JP2004123530A

JP2004123530A - 鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ｉｉｉ）生成法

Info

Publication number: JP2004123530A
Application number: JP2003346303A
Authority: JP
Inventors: Rin Ton-Shiun; トン−シウン　リン; Tsuen Po-Jun; ポ−ジュン　ツエン; Fan Jon-Kan; ジョン−カン　ファン; Rin Min-Shin; ミン−シン　リン
Original assignee: JIN-ZU WASTE RESOURCING CO Ltd
Current assignee: JIN-ZU WASTE RESOURCING CO Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2004-04-22
Also published as: US20040202595A1

Abstract

【課題】　生産ラインで酸洗浄タンク溶液の最適酸性度および鉄濃度を維持すること、ならびに全資源利用率を保証することができる処理法をもたらすこと。
【解決手段】　鉄を含有する廃酸、その中に水酸化ナトリウムを加えてｐＨ値を調整すること、その中に水酸化ナトリウムおよび空気を加えた別のタンクで化学反応を実行すること、さらに混合物を光酸化プロセスで紫外線回路に曝露し、最後に磁気選別にかけて前記溶液中で酸化鉄（ＩＩＩ）を分離することからなる。又、鉄を含む工業洗浄溶液および処理溶液を貯蔵する廃酸タンクと、廃酸回収装置に連結され、さらに水酸化ナトリウムを加えるパイプラインに連結されたｐＨ値調整装置と、ｐＨ値調整タンクに連結され、光酸化プロセスを実行させる紫外線回路がある光酸化反応装置と、前記溶液中で酸化鉄（ＩＩＩ）を分離する磁気選別装置とを含むことからなる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、工業洗浄および処理に利用する溶液の回収ならびにその中に懸濁した酸化鉄（ＩＩＩ）の抽出に関する。詳細には、鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）の生成法に関する。

　金属表面処理業界では、酸洗プロセスは一般的なプロセスである。理論的基礎について言えば、酸洗は通常、その残物が最終的に酸化鉄（ＩＩＩ）になる鉄鋼表面のスケールを除去する塩酸（ＨＣｌ）溶液からなり、それによってさらに前記鉄材料の表面処理が可能になる。したがって、酸洗原理に基づく化学反応は以下の通りである。

　さらに、塩酸添加後の酸化鉄（ＩＩＩ）スケール除去中における酸の機構は以下の反応になる。

　一方、以下の例に示したように、酸洗効率は周知のように、酸洗浄の開始後に鉄含有量が高くなり、続いてそれに対応して酸洗浄効率が低下することを特徴とする。

　その結果、処理プロセス中に塩化水素濃度は次第に低下し、鉄イオン濃度は次第に増加するので、ある期間後、すべての効果が失われるまで酸洗浄効率が低下し、溶液の交換が必要になる。簡単に言えば、廃酸溶液には依然としてＨＣｌが６〜１０％含まれる。これは管理の対象になる工業プロセスに利用される腐食性の高い物質であり、現在世界中で最も深刻な汚染物質である。

　現在の鋼鉄業における酸処理法は、以下にいくつかの種類が記載でき、さらに、それぞれにはその利点と欠点がある。

　（１）Ｒｕｔｈｎｅｒ法：このプロセスは、塩酸およびＦｅ_２Ｏ_３を回収できるスプレー焙焼手法である。その利点は、低汚染、全資源回収、および技術のレベルが十分に高いことであり、かなりの設備投資、高い操業コスト、および難しいメンテナンスを含めた欠点を伴う。したがって、大規模鉄鋼メーカーだけがこの方法を利用する能力がある。

　（２）Ｋｅｒａｍ、Ｃｈｅｒｎｉｅ　ＧＭＢＨ法：これは基本的に、ＨＣｌおよび酸化鉄（ＩＩＩ）を回収できる流動床式熱酸化プロセスである。これは一般に、Ｒｕｔｈｎｅｒ法と同じ利点を共有するが、回収した酸化鉄（ＩＩＩ）の品質および量が不十分なので、大型プラントだけが必要な能力を有する。

　（３）塩素化法（または蒸留法）：高濃度塩素化溶液プロセスからなり、ＦｅＣｌ_３（ａｑ）、ＦｅＣｌ_３＋６Ｈ_２Ｏ（ｓ）、および他の副生成物が得られる。その利点は、投資、設備、および操業コストが適度なことであり、誘導される副生成物の販売が困難なほど大気汚染が深刻であることを含めた欠点を伴う。

　（４）廃水処理法：これは中和、凝集、および沈殿手法であり、有害な廃泥から大量のＦｅ（ＯＨ）_２が得られる。さらに、資源をまったく必要とせず、中型および小型工場でしばしば利用される方法である。

　（５）輸送および廃棄法：これは最も非効率的な方法であり、環境汚染をもたらす不法投棄した廃棄物からなるので、この手法は禁止されている。

　（６）硫酸置換法：廃酸中のＨＣｌを硫酸と置換して硫酸鉄を生成することからなる方法である。現在は研究段階であり、その製品化の可能性は確立されていないが、製品用途が限定されており、純度に問題がある。

　前記方法の利点および欠点に加えて、各方法は基本的に、個々の容器またはタンクに廃酸を貯蔵しておいて、次いでそこで処理プロセスを行うものであり、処理を生産ラインで行うことはできない。その結果、メーカーには、処理のためだけの離れた酸溶液タンクが必要とされる。そのタンクは、３〜７日ごとに補給および洗浄しなければならず、それは厄介で危険なルーチン作業である。

　前記の状況を考慮して、出願人は、環境保護および資源再利用の分野に従事している間に得た長年の経験に基づく大規模な研究および実験を実施して、前記方法の欠点を克服し、その結果本発明の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法の開発に成功した。それは、生産ラインで酸洗浄タンク溶液の最適酸性度および鉄濃度を維持すること、ならびに全資源利用率を保証することができる処理法をもたらす。

　本発明の一般的な技術内容をさらに理解するために、以下の「図面の簡単な説明」に続いて「発明を実施するための最良の形態」を示す。

　本発明は、以下の詳細な説明および添付図を参照することにより、より完全に理解することができる。

　図１に示したように、本発明の処理法は、生産ラインにある酸洗タンクの酸洗液を処理し、それを一括して回収しまたは直接酸洗タンクから取り、その後に光化学誘導酸化反応手順および磁気選別手順（magnetic culling procedure）を施して完了することからなる。

　図２に記載したように、処分用廃酸タンクＡ中の本発明の廃酸を酸回収装置Ｂに入れ、前記酸回収装置Ｂで工業用水Ｃを使って酸洗タンクを脱塩して回収を容易にし、鉄含有量が高く酸性度が低くなった液体を混合タンクＤに送り、水酸化ナトリウムを混合タンクＤに加えてｐＨ値を調整した後、この液体をバッグ式スクリーニング材であるフィルターＥに通す。しかし、この手順はこれだけには限らない。

　ろ過に続いて、酸性のままの廃酸に水酸化ナトリウムを加えて光酸化反応装置Ｆに入れる。この光酸化反応装置は基本的にタンクであり、したがって、要件によっては水酸化ナトリウムおよび空気を加えることができる。その一方で、この液体用に環状ループ、すなわち紫外線回路Ｇがあり、この紫外線回路Ｇは適切な波長を照射する。図２に示したように、完全に反応させるために、混合タンクＤおよび光酸化反応装置Ｆの内部に攪拌用の攪拌装置が備えてある。

　図面を参照すると、液体を光酸化させた後に鉄粒子を分離するので、さらに固形分を分離するために磁気選別手順を実施する。したがって、依然として液体中に固形分として懸濁している鉄微粒子を酸化鉄（ＩＩＩ）粒子として磁気引力によって分離し、さらに、環境汚染問題を防ぐために、利用したオーバーフロー水を脱塩プロセスにかけた後に限り放出する。

　本発明が実行可能なことを実証するために、出願人は証拠として以下の化学反応を提供する。

　本発明の実施形態によって達成可能な酸化鉄（ＩＩＩ）の誘導は、Ｒｕｔｈｎｅｒ法によるものに匹敵し、以下の表に示す化学分析が得られた。

　周知のように、Ｆｅ_２Ｏ_３は鉄自体よりも価値が高い磁気材料として利用でき、このようにして廃酸処理問題を効果的に解決するだけでなくその付加価値を高める。特に、高付加価値酸化鉄（ＩＩＩ）がまた、二次汚染がまったくない成分を提供する湿式標準温度処理は、量産効果が低く、大型工場で広く利用されているＲｕｔｈｎｅｒ法より設備コストが低い。さらに、生産ラインでの処理ならびに生産性が上がるように酸洗タンク中の酸溶液の鉄密度を最適な濃度に制御することが可能なので、本発明の処理および方法はこの分野のブレイクスルーである。

　本発明の開示は最も好ましい実施形態であり、当業者による本発明の技術概念に基づくすべての変更形態および装飾は、本発明の特許請求の範囲によって依然として保護されるものである。

　前項を要約すれば、本発明は従来の技術と異なる技術的な特徴を持っているので、本発明は特許出願要件を満たしており、相応の特許権の審査および授与を受けるため審査部に提出した。

本発明のフローチャートである。本発明の処理設備の図である。

符号の説明

　Ａ　処分用廃酸タンク
　Ｂ　酸回収装置
　Ｃ　工業用水
　Ｄ　混合タンク（ｐＨ調整タンク）
　Ｅ　バッグ式フィルター
　Ｆ　光酸化反応装置
　Ｇ　紫外線回路

Claims

　鉄を含有する廃酸、その中に水酸化ナトリウムを加えてｐＨ値を調整すること、その中に水酸化ナトリウムおよび空気を加えた別のタンクで化学反応を実行すること、さらに混合物を光酸化プロセスで紫外線回路に曝露し、最後に磁気選別にかけて前記溶液中で酸化鉄（ＩＩＩ）を分離することからなる、鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法。
　前記酸を工業用水でパージする、請求項１に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法。
　酸溶液のｐＨ値を調整した後、それをろ過し、次いで前記光酸化プロセスにかける、請求項１に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法。
　前記ｐＨ値の調整および光酸化法が、均一な反応を得るために攪拌し空気を導入することを含む、請求項１に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法。
　前記磁気選別の後に、排水基準を遵守するために排水を脱塩プロセスにかける、請求項１に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法。
　前記磁気選別後に前記酸化鉄（ＩＩＩ）を脱水する、請求項１に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成法。
　鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成システムであって、
鉄を含む工業洗浄溶液および処理溶液を貯蔵する廃酸タンクと、
廃酸回収装置に連結され、さらに水酸化ナトリウムを加えるパイプラインに連結されたｐＨ値調整装置と、
ｐＨ値調整タンクに連結され、光酸化プロセスを実行させる紫外線回路がある光酸化反応装置と、
前記溶液中で酸化鉄（ＩＩＩ）を分離する磁気選別装置とを含む、鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成システム。
　前記ｐＨ値調整装置が攪拌装置を備える、請求項７に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成システム。
　前記光酸化反応装置が攪拌装置を備える、請求項７に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成システム。
　前記廃酸タンクが生産ラインで操作可能な、請求項７に記載の鉄含有廃酸洗液の処理および酸化鉄（ＩＩＩ）生成システム。