鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物的方法，其原料組分為100％鋼鐵酸洗廢水污泥。先將廢水污泥于105℃烘干，再將其浸入濃度為3mol/L的鹽酸中，得到酸浸濾液，再將2mol/L的氫氧化鈣懸浮液加入到酸浸濾液中，調(diào)節(jié)pH值為4～7，得到紅棕色沉淀物，再將沉淀物于200～400℃焙燒，制得煉鐵用鐵氧化合物。本發(fā)明首次采用鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物，既提高了鋼鐵酸洗廢水污泥的利用率和環(huán)境安全性，又節(jié)約了天然鐵礦資源，實現(xiàn)了對鋼鐵酸洗廢水污泥中鐵的資源化。
【專利說明】鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于鋼鐵酸洗廢水污泥處理的，尤其涉及一種回收鋼鐵酸洗廢水污泥中的鐵，并利用其制備煉鐵用鐵氧化合物的方法。
【背景技術】
[0002]在鋼鐵和鋼鐵制品廠中酸洗鋼鐵而產(chǎn)生大量的酸洗廢水。為了保護環(huán)境、節(jié)約及合理利用資源，國內(nèi)外學者對酸洗廢水處理進行了一些研究，主要是采用直接焙燒法、酸鹽分離法及氧化中和法等回收酸洗廢水中鐵資源。直接焙燒法是高溫氧化亞鐵鹽，蒸發(fā)得氧化鐵和再生酸，適宜處理鹽酸的酸洗廢水，具有設備緊湊、處理能力大、酸的再生回收率高的優(yōu)點，但由于鹽酸的腐蝕性及酸洗與再生工序的配合等因素，使其運行成本高。酸鹽分離法是將酸洗廢水經(jīng)蒸發(fā)、冷凝及液內(nèi)燃燒等過程等到濃縮酸和亞鐵鹽，但產(chǎn)物的品質(zhì)較差。氧化中和法是用通氧和調(diào)節(jié)PH值將亞鐵鹽轉(zhuǎn)化為氧化鐵，但控制pH值較難。因而，探索徹底、低成本、直接處理酸洗廢水的方法仍是研究的熱點。
[0003]目前，一些鋼鐵企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的處理方法，即一般采用石灰、電石渣或氫氧化鈣對其進行中和處理，同時產(chǎn)生大量的污泥，而且所產(chǎn)生的污泥再處理困難，占用大量的土地，并造成二次污染和資源的浪費。隨著我國鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，酸洗廢水的數(shù)量迅速增加，酸洗廢水污泥的出路問題已經(jīng)十分突出。
[0004]將鋼鐵酸洗廢水污泥為原料制備煉鐵用鐵氧化合物,從酸洗廢水污泥的利用率、環(huán)境安全性及節(jié)約天然鐵礦資源方面都具有較好的應用前景，可是目前這方面的研究報道很少。
[0005]為了實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)鋼鐵酸洗廢水污泥處理及資源化技術已成為鋼鐵重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的，是針對鋼鐵行業(yè)酸洗廢水處理及其污泥造成的二次污染和資源的浪費的現(xiàn)狀，首次采用鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物，以實現(xiàn)對鋼鐵酸洗廢水污泥中鐵的資源化。
[0007]本發(fā)明通過下述技術方案予以實現(xiàn)。
[0008]一種鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物的方法，其原料組分為100 %的鋼鐵酸洗廢水污泥；制備步驟如下:
[0009]①預處理
[0010]將鋼鐵酸洗廢水污泥于105°C烘干12h，得到干化的鋼鐵酸洗廢水污泥，研磨，過100目篩；
[0011]②酸浸
[0012]將步驟①干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥浸入濃度為3mol/L的鹽酸中，液固質(zhì)量比為3:1-6:1，常溫浸潰30-90min，過濾分離，得到殘渣和酸浸濾液；[0013]③中和
[0014]將石灰投入到水中，制得2mol/L的氫氧化鈣懸浮液，再將2mol/L的氫氧化鈣懸浮液攪拌加入到步驟②制得的酸浸濾液中，并調(diào)節(jié)PH值為4-7，攪拌lOmin，生成紅棕色沉淀，離心分離，得到紅棕色沉淀物和中和濾液；
[0015]④焙燒
[0016]將步驟③得到的紅棕色沉淀物置于高溫爐中焙燒，焙燒溫度為200-400°C，焙燒時間為30min-1.5h，制得煉鐵用鐵氧化合物。
[0017]所述制備方法步驟②優(yōu)選的浸潰方案為:干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥與鹽酸的液固質(zhì)量比為4.5:1，常溫浸潰60min。
[0018]所述步驟③優(yōu)選的中和方案為:調(diào)節(jié)pH值為5。
[0019]所述步驟④優(yōu)選的焙燒溫度為300°C，焙燒時間為lh。
[0020]本發(fā)明的有益效果 是，首次采用鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物，既提高鋼鐵酸洗廢水污泥的利用率和環(huán)境安全性，又節(jié)約了天然鐵礦資源，實現(xiàn)了對鋼鐵酸洗廢水污泥中鐵的資源化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021 ] 圖1是本發(fā)明的鐵氧化合物的X衍射譜圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的鐵氧化合物所含元素種類及含量的X熒光光譜圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]本發(fā)明原料為100%鋼鐵酸洗廢水污泥。
[0025]實施例1
[0026]①預處理
[0027]將鋼鐵酸洗廢水污泥于105°C烘干12h，得到干化的鋼鐵酸洗廢水污泥，研磨，過100目篩；
[0028]②酸浸
[0029]將步驟①干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥2g浸入濃度為3mol/L的鹽酸中(液固質(zhì)量比為3:1)，常溫浸潰90min，過濾分離，得到殘渣和酸浸濾液；
[0030]③中和
[0031]將3.5g石灰投入到水中，制得2mol/L的氫氧化鈣懸浮液，再將2mol/L的氫氧化鈣懸浮液攪拌加入到步驟②制得的酸浸濾液中，并調(diào)節(jié)PH值為7，攪拌lOmin，生成紅棕色沉淀，離心分離，得到紅棕色沉淀物和中和濾液；
[0032]④焙燒
[0033]將步驟③得到的紅棕色沉淀物置于高溫爐中焙燒，焙燒溫度為200°C，焙燒時間為
1.5h，制得煉鐵用鐵氧化合物。
[0034]將實施例1制得煉鐵用鐵氧化合物進行檢測:
[0035]①對實施例1煉鐵用鐵氧化合物進行預處理
[0036]將鐵氧化合物研磨后通過300目篩，備用。[0037]②晶相組成的分析
[0038]用X衍射儀分析鐵氧化合物的晶相組成。
[0039]③成分和含量的分析
[0040]用X熒光光譜分析鐵氧化合物的鐵含量為30.04wt%。
[0041]實施例2
[0042]①預處理
[0043]將鋼鐵酸洗廢水污泥105°C烘干12h，得到干化的鋼鐵酸洗廢水污泥，研磨，過100目篩；
[0044]②酸浸
[0045]將步驟①干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥2g浸入濃度為3mol/L的鹽酸中(液固質(zhì)量比為4.5:1)，常溫浸潰60min，過濾分離，得到殘渣和酸浸濾液；
[0046]③中和
[0047]將3.5g石灰投入到水中，制得2mol/L的氫氧化鈣懸浮液，再將2mol/L的氫氧化鈣懸浮液攪拌加入到步驟②制得的酸浸濾液中，并調(diào)節(jié)PH值為5，攪拌lOmin，生成紅棕色沉淀，離心分離，得到紅棕色沉淀物和濾液2 ；
[0048]④焙燒
[0049]將步驟③得到的紅棕色沉淀物置于高溫爐中焙燒，焙燒溫度為300°C，焙燒時間為lh，制得煉鐵用鐵氧化合物。
[0050]實施例2制得煉鐵用鐵氧化合物的檢測步驟同于實施例1，確定生成氧化鐵，而且鐵氧化合物的鐵含量為38.67wt%。
[0051]實施例3
[0052]①預處理
[0053]將鋼鐵酸洗廢水污泥105°C烘干12h，得到干化的鋼鐵酸洗廢水污泥，研磨，過100目篩；
[0054]②酸浸
[0055]將步驟①干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥2g浸入濃度為3mol/L的鹽酸中(液固質(zhì)量比為6:1)，常溫浸潰30min，過濾分離，得到殘渣和酸浸濾液；
[0056]③中和
[0057]將3.5g石灰投入到水中，制得2mol/L的氫氧化鈣懸浮液，再將2mol/L的氫氧化鈣懸浮液攪拌加入到步驟②制得的酸浸濾液中，并調(diào)節(jié)PH值為4，攪拌lOmin，生成紅棕色沉淀，離心分離，得到紅棕色沉淀物和濾液2 ；
[0058]④焙燒
[0059]將步驟③得到的紅棕色沉淀物置于高溫爐中焙燒，焙燒溫度為400°C，焙燒時間為30min,制得煉鐵用鐵氧化合物。
[0060]實施例3制得煉鐵用鐵氧化合物的檢測步驟同于實施例1，確定生成氧化鐵，而且鐵氧化合物的鐵含量為32.12wt%。
[0061]依據(jù)工業(yè)煉鐵對鐵礦石的要求，含鐵量應為33-70%，采用本發(fā)明制得的鐵氧化合物含鐵量均高于30%，符合工業(yè)煉鐵對含鐵原料的要求。圖1顯示在12°、28。、31-37°、55°及61-65°附近出現(xiàn)特征峰，確定生成鐵氧化合物。圖2中反映了本發(fā)明的鐵氧化合物所含元素種類及其含量。
[0062]通常煉鐵所用鐵礦石有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦及菱鐵礦，本發(fā)明制備的鐵氧化合物與通常所用的鐵礦石的含鐵量詳見表I。
[0063]表 I
[0064]
【權利要求】
1.一種鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物的方法，其原料組分為100%的鋼鐵酸洗廢水污泥；制備步驟如下: ①預處理 將鋼鐵酸洗廢水污泥于105°c烘干12h，得到干化的鋼鐵酸洗廢水污泥，研磨，過100目篩； ②酸浸 將步驟①干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥浸入濃度為3mol/L的鹽酸中，液固質(zhì)量比為3:I-6:1，常溫浸潰30-90min，過濾分離，得到殘渣和酸浸濾液； ③中和 將石灰投入到水中，制得2mol/L的氫氧化鈣懸浮液，再將2mol/L的氫氧化鈣懸浮液攪拌加入到步驟②制得的酸浸濾液中，并調(diào)節(jié)PH值為4-7，攪拌lOmin，生成紅棕色沉淀，離心分離，得到紅棕色沉淀物和中和濾液； ④焙燒 將步驟③得到的紅棕色沉淀物置于高溫爐中焙燒，焙燒溫度為200-400°C，焙燒時間為30min-1.5h，制得煉 鐵用鐵氧化合物。
2.根據(jù)權利要求1的鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物，其特征在于，所述制備方法步驟②優(yōu)選的浸潰方案為:干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥與鹽酸的液固質(zhì)量比為4.5:1，常溫浸潰60min。
3.根據(jù)權利要求1的鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物，其特征在于，所述步驟③優(yōu)選的中和方案為:調(diào)節(jié)PH值為5。
4.根據(jù)權利要求1的鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物，其特征在于，所述步驟④優(yōu)選的焙燒溫度為300°C，焙燒時間為lh。
【文檔編號】C22B1/02GK103451422SQ201310395344
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權日:2013年9月3日
【發(fā)明者】范曉丹, 張襄楷 申請人:天津城建大學