Le tecniche di lavorazione comunemente utilizzate negli impianti metallurgici comprendono la cristallizzazione sotto vuoto con getto di vapore, la cristallizzazione per congelamento con concentrazione di evaporazione, solfato ferrico polimerico, limatura di ferro e dialisi per diffusione. Esiste anche il metodo di rigenerazione con ossido di ferro e ammoniaca rossa, meno comunemente utilizzato a causa delle molteplici apparecchiature e dell'elevato consumo energetico. La capacità delle apparecchiature di lavorazione è solitamente espressa in termini di quantità di acido solforico consumato all'anno (concentrazione del 98%) per il decapaggio dell'acciaio. In genere, le apparecchiature di piccole dimensioni consumano circa 500 t/anno, mentre le apparecchiature di grandi dimensioni consumano 1000-3000t/anno.
Metodo di cristallizzazione sotto vuoto a getto di vapore:un metodo per mantenere un certo grado di vuoto nell'evaporatore e nel cristallizzatore attraverso un getto di vapore e un condensatore. Quando passa il liquido di scarico con una temperatura maggiore della temperatura di evaporazione sotto questo grado di vuoto, l'acqua nel liquido di scarico evapora in uno stato adiabatico, determinando una diminuzione della temperatura del liquido di scarico, un aumento della concentrazione e una corrispondente diminuzione della la solubilità del solfato ferroso. Allo stesso tempo, nell'evaporatore viene aggiunto nuovo acido per aumentare l'acidità della soluzione e far precipitare i cristalli di solfato ferroso sovrasaturato. Il flusso del processo è mostrato nella Figura 1. Il vantaggio di questo metodo è che può gestire una grande quantità di liquidi di scarto e produrre continuamente sette cristalli di solfato ferroso d'acqua (FeSO4 • 7H2O) e acido rigenerato (contenente dal 10% al 20% di H2SO4 e dal 44% all'8% FeSO). FeSO4 • 7H2O ha una purezza superiore al 95% e contiene meno dell'1% di H2SO4. Nessun inquinamento secondario. Lo svantaggio è che è necessario aggiungere nuovo acido durante la lavorazione e tutti i lavaggi acidi utilizzano acido rigenerato. L'ugello dell'iniettore di vapore è soggetto a usura.
Metodo di cristallizzazione per congelamento con concentrazione di evaporazione:Il liquido di scarto viene prima riscaldato nell'evaporatore e l'acqua viene rimossa mediante evaporazione sotto vuoto per aumentare l'acidità e la concentrazione di solfato ferroso. Quindi, viene inviato al serbatoio di cristallizzazione e la temperatura del liquido di scarto viene abbassata a 0-3 gradi con acqua salata congelata per far precipitare i cristalli di solfato ferroso. Il tempo di cristallizzazione del congelamento è generalmente di 2 ore. I vantaggi di questo metodo sono che può trattare una grande quantità di liquidi di scarto, ha un'elevata efficienza di evaporazione e produce solfato ferroso di acqua cristallina. Durante il processo di trattamento non è necessario alcun nuovo acido e il nuovo acido viene utilizzato direttamente per il decapaggio dell'acciaio. L'acido rigenerato contiene dal 16% al 20% di H2SO4 e dal 5,5% al 7% di FeSO4. FeSO4 • 7H2O ha una purezza superiore al 95% e contiene meno dell'1% di H2SO4. Lo svantaggio è che richiede un set completo di apparecchiature come un congelatore, che richiede un grande investimento, costi elevati e un funzionamento complesso. Gli evaporatori di grafite tendono a bloccarsi a causa dei cristalli di solfato ferroso. Il tubo di rame nel serbatoio di cristallizzazione è corroso dall'acido e ha una durata breve e richiede una sostituzione frequente.
Metodo del solfato ferrico polimerico:Innanzitutto, il liquido di scarto viene pretrattato, quindi ossidato con ossigeno e NaNO2 viene utilizzato come catalizzatore per generare un polimero basico di solfato ferrico, ovvero solfato ferrico polimerico, che viene utilizzato come agente di purificazione dell'acqua. Il flusso del processo è mostrato nella Figura 3. Questo metodo può gestire i liquidi di scarto generati in varie situazioni, con funzionamento intermittente e un ciclo di produzione di 2 ore. Il solfato ferrico polimerico contiene dal 12,5% al 13,5% di Fe2O3, tracce di Fe2+, una densità da 1,45 a 1,50g/cm3, un'alcalinità dall'10% al 13%, e un valore di pH compreso tra 0,5 e 1,0. Le sue apparecchiature di processo sono semplici, con bassi investimenti e nessun inquinamento secondario.
Metodo della limatura di ferro:L'acido libero nel liquido di scarico reagisce con la limatura di ferro per formare solfato ferroso, che viene poi concentrato mediante riscaldamento e raffreddato naturalmente per cristallizzare e precipitare. Questo metodo presenta un grave inquinamento ambientale, un'elevata intensità di manodopera e il liquido residuo scaricato contiene circa 0,15% H2SO4 e 421% FeSO, richiedendo un trattamento di neutralizzazione. Applicabile solo al trattamento di volumi liquidi di scarto ridotti.
Metodo di dialisi per diffusione:utilizzando la membrana a scambio ionico, la dialisi per diffusione, per separare gli acidi liberi e il solfato ferroso nei liquidi di scarico. Ha un basso consumo energetico e un funzionamento facile. L'acido rigenerato contiene 140~180 g/L di H2SO4 e non più di 10 g/L di FeSO4. La soluzione residua contiene 20-30g/L H2SO4 e 10-120g/L FeSO4 e richiede un trattamento di neutralizzazione. Adatto per il trattamento di liquidi di scarto a basso volume e di scarti di decapaggio di lamiere di acciaio al silicio.