JPS60206487A - ステンレス鋼酸洗廃液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ステンレス鋼の酸洗工程で排出される酸洗
廃液を中和剤の消費量少なく中和すると同時に、処理液
形態を濾過脱水機の負荷が軽減される形態となす、ステ
ンレス鋼酸洗廃液の処理方法に関するものである。

一般に、ステンレス鋼の冷間圧延や、鍛造又は熱処理等
によって得られたステンレス鋼製品の仕上げの際には、
ステンレス鋼表面に生成している酸化スケニルを除去す
るための酸洗工程が必須とされており、このようなステ
ンレス鋼の酸洗には、通常、硝酸：ｌＯ〜２０重量係、
弗酸、２〜４重量％程度を混合した混酸水溶液が使用さ
れている。

ところで、このような酸洗液は、当然のことな　゛がら
酸洗が進むにつれて酸洗能力が劣化し、処理能率が次第
に低下して来るので、劣化した酸洗液はパ酸洗廃液″と
して廃液処理施設に移された後中和処理され、廃棄され
ていた。

なお、ステンレス鋼の酸洗液の劣化度を管理する方法と
しては、 ■　酸洗後の組成を適、宜分析し、上述したような組成
範囲内に維持する方法、 ■　酸洗液中の鉄分量を測定し、その量が特定値を越え
ないように管理する方法、 等が実施されておシ、酸洗液組成や液中鉄分量が許容値
から外れた場合に核酸洗液が劣化したと判断されている
。

そして、従来、劣化したステンレス鋼酸洗廃液は、第１
図に示されるような工程で処理されるのが普通であった
。

即ち、排出された酸洗廃液（通常、硝酸：１０重量％、
弗酸：２重量％、溶解鉄二４重量％、溶解りロム＝１重
量％、固形物：０．０６重量−程度を含む水性液である
）は、酸洗後の処理材を洗浄する際に多量に排出される
酸洗洗浄廃水（通常、硝酸：０．０５重量％、弗酸：０
．００１重量％、溶解鉄：００３重量％、溶解クロム：
Ｏ，０１重量％。

固形物：０．０２重量％程度を含む）中に該酸洗洗浄廃
水：　１２０　ｍ”当ｐ　ｏ、　５〜１．０　ｍ”程度
の少量ずつ投入されて、酸洗廃液中に高い濃度で溶解し
ているステンレス鋼酸化スケールの主成分たるＦｅ。

Ｃｒ等の金属、或いはＮｏ’；、　Ｆ−等の酸基が希釈
された状態とされた後Ｋ、中和槽ｌで水酸化カルシウム
：５重量−程度を含有する中和剤（カーバイト滓等）で
ＰＨ９〜１０に中和処理される。この処理によって、廃
液中に溶解している金属類はＦｅ（ＯＨ）３やＣｒ（Ｏ
Ｈ）ｓ等の水酸化物となシ、また酸基類はＣａ（Ｎ０３
）２やＣａＦ等の化合物となシ、無害化されるのである
。

次いで、このように処理された廃液は、調整槽２を経て
凝集槽３へ送られるが、この凝集槽３において、懸濁し
ている前記化合物を粗大化するとともに沈降性を高める
べく凝集剤が添加される。

続いて、該廃液は固液分離槽４に移され、約８時間前後
の滞留時間にて固液分離される。

固液分離により分離された上澄水（「処理水」と称され
る）は最終ＰＨ調整処理された後放流されるが、一方、
固形物（「スラリー」と称きれる）は、水分を多く含ん
でいるため熟成槽５．調整槽６を経て濃縮槽（シックナ
ー）７に導かれ、約８時間前後の滞留時間を持たせるこ
とによって泥状とされた後、濾過脱水機（例えばオリパ
一式真空沢過機等）８で脱水され、スラッジとされる。

以上が、従来性われていたステンレス鋼酸洗廃液の処理
工程であるが、近年、酸洗処理量の増大に比例して酸洗
廃液排出量が著しく多くなったこ　ゝともあって、これ
までの廃液処理法には次に示す（ａ）〜（Ｃ）項の如き
問題点のあることが明らかとなってきだのである。即ち
、 （ａ）　従来、酸洗廃液の中和処理は常温で実施されて
いるが、酸洗廃液中に投入されている中和剤の主成分（
必要成分）である水酸化カルシウムは常温での溶解度が
極めて小さくて反応効率が低いので、歩留シが悪く、従
って中和剤の消費量が多くなる、 （ｂ）　第１図にも示されるように、酸洗廃液の処理に
多くの工程が必要であり、従って処理時間が長くなる上
、処理能率も悪い、 （Ｃ）副産物として多量の汚泥が発生するので汚泥処理
が必要となる上、汚泥の濃縮度合が低いために濾過機（
脱水機）での脱水効率も悪く、例えばオリ−バ一式真空
濾過機で脱水したスラッジ中の水分含有量は７５〜７８
重量％と高くなってスラッジ発生量の増大を招くばかシ
か、濾過機の過負荷の原因となる。

本発明者等は、上述のような観点から、ステンレス鋼酸
洗廃液を出来るだけ少ない工程で能率良く処理できると
ともに、中和剤の消費量や、濾過機（脱水機）の負荷増
大を招く汚泥の発生量をも極力抑え得る廃液処理方法を
見出すべく、試行錯誤を繰り返しながら鋭意研究を重ね
た結果、以下■〜０に示されるような知見が得られたの
である。

、■　ステンレス鋼の酸洗廃液を、酸洗洗浄廃水で希釈
することなくそのまま高濃度中和剤（水酸化カルシウム
含有量の高い中和剤）で処理すると、その際の中和反応
熱によって酸洗廃液の温度が５０〜６０℃程度にまで上
昇し、この比較的高い液温のため、廃液成分と中和剤中
の水酸化カルシウムとの反応速度帯反応効率が著しく高
くなって、少ない中和剤消費量によって十分な中和処理
が可能となる上、生成する汚泥の凝集性、沈降性、含水
量とも脱水処理に極めて都合の良いものとなり、しかも
汚泥発生量そのものが格段に少なくなること。

即ち、第２図はステンレス鋼酸洗廃液そのものと、これ
を酸洗洗浄廃水で希釈したもの（１２０倍に希釈）につ
いて、Ｐ　Ｈ９，０の中和値まで中和剤（カーバイト滓
）を添加した際の中和剤濃度（中和剤中の水酸化カルシ
ウム濃度）と反応熱による処理液到達温度との関係を比
較したグラフであり、第３図は中和剤濃度と中和剤消費
量（処理液１を当りに必要な水酸化カルシウムの量）と
の関係を、酸洗廃液のみ、酸洗廃液を酸洗洗浄廃水で希
釈したもの、及び酸洗洗浄廃水について示したグラフで
あるが、第２図及び第３図からも、酸洗廃液単独のもの
に水酸化カルシウム含有量：２０重量％以上の高濃度中
和剤を添加して中和処理すると液温か高くなシ、しかも
中和処理に要する中和剤の消費量が少なくなることがわ
かる。

また、第４図は中和処理後の汚泥の沈降性を示しだグラ
フであり、試験液を直径：１５０ｍｍのガラスシリンダ
ーに入れて５分間攪拌後静置し、経過時間と凝集高さく
水と分離沈降した汚泥の沈積高さ）を測定して沈降性を
めたものである。

更に、第５図は、処理μ敷液をその種類別にガラスシリ
ンダー（直径：１５０ｍ）に入れ、１時間放置後に測定
した汚泥高さでもって表わしたところの生成汚泥量を比
較したグラフ、第６図は上澄液を取り除いた汚泥中の固
形物濃度を比較したグラフであって、一定量の汚泥を１
１０℃にて２時間乾燥して測定したものである。

・そして、第７図はオリバ一式真空濾過機にて真空度：
　４０　ｋｌｌ／ｌｒ？で脱水した汚泥の含水率を各処
理液毎に比較しにグラフである。

このように、第４乃至７図で示される結果からも、ステ
ンレス鋼酸洗廃液を希釈することなくそのまま中和処理
した方が、汚泥発生量も少なく、しかも固液分離作業の
容易であることが明らかである。

＠　しかしながら、ステンレス鋼酸洗廃液を希釈するこ
となくそのまま中和処理すると、公害規制法の適用外で
はあるが、中和処理後の処理水に異常な茶褐色の変色が
生じ、そのまま放流するには不適当なものとなること、 Ｏところが、思いがけなくも、異常変色した上記処理水
を１０〜１２チ以下程度の割合で酸洗洗浄廃水に混入す
ると、変色が無くなって透明となるので、格別に面倒な
処理を要しない酸洗洗浄廃水単独の処理系統で一緒に処
理ができるようになること。なお、前記異常変色は、廃
酸中に含まれるＭｘ　（Ｎ　Ｏ２）　ＹやＭＸ（ＮＯ３
）Ｙ等の不純物含有量が成る範囲を越えた場合に発生す
るものであシ、これが酸洗洗浄廃水中に混入されると、
逆中和によって色が消失するものと考えられる。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 ステンレス鋼の酸洗廃液に、該廃液を希釈することなく
、直接、水酸化カルシウム含有量：２０重量−以上の高
濃度中和剤を添加して中和処理することによシ、中和剤
の消費量や汚泥の発生最少なく、かつ高能率でステンレ
ス鋼酸洗廃液を処理する点、 に特徴を有するものである。

なお、前記「中和剤」としては、有効成分として水酸化
カルシウムを含有するところの、通常この種の中和処理
に使用されているものであればいずれもを採用すること
ができ、水酸化カルシウム単独であっても適用可能であ
ることはもちろんであるが、コスト面を考慮すればカー
バイト滓を用いるのが好ましい。

また、中和剤中の水酸化カルシウム含有量を２０重量％
以上と限定したのは１．第２図及び第３図からも明らか
なように、中和剤中の水酸化カルシウム含有量が２０重
量％以上になると中和反応熱発生量が急増して中和反応
効率を高め、中和剤が無駄なく反応するからであり、中
和剤中の水酸化カルシウム含有量が２０重量％未満では
前記効果が十分でない。なお、該水酸化カルシウム含有
量は２０〜２５重量％とすることが好ましいことも、第
２図及び第３図から明白である。

そして、この発明の方法を採用すると、中和剤　］で中
和処理された後の廃液中の汚泥は凝集性・沈降性が極め
て良好で、かつ含水率が低いため、第８図で示される如
き簡単な工程にてその後の処理が可能となり、しかも汚
泥発生量が激減するのである。

次に、実操業によってステンレス鋼酸洗廃液を処理した
結果について、従来法と本発明方法とを比較して示す。

従来法は、第１図に示されるような処理工程にて、通常
のステンレス鋼酸洗廃液を酸洗洗浄廃水に少量ずつ（酸
洗洗浄廃水：１２０ｍ３当９ｏ、５〜１、０　ｍ”の割
合）投入して希釈し、水酸化カルシウムを５重量係の割
合で含有するカーバイト滓から成る中和剤にてＰＨ９〜
１０に中和処理することで実施しだ。一方、本発明方法
は第８図に示されるような処理工程にて、ステンレス鋼
酸洗廃液に水酸化カルシウム含有量：２５チのカーバイ
ト滓を直接投入してＰＨ９〜１０に中和処理することで
実施しだ。

このような試験によって、 ■　中和処理後のオリバ一式真空濾過機による脱水時間
は、従来法に比べて本発明方法では５０チ以上の短縮が
でき、全処理時間を比較すると本発明方法では従来法の
１／３に時間短縮できることが確認できた。

■　中和剤（カーバイト滓）消費量は、従来法では０．
６７〜Ｏ，’７５　ｍ”であったのに対して本発明方法
では０．３５〜０．４１　ｍ３と、本発明方法によって
２０〜２７チ削減ができた、 ■　本発明方法による汚泥の含水率は、従来法によるも
のに比べて約４０〜５０％程度低くなっており、汚泥発
生量においては、本発明方法では従来法の２／３〜１／
２程度に減少した、との結果が得られた。

上述のように、この発明によれば、ステンレス鋼酸洗廃
液処理時の中和剤使用量を従来より約２０チ以上も減少
することができ、また脱水性の向上した汚泥が得られる
ことから廃液処理工程や処理時間を格段に短縮すること
も可能となる上、スラツソ発生量を従来の２／３以下以
下例まで減少させることもできるのである。

以上の説明からも明らかなように、この発明は、ステン
レス鋼酸洗廃液の処理コスト低減、処理の簡素化及び高
能率化を実現するなど、産業上極め戸 て有用な効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のステンレス鋼酸、洗廃液処理工程を示す
模式系統図、第２図は中和剤の濃度と反応熱による処理
液到達温度との関係を示すグラフ、第３図は中和剤の濃
度と中和剤消費量との関係を示すグラフ、第４図は処理
対象液別の汚泥沈降性能を比較したグラフ、第５図は処
理対象液別の生成汚泥量を比較したグラフ、第６図は処
理対象液別の汚泥中固形物濃度を比較したグラフ、第７
図は沖過機で脱水した汚泥中の含水率を処理対象液別に
比較したグラフ、第８図は本発明のステンレス鋼酸洗廃
液処理工程を示す模式系統図である。 図面において、 １・・・中和槽、　２，６・・・調整槽、３・・・凝集
槽、　４・・・固液分離槽、５・・・熟成槽、　７・・
・濃縮槽、 ８・・・真空瀘過機。 出願人　日本ステンレス株式会社 代理人　富　１）　和　夫　ほか１名 第麹図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステンレス鋼の酸洗廃液に、該廃液を希釈することなく
   、水酸化カルシウム含有量：２ｏ重量％以上の高濃度中
   和剤を添加して中和処理することを特徴とする、ステン
   レス鋼酸洗廃液の処理方法。