Les techniques de traitement couramment utilisées dans les usines métallurgiques comprennent la cristallisation sous vide par jet de vapeur, la cristallisation par congélation par évaporation, le sulfate ferrique polymère, la limaille de fer et la dialyse par diffusion. Il existe également la méthode de régénération à l’oxyde de fer et à l’ammoniac rouge, moins utilisée en raison de ses multiples équipements et de sa forte consommation d’énergie. La capacité des équipements de transformation est généralement exprimée en termes de quantité d'acide sulfurique consommée par an (concentration de 98 %) pour le décapage de l'acier. Généralement, les petits équipements consomment environ 500 t/an, tandis que les gros équipements consomment 1000-3000 t/an.
Méthode de cristallisation sous vide au jet de vapeur :une méthode permettant de maintenir un certain degré de vide dans l'évaporateur et le cristalliseur grâce à un jet de vapeur et un condenseur. Lorsque le liquide résiduaire ayant une température supérieure à la température d'évaporation sous ce degré de vide passe à travers, l'eau contenue dans le liquide résiduaire s'évapore dans un état adiabatique, ce qui entraîne une diminution de la température du liquide résiduaire, une augmentation de la concentration et une diminution correspondante de la solubilité du sulfate ferreux. Dans le même temps, un nouvel acide est ajouté à l’évaporateur pour augmenter l’acidité de la solution et précipiter les cristaux de sulfate ferreux sursaturés. Le déroulement du processus est illustré à la figure 1. L'avantage de cette méthode est qu'elle peut traiter une grande quantité de déchets liquides et produire en continu du sulfate ferreux à sept cristaux d'eau (FeSO4 • 7H2O) et de l'acide régénéré (contenant 10 % à 20 % de H2SO4 et 44% à 8% FeSO). FeSO4 • 7H2O a une pureté supérieure à 95 % et contient moins de 1 % de H2SO4. Pas de pollution secondaire. L’inconvénient est qu’un nouvel acide doit être ajouté pendant le traitement et que tout lavage acide utilise de l’acide régénéré. La buse de l’injecteur de vapeur est sujette à l’usure.
Méthode de cristallisation par congélation par concentration d'évaporation :Le liquide résiduaire est d'abord chauffé dans l'évaporateur et l'eau est éliminée par évaporation sous vide pour augmenter l'acidité et la concentration du sulfate ferreux. Ensuite, il est envoyé au réservoir de cristallisation et la température du liquide résiduaire est abaissée à 0-3 degré avec de l'eau salée gelée pour précipiter les cristaux de sulfate ferreux. Le temps de cristallisation par congélation est généralement de 2 heures. Les avantages de cette méthode sont qu'elle peut traiter une grande quantité de déchets liquides, avoir une efficacité d'évaporation élevée et produire du sulfate ferreux à sept cristaux d'eau. Pendant le processus de traitement, aucun nouvel acide n'est nécessaire et le nouvel acide est directement utilisé pour le décapage de l'acier. L'acide régénéré contient 16 à 20 % de H2SO4 et 5,5 à 7 % de FeSO4. FeSO4 • 7H2O a une pureté supérieure à 95 % et contient moins de 1 % de H2SO4. L'inconvénient est qu'il nécessite un ensemble complet d'équipements tels qu'un congélateur, ce qui nécessite un investissement important, un coût élevé et un fonctionnement complexe. Les évaporateurs en graphite sont sujets au blocage par des cristaux de sulfate ferreux. Le tube de cuivre dans le réservoir de cristallisation est corrodé par l'acide et a une courte durée de vie, nécessitant un remplacement fréquent.
Méthode au sulfate ferrique polymère :Tout d'abord, le liquide résiduaire est prétraité, puis oxydé avec de l'oxygène, et NaNO2 est utilisé comme catalyseur pour générer un polymère de sulfate ferrique basique, à savoir le sulfate ferrique polymère, qui est utilisé comme agent de purification de l'eau. Le flux du processus est illustré à la figure 3. Cette méthode peut traiter les déchets liquides générés dans diverses situations, avec un fonctionnement intermittent et un cycle de production de 2 heures. Le sulfate ferrique polymère contient 12,5 % à 13,5 % de Fe2O3, des traces de Fe2+, une densité de 1,45 à 1,50g/cm3, une alcalinité de 10 % à 13 %, et une valeur de pH de 0,5 à 1,0. Son équipement de traitement est simple, avec un faible investissement et aucune pollution secondaire.
Méthode de limaille de fer :L'acide libre contenu dans les déchets liquides réagit avec la limaille de fer pour former du sulfate ferreux, qui est ensuite concentré par chauffage et naturellement refroidi pour cristalliser et précipiter. Cette méthode entraîne une grave pollution de l'environnement, une intensité de travail élevée et le liquide résiduel déchargé contient environ 0,15 % de H2SO4 et 421 % de FeSO, nécessitant un traitement de neutralisation. Applicable uniquement au traitement de faibles volumes de liquides résiduaires.
Méthode de dialyse de diffusion :en utilisant une membrane échangeuse d'ions, une dialyse par diffusion, pour séparer les acides libres et le sulfate ferreux dans les déchets liquides. Il a une faible consommation d’énergie et un fonctionnement facile. L'acide régénéré contient 140 ~ 180 g/L de H2SO4 et pas plus de 10 g/L de FeSO4. La solution résiduelle contient 20-30g/L H2SO4 et 10-120g/L FeSO4 et nécessite un traitement de neutralisation. Convient au traitement des déchets liquides à faible volume et des déchets liquides de décapage des tôles d'acier au silicium.