不鏽鋼闆帶酸洗存在處理流程複雜(zá)，涉及工(gōng)藝介質品種多，廢水有毒、腐蝕性、強氧化性且固含量高的特點。本文介紹了利用超聲波和電(diàn)解結合的新工(gōng)藝處理帶鋼，并利用超聲波方式輸泥和能源介質循環利用措施，不僅提高了電(diàn)解效率，延長了電(diàn)極闆等設備壽命，而且實現了工(gōng)藝有效介質的零排放(fàng)。混酸酸洗系統采取了酸洗槽底部噴射工(gōng)藝和能源介質循環利用措施，提高了酸洗效率，延長了換熱器等設備壽命，工(gōng)藝有效介質得到回收利用，節省能源介質耗量，直接對酸泥泥餅進行了化學處理并輸出環境友好的中(zhōng)性污泥。

01、前言

不鏽鋼闆帶在軋制或退火(huǒ)過程中(zhōng)表面會生(shēng)成一(yī)層氧化皮，氧化皮由鉻鐵氧化物(wù)、鐵氧化物(wù)和其他合金元素氧化物(wù)等成分(fēn)組成。這些氧化物(wù)通常含有Cr2O3和尖晶石FeO·Cr2O3(即FeCr2O4)結構，在酸液中(zhōng)特别難溶解。另外(wài)，在金屬基體(tǐ)表層也會生(shēng)成一(yī)層貧鉻層，導緻帶鋼耐腐蝕性能下(xià)降，所以不鏽鋼酸洗的目的是去(qù)除帶鋼表面的氧化層及貧鉻層，并對不鏽鋼表面進行鈍化處理，提高鋼闆耐蝕性。

不鏽鋼酸洗工(gōng)藝一(yī)般是連續處理的，并且采取組合的方式進行。目前，主流的不鏽鋼酸洗工(gōng)藝包含：抛丸破鱗(熱軋卷)+硫酸酸洗(熱軋卷)+中(zhōng)性鹽電(diàn)解酸洗(冷軋卷)+研磨刷洗(熱軋卷)或普通刷洗(冷軋卷)+硝酸電(diàn)解酸洗(冷軋卷，400系)+混酸酸洗。可以看出，不鏽鋼酸洗處理流程較複雜(zá)，涉及酸洗介質品種較多，所需的能源介質量很大(dà)。如何有效降低各流程單元的能源介質耗量是目前面臨的緊要問題。

中(zhōng)性鹽電(diàn)解酸洗的作用是去(qù)除帶鋼表面的鉻氧化物(wù)(Cr2O3)、錳氧化物(wù)(MnO)、部分(fēn)貧鉻層，并使帶鋼表面氧化皮發生(shēng)爆裂，影響電(diàn)解酸洗效率的因素頗多，其中(zhōng)電(diàn)解酸洗過程中(zhōng)會産生(shēng)一(yī)些金屬氧化物(wù)沉澱物(wù)及含金屬元素沉澱物(wù)，當生(shēng)産到一(yī)定程度時，沉澱物(wù)會積聚成酸泥。酸泥如果不及時去(qù)除的話(huà)，不但會附着在電(diàn)極闆的表面，增大(dà)電(diàn)解工(gōng)藝的電(diàn)阻，造成電(diàn)流分(fēn)布不均勻，并加速電(diàn)極闆的腐蝕，同時會積累在槽體(tǐ)、罐體(tǐ)、管道低窪及死區處，造成電(diàn)解液管道堵塞，影響生(shēng)産。

混酸酸洗具有酸洗時間短、基體(tǐ)金屬浸蝕小(xiǎo)和表面粗糙度低的特點，但酸洗過程中(zhōng)也會産生(shēng)一(yī)些金屬氧化物(wù)及含金屬元素沉澱物(wù)，這些沉澱物(wù)會殘留在帶鋼表面阻擋新鮮酸液與帶鋼接觸，并且酸泥如果不及時去(qù)除的話(huà)，同樣會積累在槽體(tǐ)、罐體(tǐ)、閥門、管道低窪及死區處，造成設備及管道堵塞，影響生(shēng)産，而且會附着在換熱器的表面，造成加熱不均勻甚至換熱器局部過熱，加速換熱器的損壞。近年來，國家對固體(tǐ)危險廢棄物(wù)管理越來越嚴格，必須開(kāi)發酸洗廢液回收和更環保的處理方法。

不鏽鋼闆帶酸洗生(shēng)産過程中(zhōng)會産生(shēng)大(dà)量的有毒、有害、腐蝕性強的液體(tǐ)和固體(tǐ)污染物(wù)。比如：含鉻(Cr6+)廢水，含鉻(Cr6+)污泥，有毒、腐蝕性液體(tǐ)(H+、NO3-、F-)，有毒、腐蝕性污泥(H+、NO3-、F-)。将這些液體(tǐ)和固體(tǐ)污染物(wù)綠色化處理，并将有效的遊離(lí)工(gōng)藝介質回收利用，不但關系到企業本身産品的生(shēng)産質量和效益，也與周邊環境息息相關。

02、電(diàn)解酸洗系統新技術

2.1 高效電(diàn)解超聲酸洗系統

将超聲波振子布置在電(diàn)極闆中(zhōng)間，利用超聲波的空化沖擊力和高速微射流使帶鋼表面的氧化鐵皮爆裂、松動，最終去(qù)除。超聲波具有安全(無高電(diàn)流、氫爆風險)、綠色(無需化學介質)、運行能耗低(功率僅爲電(diàn)解工(gōng)藝的30%-50%)特點，并且可以使正常生(shēng)産産生(shēng)的沉澱物(wù)80%以上不沉積，也可使電(diàn)極闆表面不再有沉積物(wù)，增大(dà)電(diàn)解效率，槽體(tǐ)底部也設有超聲輸泥裝置，在上述措施下(xià)，大(dà)部分(fēn)沉積物(wù)随電(diàn)解液溢流至電(diàn)解液循環罐，少部分(fēn)随超聲輸泥作用定向流至排空口，排至電(diàn)解液循環罐，電(diàn)解系統的電(diàn)解液循環罐及刷洗系統的清洗循環罐底部均設置淨化管路并通過泵将電(diàn)解液運送至淨化裝置，淨化完後的電(diàn)解液通過自重回流至電(diàn)解液循環罐。在高效去(qù)除不鏽鋼闆面氧化皮的同時，減少化學藥劑及能源介質耗量，沉積物(wù)自動收集并淨化處理，淨化後的有效電(diàn)解質循環利用。這樣就實現了高效率電(diàn)解超聲酸洗并且工(gōng)藝有效介質不再損耗。系統内設備、管道及管道附件的使用壽命大(dà)幅度提高。

将機組同批生(shēng)産的退火(huǒ)304不鏽鋼闆切爲5mm×5mm×2mm的規格，在電(diàn)解液固定爲1.145g/L、溫度爲70℃的條件下(xià)，測試不鏽鋼闆在不同的電(diàn)解液固含量(橫軸，100%)條件下(xià)，達到相同闆帶反射率所需要的電(diàn)解時間(豎軸，s)，結果表明，随固含量增加，電(diàn)解時間變長，認爲固含量增加，電(diàn)解液電(diàn)阻變大(dà)，電(diàn)極闆有效面積變小(xiǎo)，最終延長了電(diàn)解時間。

2.2 電(diàn)解系統工(gōng)藝有效介質零排放(fàng)技術

電(diàn)解液可利用機組餘熱鍋爐産生(shēng)的蒸汽加熱，換熱産生(shēng)的冷凝水首先加入到酸霧淨化系統洗滌酸霧，并按酸霧淨化系統→電(diàn)解後刷洗系統→電(diàn)解循環系統的順序逐級循環利用，保證排出的酸霧中(zhōng)各種污染物(wù)成分(fēn)含量均達到國家标準要求如Cr6+濃度小(xiǎo)于0.07mg/m3;

電(diàn)解系統酸洗後産生(shēng)的污泥可以通過淨化系統去(qù)除，濾液返回電(diàn)解液循環罐繼續利用，從而可以實現有效介質的零排放(fàng)，大(dà)幅度節省電(diàn)解質耗量(圖1)。采用上述節能技術前後實現的能源介質耗量與排廢量對比，如表1所示。

2.3 污泥綠色化處理技術

由于中(zhōng)性鹽電(diàn)解酸洗過程中(zhōng)，帶鋼表面氧化皮中(zhōng)的鉻氧化物(wù)和金屬基體(tǐ)中(zhōng)的鉻會通過電(diàn)化學作用溶解生(shēng)成重鉻酸根離(lí)子，主要以Cr2O72-和CrO42-兩種形式存在，重鉻酸根離(lí)子是一(yī)種很強的氧化劑，毒性大(dà)，對設備、管道、及人體(tǐ)和環境危害較大(dà)。電(diàn)解廢液利用上述措施集中(zhōng)收集到循環罐後，由泵輸送至中(zhōng)性鹽淨化回收系統，經過pH值調節、還原、中(zhōng)和處理後，已經被處理爲中(zhōng)性、無毒的含污泥廢液。爲解決沉澱時間較長的問題，改進工(gōng)藝增加絮凝罐，可短時間内橋架、交聯并聚集沉澱物(wù)，可縮短50%的處理時間，并可使過濾裝置更高效産出中(zhōng)性污泥。

03、混酸酸洗系統新技術

3.1 高效混酸酸洗系統

混酸酸洗槽爲淺式噴射紊流酸洗槽，強紊流使酸液與帶鋼反應産生(shēng)的酸泥80%以上不沉積在槽底，且槽底爲錐底結構并設置槽底噴射管路，将槽底少量沉積的泥輸送至回流口。這可以使正常生(shēng)産時大(dà)部分(fēn)的酸泥随酸液溢流至混酸循環罐，少部分(fēn)酸泥從回流口流至混酸循環罐。這樣可以使帶鋼表面産生(shēng)的污泥及時移走并提供新界面與新鮮酸液反應，這樣就實現了高效率混酸酸洗。污泥不再沉積，系統内設備，管道及管道附件的使用壽命大(dà)幅度提高。

3.2 混酸酸洗系統節能技術

混酸可利用機組餘熱鍋爐産生(shēng)的蒸汽加熱，換熱産生(shēng)的冷凝水首先加入到最終漂洗系統洗滌帶鋼，并按最終漂洗系統→刷洗漂洗系統→混酸循環系統的順序逐級循環利用;酸霧淨化系統産生(shēng)的廢水也可輸送至刷洗漂洗系統利用。含有一(yī)定酸泥的混酸酸洗液在循環罐沉澱後無需排放(fàng)到污水坑，而輸送到淨化裝置分(fēn)離(lí)酸泥，淨液回流至循環罐，避免了管道堵塞和設備損壞，從而可以實現有效介質的循環利用，大(dà)幅度節省新酸耗量(圖2)。采用上述節能技術前後實現的能源介質耗量與排廢量對比，見表2。

3.3 混酸污泥綠色化處理技術

由于混酸中(zhōng)的HF會與溶液中(zhōng)金屬離(lí)子發生(shēng)反應，産生(shēng)沉澱物(wù)：

3HF+Fe3+=FeF3↓+3H+

3HF+Cr3+=CrF3↓+3H+

2HF+Mn2+=MnF2↓+2H+

HNO3與貧鉻層反應時産生(shēng)NO氣體(tǐ)(有鼓泡作用)，會使氧化皮剝離(lí)并脫落。混酸系統污泥大(dà)緻可分(fēn)爲兩部分(fēn)：難溶金屬氟化物(wù)FeF3·3H2O，(Fe·Gr)F3·H2O，NiF2和難溶金屬氧化物(wù)FeO，Fe3O4，Cr2O3，Fe2O3，(Fe·Cr)3O4尖晶石。混酸系統産生(shēng)上述的毒性及腐蝕性的含污泥廢液，對設備、管道、管道附件及周圍的環境影響都比較大(dà)。混酸廢液利用上述措施集中(zhōng)收集在循環罐後，由泵輸送至混酸廢液淨化系統，經過過濾後，直接對濾餅進行洗滌、還原、中(zhōng)和、絮凝操作，濾液及洗滌液均可回到循環罐繼續利用，可大(dà)幅度減少還原劑、中(zhōng)和劑、絮凝劑的用量，并最終形成中(zhōng)性塊狀污泥輸出。