一種矽鋼冷軋乳化液油泥回收提純方法與流程
2023-04-26 15:48:46
本發明屬於環境保護及資源再利用的範疇，具體涉及一種矽鋼冷軋乳化液油泥回收提純方法。
技術背景
冷軋主要是在軋制變形區內，旋轉的軋輥與軋件之間由於軋制力的作用而形成摩擦力，將軋件咬入輥縫中間，軋件產生塑性變形、厚度降低的過程。在軋制過程中，帶鋼在輥縫之間會受到極大的摩擦力，尤其像矽鋼產品，在塑性變形的過程中，會脫落部分鐵粉和矽化物(主要成分是鐵的氧化物及二氧化矽和矽化合物)，這些雜質隨著乳化液進入到潤滑系統中，汙染乳化液箱，使得乳化液的鐵粉和矽化物含量不斷上升。含有與潤滑油脂相結合的雜質顆粒的乳化液再噴到輥縫之間，在很大的軋制力作用下鐵粉顆粒會破壞軋制變形區潤滑油膜的潤滑性能，導致潤滑不足，同時使油滴包裹的鐵粉軋到鋼板表面，破壞軋制穩定性，並且在鋼板表面形成軋制缺陷。
目前，為脫除乳化液中的鐵粉油泥，一般採用磁性過濾技術將具有磁性的雜質(如鐵粉)過濾出來，這些過濾出來的油泥作為廢棄物排放。一個大型冷軋鋼廠，月均清運油泥達40噸，是軋制油最大的損耗點；另外，油泥中含有大量的鐵，造成金屬平衡損失；最後，處置這些矽鋼冷軋乳化液油泥的過程，也容易造成對環境的二次汙染。
中國專利申請CN200510019081.0公開了一種冷軋軋制乳化液廢水處理的方法及其系統，通過粗濾、循環箱除油、中和池中和、生物降解以及陶瓷膜超濾，使處理後的乳化液廢水符合達標排放的標準。該專利申請的發明目的是對乳化液廢水進行處理，達到合規排放的目的，但並不涉及對廢水中廢軋制油的回收。此外，中國專利申請201320707301.9也公開了一種從軋鋼廠乳化液油泥中回收廢油的試驗裝置，該裝置是一種實驗室中的小試設備，其主要原理是通過對油泥進行烘焙，得到油霧蒸汽後再冷凝回收，但該工藝僅是用於實驗室，並未實際應用。
鑑於上述情況，如果能有一種方法對矽鋼冷軋乳化液油泥進行回收提純，無論在經濟性還是環境保護上，都有著積極的意義。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決上述矽鋼冷軋乳化液油泥回收再利用過程中的成本高，資源浪費等問題而提供的一種矽鋼冷軋乳化液油泥進行回收提純方法，該方法成本低、充分利用矽鋼冷軋乳化液油泥中的鐵粉和乳化液，提高了材料的利用率和控制環境汙染。
為實現上述目的，本發明提供了一種矽鋼冷軋乳化液油泥回收提純方法，包括以下步驟：
(1)將矽鋼冷軋乳化液油泥加熱至70℃±10℃，加矽鋼冷軋乳化液油泥質量2-10％的氟化氫，打漿反應1～2小時，形成分散性較好的水性漿料；
(2)將步驟(1)中的水性漿料用電磁鐵進行磁性分離，得到除矽後的軋制油-油泥混合物和含有軋制油、水溶矽的分散液；
(3)向步驟(2)得到的除矽後的軋制油-油泥混合物中加入佔其重量百分比50-60％的有機溶劑，打漿2～3小時後，靜置分層萃取，除去水相，得到軋制油-有機溶劑和鐵粉的混合物；
(4)將步驟(3)得到的軋制油-有機溶劑和鐵粉的混合物利用電磁鐵進行磁性分離，分別得到純淨鐵粉和軋制油-有機溶劑混合物；
(5)將步驟(2)中獲得的含有軋制油、水溶矽的分散液，加入佔其重量百分比50-60％的有機溶劑，打漿2～3小時，靜置分層萃取，分離水相和有機相後，得到除水溶矽的軋制油-有機溶劑；
(6)將步驟(4)和步驟(5)得到的軋制油-有機溶劑合併後通過減壓蒸餾，將有機溶劑去除，得到提純後的軋制油，可回收使用。
本發明所述的矽鋼冷軋乳化液油泥的主要成分的重量百分比為：鐵及鐵的氧化物0.01％～0.03％，二氧化矽0.02％～0.05％，軋制油0.7％～3.0％，餘量為水。
在本發明中，步驟(1)中的氟化氫利用對矽的溶解性，通過一起加熱打漿，使油泥中的矽成分和氟化氫充分反應而生成易溶於水的氟矽酸，同時對乳化液進行破乳，最後獲得含有軋制油、鐵粉、水溶矽的水性漿料。氟化氫可以選用15％～20％氫氟酸水溶液。
步驟(1)形成的分散性較好的水性漿料的含水量為50～60％。
步驟(2)中除矽後的軋制油-油泥混合物從本質上來說，是軋制油包覆的鐵粉的混合物，因此本身具有磁性。基於此原理，在步驟(2)中可以用電磁鐵將 除矽後的軋制油-油泥混合物和水溶矽的分散液進行分離，從而得到不含矽的軋制油-油泥混合物。
步驟(3)和步驟(5)所述有機溶劑，各自獨立的優選為氯仿、四氯化碳、四氫呋喃、甲苯的一種或多種的混合物。更優選的，步驟(3)和步驟(5)所述有機溶劑相同。
本技術方案所述的矽鋼冷軋乳化液油泥進行回收提純方法，製備工藝過程對環境汙染小，是一種環境友好綠色工藝過程。本技術方案工藝簡單，易於操作。利用打漿破乳、除矽、磁性分離、萃取回收等簡單的技術，實現資源回收再利用的問題，解決環境汙染問題。
具體實施方式
實施例1
(1)將矽鋼冷軋乳化液油泥加熱至70℃，加5％油泥質量的20％氫氟酸水溶液，打漿反應1小時，形成含水量為50wt％的分散性良好的漿料；
(2)將步驟(1)中水性漿料用電磁鐵磁性分離後，得到除矽後的軋制油-油泥混合物和含有軋制油、水溶矽的分散液；
(3)向步驟(2)得到的除矽後的軋制油-油泥混合物中加入50wt％的氯仿，打漿2小時後，靜置分層，萃取分離，除去水相，得到軋制油-氯仿和鐵粉混合物；
(4)將步驟(3)得到的混合物利用電磁鐵磁性分離，分別得到純淨鐵粉和軋制油-氯仿；
(5)將步驟(2)中獲得的含有軋制油、水溶矽的分散液，加入50wt％的氯仿，打漿3小時，靜置分層萃取，分離水相和有機相後，得到除水溶矽的軋制油-氯仿。
(6)將步驟(4)和步驟(5)得到的軋制油-氯仿合併後通過減壓蒸餾，將溶劑去除，得到提純後的軋制油。
利用島津GC-2014-Ms測試軋制油的純度，含水量為0.05％，含有氯仿量為0.5％，純度為99.45％；利用牛津X-Supreme8000的X射線螢光光譜儀(XRF)測試純淨鐵粉的純度，鐵含量達到98.5％。
實施例2
(1)將矽鋼冷軋乳化液油泥加熱至80℃，加10％油泥質量的20％氫氟酸水溶液， 打漿反應1小時，形成含水量為55wt％的分散性良好的漿料；
(2)將步驟(1)中水性漿料用電磁鐵磁性分離後，得到除矽後的軋制油-油泥混合物和含有軋制油、水溶矽的分散液；
(3)向步驟(2)得到的除矽後的軋制油-油泥混合物中加入55wt％的氯仿，打漿2小時後，靜置分層，萃取分離，除去水相，得到軋制油-氯仿和鐵粉混合物；
(4)將步驟(3)得到的混合物利用電磁鐵磁性分離，分別得到純淨鐵粉和軋制油-氯仿；
(5)將步驟(2)中獲得的含有軋制油、水溶矽的分散液，加入55wt％的氯仿，打漿3小時，靜置分層萃取，分離水相和有機相後，得到除水溶矽的軋制油-氯仿。
(6)將步驟(4)和步驟(5)得到的軋制油-氯仿合併後通過減壓蒸餾，將溶劑去除，得到提純後的軋制油。
利用島津GC-2014-Ms測試軋制油的純度，含水量為0.08％，含有氯仿量為0.5％，純度為99.42％；利用牛津X-Supreme8000的X射線螢光光譜儀(XRF)測試純淨鐵粉的純度，鐵含量達到98.0％。
實施例3
(1)將矽鋼冷軋乳化液油泥加熱至80℃，加6％油泥質量的20％氫氟酸水溶液，打漿反應1小時，形成含水量為50wt％的分散性良好的漿料；
(2)將步驟(1)中水性漿料用電磁鐵磁性分離後，得到除矽後的軋制油-油泥混合物和含有軋制油、水溶矽的分散液；
(3)向步驟(2)得到的除矽後的軋制油-油泥混合物中加入50wt％的四氯化碳，打漿2小時後，靜置分層，萃取分離，除去水相，得到軋制油-四氯化碳和鐵粉混合物；
(4)將步驟(3)得到的混合物利用電磁鐵磁性分離，分別得到純淨鐵粉和軋制油-四氯化碳；
(5)將步驟(2)中獲得的含有軋制油、水溶矽的分散液，加入50wt％的四氯化碳，打漿3小時，靜置分層萃取，分離水相和有機相後，得到除水溶矽的軋制油-四氯化碳。
(6)將步驟(4)和步驟(5)得到的軋制油-四氯化碳合併後通過減壓蒸餾，將溶 劑去除，得到提純後的軋制油。
(7)利用島津GC-2014-Ms測試軋制油的純度，含水量為0.1％，含有四氯化碳量為0.4％，純度為99.5％；利用牛津X-Supreme8000的X射線螢光光譜儀(XRF)測試純淨鐵粉的純度，鐵含量達到99.1％。
實施例4
(1)將矽鋼冷軋乳化液油泥加熱至80℃，加8％油泥質量的20％氫氟酸水溶液，打漿反應1小時，形成含水量為60wt％的分散性良好的漿料；
(2)將步驟(1)中水性漿料用電磁鐵磁性分離後，得到除矽後的軋制油-油泥混合物和含有軋制油、水溶矽的分散液；
(3)向步驟(2)得到的除矽後的軋制油-油泥混合物中加入60wt％的四氫呋喃，打漿2小時後，靜置分層，萃取分離，除去水相，得到軋制油-四氫呋喃和鐵粉混合物；
(4)將步驟(3)得到的混合物利用電磁鐵磁性分離，分別得到純淨鐵粉和軋制油-四氫呋喃；
(5)將步驟(2)中獲得的含有軋制油、水溶矽的分散液，加入60wt％的四氫呋喃，打漿3小時，靜置分層萃取，分離水相和有機相後，得到除水溶矽的軋制油-四氫呋喃。
(6)將步驟(4)和步驟(5)得到的軋制油-四氫呋喃合併後通過減壓蒸餾，將溶劑去除，得到提純後的軋制油。
利用島津GC-2014-Ms測試軋制油的純度，含水量為0.12％，含有THF量為0.3％，純度為99.58％；利用牛津X-Supreme8000的X射線螢光光譜儀(XRF)測試純淨鐵粉的純度，鐵含量達到98.6％。
實施例5
(1)將矽鋼冷軋乳化液油泥加熱至70℃，加10％油泥質量的20％氫氟酸水溶液，打漿反應1小時，形成含水量為60wt％的分散性良好的漿料；
(2)將步驟(1)中水性漿料用電磁鐵磁性分離後，得到除矽後的軋制油-油泥混合物和含有軋制油、水溶矽的分散液；
(3)向步驟(2)得到的除矽後的軋制油-油泥混合物中加入60wt％的甲苯，打漿2小時後，靜置分層，萃取分離，除去水相，得到軋制油-甲苯和鐵粉混合物；
(4)將步驟(3)得到的混合物利用電磁鐵磁性分離，分別得到純淨鐵粉和軋制油-甲苯；
(5)將步驟(2)中獲得的含有軋制油、水溶矽的分散液，加入60wt％的甲苯，打漿3小時，靜置分層萃取，分離水相和有機相後，得到除水溶矽的軋制油-甲苯。
(6)將步驟(4)和步驟(5)得到的軋制油-甲苯合併後通過減壓蒸餾，將溶劑去除，得到提純後的軋制油。