冷軋產(chǎn)品以其優(yōu)良的材料性能、尺寸精度和表面質(zhì)量，得到了廣泛的應用。冷軋產(chǎn)品的生產(chǎn)一般要經(jīng)過(guò)酸洗、軋制、退火、涂鍍、平整等工序。酸洗通過(guò)將熱軋來(lái)料浸泡在酸液中，去除熱軋過(guò)程產(chǎn)生的表面氧化鐵皮。軋制通過(guò)冷軋機多機架連軋或者單機架往復軋制，達到高精度的尺寸精度和優(yōu)良的表面質(zhì)量。
酸洗與冷軋軋制可以設置在一條機組中成為酸洗冷連軋聯(lián)合機組，具有生產(chǎn)效率高、成材率高的特點(diǎn)，被大型鋼鐵企業(yè)廣泛采用。為提高資源利用率均設有酸再生工藝通過(guò)高溫焙燒形成再生酸和氧化鐵粉，為保證產(chǎn)出的氧化鐵粉具有良好的品質(zhì)，廢酸中非水溶性硅鋁磷等氧化物需經(jīng)脫硅工藝流程得到有效去除。
但是帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題是酸再生過(guò)程中的脫硅工藝產(chǎn)生了脫硅污泥，含有大量氯離子和氨氮的有害成份對污泥的無(wú)害化和資源利用帶來(lái)困難。
脫硅污泥屬于國家危險廢物名錄HW17類(lèi)別，pH值在1~2左右，其中氯離子含量在13%~18%左右，無(wú)法直接在鋼鐵生產(chǎn)使用，其中主要需處理的污染物指標為：氯離子和鐵等重金屬。
通過(guò)對生產(chǎn)機組產(chǎn)線(xiàn)調研，擬對污泥中的氯離子通過(guò)適當的工藝去除，鐵等金屬離子可以通過(guò)熱脫附設備加工成三氧化二鐵，可對外銷(xiāo)售或返生產(chǎn)進(jìn)行煉鐵。
1、試驗部分
1.1 材料和儀器
試驗用的脫硅污泥取自寶鋼股份冷軋廠(chǎng)某酸再生機組，用氯離子分析儀器，X熒光測試儀器等對污泥中的成份做了定量的分析，結果如表1。
根據分析表1數據，可看出其中的氯離子含量很高，直接作為原料會(huì )對設備及除塵裝置造成嚴重腐蝕，所以要去除其中的氯離子，在不引入其他雜質(zhì)的前提下，表內成份中的氧化鐵就可以有很多用途了，就能解決脫硅污泥資源化在利用的問(wèn)題了。
1.2 脫硅污泥去除氯離子的試驗
1.2.1 用水洗曝氣工藝進(jìn)行去除氯離子的試驗
從工藝設計角度出發(fā)，污泥中主要含有氯、鐵等離子，其余雜質(zhì)元素及CODcr含量較低�？蓪ξ勰嘀羞M(jìn)行水洗，讓其中的水溶性離子進(jìn)入水中，這樣可以除掉氯離子，然后用熱脫附把鐵等金屬離子反應為金屬氧化物返生產(chǎn)使用或出售，生產(chǎn)過(guò)程中的排水可處理至達到酸再生要求進(jìn)入焙燒爐回用。
根據污泥的特性，污泥經(jīng)過(guò)水洗工藝后，其中的氯離子含量可以降至1%以下，水洗產(chǎn)生的廢水可以返回給酸再生配燒爐制備再生酸，對于水洗后的污泥可以通過(guò)加熱設備制備成為氧化鐵。本方案選擇水洗曝氣工藝+膜濃縮的方法來(lái)實(shí)現濃縮和處置過(guò)程。
1.2.2 初步確定工藝路徑見(jiàn)圖1
1.3 分析方法
NY/T1121.17-2006土壤氯離子含量的測定，USEPA9045D-2004土壤和廢棄物pH測定電極法，GB/T22104-2008土壤質(zhì)量氟化物的測定離子選擇電極法，USEPA6020A-2007電感耦合等離子體質(zhì)譜法
2、結果與分析
2.1 工藝中關(guān)鍵因素的單項試驗
2.1.1 溶液泥漿配比試驗
脫硅污泥中含固量在50%左右，需要配溶劑使其化漿后通過(guò)膜設備過(guò)濾，按照不同固液分離設備的進(jìn)料要求，將物料配比成為5%，10%，15%，20%，25%5種固含量的泥漿，對于脫硅污泥溶劑選用水，配好的泥漿進(jìn)入固液分離設備進(jìn)行處理，然后對于產(chǎn)出的水和固體都測定氯離子含量，因為實(shí)驗主要是一去除氯離子為目的，所以后續的單因素試驗對結果的分析，只先測定氯離子，看去除效果后選取最優(yōu)的技術(shù)參數和路徑。
2.1.2 對于不同含固量的泥漿進(jìn)行氧化曝氣試驗
因為脫硅污泥中的鐵根據測試數據看出有兩種價(jià)態(tài)存在，三價(jià)和兩價(jià)鐵，為了分析每個(gè)因素對于氯離子去除的效果，所以對于泥漿分量種狀態(tài)進(jìn)行固液分離，一種是化漿后直接分離，一種是先加溫曝氣后再固液分離，來(lái)對比去除效果。
2.1.3 對于曝氣后的泥漿加入氨水試驗
對于不同的固含量的泥漿在曝氣氧化后加入堿液進(jìn)行中和全沉淀后進(jìn)行固液分離，分析酸度對于氯離子的去除效果。
2.1.4 加入絮凝劑的試驗
在氧化曝氣的條件下加入一定量的絮凝劑后進(jìn)行固液分離，按照四個(gè)不同質(zhì)量比重進(jìn)行試驗，四個(gè)個(gè)結果分析絮凝劑對于氯離子的去除效果。
2.2 正交試驗結果的綜合試驗
幾個(gè)正交試驗均采用山東某廠(chǎng)家的試驗設備，分離后數據如表2~表5。
根據表2~表5結果分析得知，脫硅污泥中能溶于溶劑的主要有FeCl2，FeCl3，HCl，而這三種物質(zhì)都是強電解質(zhì)易溶于水，所以溶劑的量達到一定程度后對去除氯離子的貢獻就有限了，所以含固量配比在20%就可以了，既達到了目的又不至于后續水處理的壓力大。脫硅污泥是在廢酸中加入堿液后沉淀形成的，而其中形成的Fe(OH)3為一種帶電荷的膠體可以吸附帶電荷的雜質(zhì)，所以沉淀中大部分為Fe(OH)3，而Fe(OH)3的形成和溫度有關(guān)，所以根據生產(chǎn)經(jīng)驗選用加溫到55度左右后進(jìn)行后續試驗來(lái)觀(guān)察溫度和曝氣對氯離子去除的影響。絮凝劑根據其帶電特性和分子量對照酸再生的對聚合效果的比較，最后選擇一種進(jìn)口的絮凝劑，認為效果最好。
2.3 制備產(chǎn)品的技術(shù)指標
用上海寶鋼磁業(yè)有限公司的X熒光儀器對最后的樣品做了分析，標線(xiàn)是按照國標的一級品鐵紅做標線(xiàn)對比，結果見(jiàn)表6。
圖2左為整個(gè)系統出來(lái)的排水，可以直接進(jìn)入焙燒爐作為再生酸的原料，右圖為處理后的氧化鐵原料，可以作為煉鐵原料或銷(xiāo)售。
3、結論
寶鋼股份冷軋廠(chǎng)某酸再生脫硅污泥按照國家危險廢氣物名錄規定為HW17類(lèi)別，經(jīng)過(guò)以上試驗發(fā)現，現將脫硅污泥加入溶劑溶解后加溫曝氣氧化，然后調整pH值至一定值使沒(méi)有沉淀的鐵離子沉淀后加入一定量的絮凝劑，沉淀完成后通過(guò)固液分離的設備后制備的淡黃色粉末氧化鐵，可以作為煉鐵原料或銷(xiāo)售，整個(gè)處理過(guò)程沒(méi)有對外排放，滿(mǎn)足國家要求，并達到資源再利用的目的。(來(lái)源：寶武環(huán)境科技資源有限公司技術(shù)中心)
