硫酸钠净化回收技术在不锈钢电解酸洗中的应用

原金钊

（山西太钢不锈钢股份有限公司不锈冷轧厂， 山西 太原 030003）

硫酸钠净化回收技术在不锈钢电解酸洗中的应用

原金钊

（山西太钢不锈钢股份有限公司不锈冷轧厂， 山西 太原 030003）

通过对硫酸钠净化装置的工作原理及工艺流程进行详细介绍，针对硫酸钠净化回收装置投入前后的硫酸钠消耗量做了对比。实践证明：硫酸钠净化回收装置工艺投资少、见效快、运行费用低，有很好的经济和环保效益；同时，采用酸化还原技术回收处理不锈钢中性电解酸洗产生的废硫酸钠溶液，可有效控制硫酸钠电解液中六价铬和其他金属离子含量，大幅减少酸洗污泥，改善不锈钢板表面酸洗质量。

中性电解酸洗 六价铬 酸化还原 硫酸钠净化装置 压滤机

不锈钢冷轧薄板目前普遍采用硫酸钠中性电解酸洗工艺，钢带在上下电极间通过，交替做为相对阳极和阴极，钢带表面发生电化学反应，去除掉氧化皮。中性盐电解酸洗除磷速度快、效率高、表面质量好、操作安全、运行稳定，得到越来越广泛的应用。但不锈钢表面的氧化层Cr2O3在电流强制作用下会以六价铬的形式溶解到硫酸钠溶液中（不锈钢带发生阳极电化学反应离子方程式为：Cr2O3+5H2O-6e-=2CrO42-+10H+），随着溶液中六价铬含量升高，电解效率开始下降，这时就需要排走废硫酸钠电解液，补充新硫酸钠溶液，保持生产的连续进行。

1 不锈钢电解酸洗废硫酸钠处理工艺

1.1 传统的废硫酸钠溶液处理流程（见图1）

图1 传统的废硫酸钠溶液处理流程图

1.2 废硫酸溶液还原中和处理工艺

山西太钢不锈钢股份有限公司（以下简称太钢）过去对电解废硫酸溶液的处理方式为集中排到中和站，用热轧厂和硅钢厂的废硫酸、废盐酸先将废液pH值调节到2.5，利用废酸中二价铁离子还原六价铬，如果废酸中二价铁离子量不足，还需要补充一部分FeCl2还原剂。废硫酸溶液中的六价铬还原为三价铬达标后再加石灰中和处理，产生的硫酸钙压成泥饼当垃圾填埋处理，废水进入污水处理厂进行后续处理。这种处理方式不仅要消耗大量CaO，而且会产生大量污泥，同时由于钠离子在水体中为溶解状态，使中和处理后的水体含盐量增加，影响后部水处理。废硫酸钠直接中和处理，不符合国家提倡的循环经济的政策要求。因此，太钢公司决定对这部分废液进行有效回收利用。

2 硫酸钠净化回收处理工艺

2.1 硫酸钠净化回收装置的处理流程（见图2）。

图2 硫酸钠净化回收装置的处理流程图

2.2 硫酸钠净化工艺描述

来自车间的Na2SO4循环罐废液通过泵直接打入Na2SO4净化装置的反应槽内，在此投加H2SO4和NaHSO3充分搅拌将六价铬反应还原为三价铬，控制溶液的pH值（约2～3）和RH值（约 250 mV），使六价铬在酸性环境下被NaHSO3充分还原。接下来反应槽内的溶液直接溢流到pH调节罐内，加入氢氧化钠溶液，沉淀出电解液中溶解的金属离子，并与硫酸进一步反应生成硫酸钠，中和后的液体流入到沉淀罐内，其中的沉淀物聚集在罐的锥形底部。上部干净的液体溢流到最终控制罐内（pH值约9）由泵输送到酸洗线上的Na2SO4循环罐重复使用，沉淀出的残余固体经泥浆泵输送到压滤机内，将污泥压成泥饼由卡车拉到加工厂回炉冶炼。

2.3 硫酸钠净化回收装置内发生的化学反应

根据以上的化学反应方程式可以看出，加入的药剂硫酸、氢氧化钠、亚硫酸氢钠，最后都反应生成了硫酸钠和水，六价铬以氢氧化物的形式沉淀下来，通过压滤机从溶液中去除，整个化学反应过程溶液中没有引入新的离子。硫酸钠净化回收装置产生的硫酸钠溶液指标：

ρ（Na2SO4）约 200 g/L；ρ（Cr6┼）≤0.1 g/L；总金属密度≤0.1 g/L，回用的硫酸钠溶液六价铬和其他金属离子浓度显著降低，溶液中泥含量明显减少，提高了电解效率，不锈钢表面质量有了明显改善。

2.4 太钢硫酸钠净化回收装置工艺流程（见图3）。

图3 太钢硫酸钠净化回收装置工艺流程

3 硫酸钠净化回收技术在太钢的应用

2012年5月，太钢建成3套硫酸钠净化回收处理装置，2015年太钢又建成2套硫酸钠净化回收处理装置。目前太钢有5套硫酸钠净化回收装置在运行，电解酸洗产生的废硫酸溶液全部回用。截至目前，共回收硫酸钠13 750 t，全部回用于生产，节约硫酸钠采购资金687万元，同时减少使用氧化钙6 000 t，减少污泥25 000 t，取得很好的环保和经济效益。

（编辑：王瑾）

Application of NPU Technique in Stainless Steel Electrolytic Pickling

Yuan Jinzhao
（Stainless Cold Rolling Mill,Shanxi Taigang Stainless Steel Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030003）

This paper provides detailed information on operatingprinciple and flowchart ofNPU(Na2SO4purification unit).The practice shows that NPU can bring great economic and environmental benefits with little investment,quick returns and low operating cost by comparing Na2SO4consumption before and after it is put into operation.Effective control of content of hexavalent chromium and other metal ions in Na2SO4electrolyte,and the large decrease of pickling sludge as well as improvement on surface of stainless steel strip can be achievable by introducing acidification reduction technique for recycling waste Na2SO4solution generated during neutral electrolytic pickling process of stainless steel.

neutral electrolytic pickling，hexavalent chromium，acidification reduction，NPU(Na2SO4purification unit)，filter press

TF804.4

A

1672-1152（2017）04-0097-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.36

2017-06-12

原金钊（1970—），男，本科，毕业于北京科技大学，高级工程师，长期从事不锈钢酸洗技术工作。