專利名稱：一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理領域，具體涉及一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法。
背景技術：
在鋼鐵加工行業(yè)中，需要用鹽酸溶液對鋼鐵件表面進行清洗，以除去其表面的鐵銹。在酸洗過程中，鹽酸溶液中的鹽酸不斷消耗，同時二價鐵離子不斷增加，直至該溶液失去清洗能力，此時產生的廢液就是鋼鐵酸洗廢液。該鋼鐵酸洗廢液的主要成分是水、氯化亞鐵、游離酸和少量雜質。由于其含酸含鹽量大，不能直接排放，如果要中和排放，則需要大量的堿，并產生高濃度含鹽廢水和大量含鹽污泥；若回收其中的鹽酸，則能耗高，投資大，腐蝕嚴重且操作環(huán)境差。近年來對鋼鐵酸洗廢液的應用主要是用其來制備聚合氯化鐵。聚合氯化鐵(PFC)是一種無機高分子鐵鹽凈水劑，其凈水絮凝性能優(yōu)于傳統(tǒng)的凈水劑，如三氯化鐵、硫酸鋁、聚氯化鋁等，特別是在對低溫、低濁、高濁水的處理中具有顯著的除濁、除油、脫色、降低COD的能力，具有廣闊的市場應用前景?，F(xiàn)有技術中，聚合氯化鐵的制備在生產中主要采用氯化亞鐵通氯氣的方法，該方法中使用的氯氣為甲類劇毒化學品，工作環(huán)境高危高毒，存在安全隱患。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種安全無毒的利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法。本發(fā)明的技術方案基于氯酸鈉氧化聚合原理，即在酸性溶液中，采用氯酸鈉把Fe2+ 氧化成Fe3+ ;通過聚合引發(fā)劑加速Fe3+發(fā)生部分水解，產生0H_進行交聯(lián)，形成聚合氯化鐵， 其反應方程式如下C103>6Fe2++6H+ — Cr+6Fe3++3H20xFe3++yOH-+ (6-y) CF — Fex (OH) yCl (6_y)式中0彡y彡6，X彡2。本發(fā)明的技術方案如下一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，包括如下步驟(I)在反應罐中加入鋼鐵酸洗廢液和穩(wěn)定劑，充分攪拌均勻，得液料一；(2)在上述液料一中繼續(xù)加入氯酸鈉溶液，進行反應至其中的氯化亞鐵的含量低于0.5%，得液料二 ；(3)在液料二中加入聚合引發(fā)劑，進行聚合反應，反應完畢即得聚合氯化鐵產品。在所述步驟(I)中，所述鋼鐵酸洗廢液含有15 25%的氯化亞鐵及5 12%的游離酸，所述穩(wěn)定劑為磷酸鹽或其復配鹽。所述步驟(3)中的聚合引發(fā)劑為碳酸鈉、氫氧化鈉或氧化鈣中的一種。所述步驟⑴中鋼鐵酸洗廢液和穩(wěn)定劑的重量比為I : O. 02 O. I。
所述步驟⑵中鋼鐵酸洗廢液與以干基計的氯酸鈉的質量比為I : O. I O. 8，所述反應溫度為60 80°C。所述步驟(3)中加入聚合引發(fā)劑至Fe3+與0H_的摩爾比為I 0.01 0.05，所述聚合反應的溫度為60 80°C，反應時間為20 40分鐘。所得聚合氯化鐵產品中，F(xiàn)e3+的含量為12 18%，鹽基度為15 20% ,Fe2+的含量小于O. 5%。本發(fā)明的有益效果是I、本發(fā)明利用鋼鐵酸洗廢液制備聚合氯化鐵，降低了鋼鐵工業(yè)酸洗廢液的后處理成本，充分利用了資源；2、采用氯酸鈉作為氧化劑，避免使用了氯氣，形成良好生產環(huán)境，排除了安全隱患；3、加入聚合引發(fā)劑，提高反應速率，并使得聚合氯化鐵產品的品質提升；4、加入適量的穩(wěn)定劑，提高了聚合氯化鐵產品的儲存穩(wěn)定性；5、本發(fā)明方法的工藝流程簡單，設備投入低，適合工業(yè)化生產。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
對本發(fā)明的技術方案進行進一步的說明和描述。下述實施例中的鋼鐵酸洗廢液含有15 25%的氯化亞鐵及5 12%的游離酸。實施例I(I)在反應罐中加入鋼鐵酸洗廢液和磷酸鈉，上述兩者的重量比為I : O. 02，充分攪拌均勻，得液料一；(2)在上述液料一中繼續(xù)加入氯酸鈉溶液，在80°C下進行反應至其中的氯化亞鐵的含量低于0.5%，得液料二，其中所述鋼鐵酸洗廢液與以干基計的氯酸鈉的質量比為 I O. 2 ；(3)在液料二中加入碳酸鈉至Fe3+與0Γ的摩爾比為I : O. 01，，在80°C下進行聚合反應，反應時間為20分鐘；(4)反應完畢即得聚合氯化鐵產品，產品中該Fe3+的含量為12 18%，鹽基度為 15 20%, Fe2+的含量小于O. 5%0實施例2(I)在反應罐中加入鋼鐵酸洗廢液和磷酸二氫鈉及磷酸鈉的復配，上述兩者的重量比為I : O. 05，充分攪拌均勻，得液料一；(2)在上述液料一中繼續(xù)加入氯酸鈉溶液，在60°C下進行反應至其中的氯化亞鐵的含量低于0.5%，得液料二，其中所述鋼鐵酸洗廢液與以干基計的氯酸鈉的質量比為 I O. 8 ；(3)在液料二中加入氫氧化鈉至Fe3+與OF的摩爾比為I : O. 05，，在60°C下進行聚合反應，反應時間為40分鐘；(4)反應完畢即得聚合氯化鐵產品，產品中該Fe3+的含量為12 18%，鹽基度為 15 20%, Fe2+的含量小于O. 5%0實施例3
(I)在反應罐中加入鋼鐵酸洗廢液和磷酸二氫鈉，上述兩者的重量比為I : 0.1， 充分攪拌均勻，得液料一；(2)在上述液料一中繼續(xù)加入氯酸鈉溶液，在70°C下進行反應至其中的氯化亞鐵的含量低于0.5%，得液料二，其中所述鋼鐵酸洗廢液與以干基計的氯酸鈉的質量比為 I O. 5 ；(3)在液料二中加入氧化鈣至Fe3+與OF的摩爾比為I : O. 03，，在70°C下進行聚合反應，反應時間為30分鐘；(4)反應完畢即得聚合氯化鐵產品，產品中該Fe3+的含量為12 18%，鹽基度為 15 20%, Fe2+的含量小于O. 5%0以上實施例中，如需提高Fe3+含量及鹽基度指標，可再通過減壓濃縮至客戶需求的水平。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內。
權利要求
1.一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于包括如下步驟(1)在反應罐中加入鋼鐵酸洗廢液和穩(wěn)定劑，充分攪拌均勻，得液料一；(2)在上述液料一中繼續(xù)加入氯酸鈉溶液，進行反應至其中的氯化亞鐵的含量低于0.5%，得液料二 ；(3)在液料二中加入聚合引發(fā)劑，進行聚合反應，反應完畢即得聚合氯化鐵產品。
2.如權利要求I所述的一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于 在所述步驟(I)中，所述鋼鐵酸洗廢液含有15 25%的氯化亞鐵及5 12%的游離酸，所述穩(wěn)定劑為磷酸鹽或其復配鹽。
3.如權利要求I所述的一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于 所述步驟(3)中的聚合引發(fā)劑為碳酸鈉、氫氧化鈉或氧化鈣中的一種。
4.如權利要求I至3中任一權利要求所述的一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于所述步驟(I)中鋼鐵酸洗廢液和穩(wěn)定劑的重量比為I : O. 02 O. I。
5.如權利要求I至3中任一權利要求所述的一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于所述步驟(2)中鋼鐵酸洗廢液與以干基計的氯酸鈉的質量比為 I O. I O. 8，所述反應溫度為60 80°C。
6.如權利要求I至3中任一權利要求所述的一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于所述步驟(3)中加入聚合引發(fā)劑至Fe3+與0H_的摩爾比為I : 0.01 O.05，所述聚合反應的溫度為60 80°C，反應時間為20 40分鐘。
7.如權利要求I至3中任一權利要求所述的一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法，其特征在于所得聚合氯化鐵產品中，F(xiàn)e3+的含量為12 18%，鹽基度為15 20%， Fe2+的含量小于O. 5%o
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用鋼鐵酸洗廢液生產聚合氯化鐵的方法。本發(fā)明包括如下步驟(1)在反應罐中加入鋼鐵酸洗廢液和穩(wěn)定劑，充分攪拌均勻，得液料一；(2)在上述液料一中繼續(xù)加入氯酸鈉溶液，進行反應至其中的氯化亞鐵的含量低于0.5％，得液料二；(3)在液料二中加入聚合引發(fā)劑，進行聚合反應，反應完畢即得聚合氯化鐵產品。本發(fā)明利用鋼鐵酸洗廢液制備聚合氯化鐵，降低了鋼鐵工業(yè)酸洗廢液的后處理成本，充分利用了資源；采用氯酸鈉作為氧化劑，避免使用了氯氣，形成良好生產環(huán)境，排除了安全隱患；本發(fā)明方法的工藝流程簡單，設備投入低，適合工業(yè)化生產。
文檔編號C01G49/10GK102603015SQ20121007484
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權日2012年3月20日
發(fā)明者呂奮勇, 呂奮志, 王志巍 申請人:藍保(廈門)水處理科技有限公司