0 引言

冷轧钢材具有精密的外形尺寸，良好的力学性能.冷轧钢材的抗拉、抗压、抗屈服强度等力学性能优于热轧钢材，大大地降低钢材的消耗；优良的外观质量可以降低制造机械产品表面处理的成本，更显示出绿色环保的特性.目前在发达国家冷轧钢材占总耗钢材量的60%以上，而我国仅占20%左右，还有很大的发展空间和远景^[1].

20世纪九十年代初江西省新余市良山镇的中小型企业依托原江西钢厂优质冷轧带钢的技术优势，开始生产优质冷轧带钢，至目前为止已发展到良山镇辖区内有6家，新余市其他辖区6家冷轧带钢生产企业.这12家企业的产品大多数远销外省及国际市场，企业的生产经营稳定，部分企业具有二十八年历史.据中国钢铁工业协会全国轧钢信息网统计，新余市辖区内冷轧优质带钢产量占全国总产量的30%以上，仅次于浙江、江苏两省.随着新余钢铁集团有限公司对该产品原料不断地品种开发及大规模生产的成本优势，将来优质冷轧带钢市场占有率必将增大，为新余市的经济增长起到重要的作用.

1 现状分析

冷轧带钢生产的首道工序是酸洗热轧带钢，国内外大多数企业普遍采用的这种方法，酸洗的目的是将热轧带钢表面的氧化层酸洗干净，达到冷轧带钢洁净的表面.使用盐酸酸洗就有废酸处理问题，而废酸处理措施又与建设投资、产品成本、环境保护有着密切的关系, 不同的处理方法对以上3个方面的影响程度又各不相同.

目前已有的废酸处理方法大致有六种：喷雾焙烧法、萃取-焙烧法、萃取取-补氯法、萃取取-中和法、渗析取-中和法以及中和法^[2].各种处理方法的比较见表 1.

喷雾焙烧法^[3]具有处理能力大，资源回收率高，但投资大、能耗高、设备防腐等级高、工艺条件严格等特点.通常采取“喷雾焙烧法”来处理酸洗废液必须具有3个条件：①要一次性投入约1500～2500万元资金，还必须有足够的废酸处理量，否则废酸处理成本将翻倍的增加；②要有足够的场地，占地约4000m²；③必须具备配套设施，比如煤气或天然气等.目前新余市地区12家生产优质冷轧带钢的企业，尚不具备采用现代最常采用的“喷雾焙烧法”来处理废酸液.要让这些企业生存发展，环保必须达标，只有选择与此相适用的酸洗废液中和法处理.

2 盐酸酸洗优质冷轧带钢的机理及所产物质

工业用盐酸浓度都在31%以下（因为HCl溶于水达31%就已饱和），冷轧带钢企业在使用时将浓度31%的盐酸和水配成10%～18%的稀盐酸，再将酸液加热至50～80℃，此时酸液能达到酸洗洁净带钢表面的最佳状态.其机理^[4]如式（1）~式（3）.

(1)

(2)

(3)

从第（1）、（2）、（3）化学反应方程式中能清楚看出，其反应后的产物有FeCl₂、FeCl₃和H₂O，当FeCl₂和FeCl₃浓度达到大于300g/L时，此酸液报废，即回收到酸洗废液处理设施中去.

3 优质冷轧带钢酸洗废液中和处理的生产实践

酸洗废液→有盖废液回收池→综合调节池→酸洗废液氧化改良处理→一次爆气中和→沉淀→二次爆气中和→爆气混凝沉淀→三次爆气中和→爆气混凝沉淀→中间池→机械过滤→达标排放.

3.1 优质冷轧带钢酸洗废液中和处理生产流程

酸洗废液→有盖废液回收池→综合调节池→酸洗废液氧化改良处理→一次爆气中和→沉淀→二次爆气中和→爆气混凝沉淀→三次爆气中和→爆气混凝沉淀→中间池→机械过滤→达标排放.

3.2 优质冷轧带钢酸洗废液中和处理

酸洗废液流入2个有盖废液回收池，2个废液回收池目的是让其中一个充分沉淀、一个回收废液，相互交换.回收池中实际沉淀物极少.

酸洗废液进入中和池加入氧化剂氯酸钠（NaClO3）进行改良^[5]，其离子反应式见式（4）.使Fe²⁺离子成为Fe³⁺离子，Fe³⁺水解生成氢氧化铁胶体具有更强的表面吸附能力，同时可以吸附溶液中存在的重金属离子.

(4)

然后酸洗废液在中和池改良后进行3次爆气中和^[6]，加入熟石灰水爆气搅拌产生中和反应^[7].

(5)

(6)

(7)

从（5）、（6）、（7）化学反应方程式中可以看到所产生的物质有Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCl₂，而这3种物质是无害的^[8].

废酸液经上述爆气中和后，进入絮凝池，絮凝池内加入聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化铝（PAC）^[9]，进行爆气混凝沉淀，爆气沉淀后的清水进入清水收集池，由收集池泵入塔式过滤器，经过滤后排入良山镇专用工业污水管道内.

上述3次爆气中和产生的沉淀混合物，为防止公害采用加入过量的石灰乳搅拌，其机理见（5）、（6）、（7）化学反应方程式.

因为过量加入石灰乳，使残余的少量盐酸与石灰乳充分中和，多余的石灰乳与空气中的CO₂反应，生成CaCO₃沉淀，见化学反应方程式（8）.

(8)

由上述化学反应方程式可见，其生成物是：Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCl₂和CaCO₃.这些固体混和物经空气泵，泵入压榨机压榨，压榨的水回流至塔式过滤机过滤.

4 生产实践结果

在生产实践中，可以得知，经沉淀、爆气搅拌、絮凝沉淀、塔式过滤后的水，其pH值在7.0～8.0之间，属中性，排入良山镇专用污水管道内或回抽至公司生产用水；而产生的氢氧化亚铁（Fe（OH）₂）、氢氧化铁（Fe（OH）₃）、氯化钙（CaCl₂）和碳酸钙（CaCO₃）即压榨渣都是无公害且量较少，经与石灰乳拌合一起，是填路基或地面较好的环保建材，达到了废物再次利用.

5 结论

优质冷轧带钢酸洗废液处理技术是新余市山龙带钢有限公司经过多年的研究、试验及生产实践得到的，设备选型正确，工艺设计合理.满足优质冷轧带钢酸洗废液处理的要求，即节约能源，又做到了达标排放的需要.