황산 수준은 철의 농도와 온도에 따라 다릅니다. 이 공정은 저온에서 작동하며 황산제1철 7수화물(FeSO4.7H2O)을 생성합니다. 그림 6은 PHAR 프로세스의 일반적인 레이아웃을 보여줍니다.

그림 6 PHAR 프로세스의 일반적인 레이아웃

PHAR 프로세스는 다른 대안에 비해 많은 잠재적인 이점이 있습니다. 다음은 (i) 공정이 저온에서 작동하여 부식을 최소화하고 배관 및 기타 장비에 저렴한 플라스틱을 사용할 수 있도록 하며, (ii) 냉각 및 결정화를 위한 에너지 소비는 본질적으로 증발보다 적으며 열을 회수하여 최소화할 수 있습니다. 열 교환기가 있는 사용된 산세액, (iii) 황산제일철 7수화물은 쉽게 시장성 있는 물질로, 수처리 응고제 및 하수 탈취제로 사용됩니다. (iv) 시스템에 대한 자본 투자가 상당히 적습니다. 다른 대안보다 물리적으로 훨씬 작으며, (v) 작업에 연료 가스 공급이 필요하지 않으며, (vi) 공정이 아연과 같은 다른 금속에 의한 오염에 대해 더 관대합니다.

증류 과정

사용한 산세액에 상당한 수준의 유리산이 남아 있는 경우 증류 공정이 사용되었습니다. 약 15%의 공비 농도에서 정제된 염산은 '상부'에서 회수되는 반면 농축된 염화제1철 용액은 '하부'에서 회수됩니다. 이 과정은 '유리산' 값만 회복합니다. 이 공정의 한 변형에서 바닥에 축적된 염화 제2철이 결정화됩니다. 또 다른 변형에서 산 지연 이온 교환 공정은 부산물인 액체 염화제1철의 산성도를 줄이는 데 사용됩니다.

황산 증류 공정

이 과정에서 황산이 사용된 절임액에 첨가됩니다. 이로 인해 FeCl2 + H2SO4 =2HCl + FeSO4 반응이 발생합니다. 유리된 염산은 증류에 의해 원래의 유리 염산과 함께 회수되며 철은 황산제1철 일수화물로 결정화됩니다.

하이브리드 열가수분해 공정

열가수분해 플랜트 운전의 주요 목적이 고품질 산화철 분말의 생산인 경우, 분무 배소로의 에너지 효율과 유동층 공정의 균질하고 안정적인 공정 조건을 결합한 반응기 설계는 다음과 같습니다. 채택 된. 이를 위해서는 먼지 제거 및 가스 냉각 기술에 대한 더 많은 투자가 필요합니다.

열수 재생 공정

열수 재생 공정은 비교적 새로운 기술입니다. 산화 및 가수분해로 구성된 대체 공정 경로로 직접 연소로 및 가스/액체 흡수를 대체합니다. 산화 제2철의 형성은 액체 상태에서 발생하여 열 에너지 소비를 줄입니다. 재생산의 농도는 폐산 총 HCl 농도와 같습니다. 이 재생산 농도는 예비 농축기를 사용하여 30%보다 높은 수준으로 증가시킬 수 있습니다. 이 공정으로 생성된 산화철 품질은 염화물 이온 오염 측면에서 열 가수분해 공정과 비슷합니다. 그러나 입자의 비표면적은 가수분해 조건을 조정하여 훨씬 더 높은 수치로 조정할 수 있습니다.