一種利用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁的方法，其合成主要原料為鹽酸酸洗廢液和鋁釩土粉，鹽酸含量為10%～15%；在50℃～60℃溫度下，加入氯酸鹽類氧化劑并攪拌1.5h～2.5h，使二價(jià)鐵離子全部氧化為三價(jià)鐵離子；按鋁釩土粉和鹽酸酸洗廢液的質(zhì)量比為1∶0.10～0.15的比例加入鋁釩土粉，在50℃～80℃溫度下攪拌反應(yīng)1.5h～3h，對(duì)所得溶液進(jìn)行過(guò)濾，并按照[P/(Fe+Al)](摩爾比)=1∶0.04～0.10的比例在濾液中加入穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～90分鐘，反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫，本發(fā)明為酸廢液處理和混凝劑的生產(chǎn)提供了反應(yīng)時(shí)間短、溫度低、反應(yīng)溫和、成本低和鋁含量高的生產(chǎn)工藝，達(dá)到以廢治廢的目的，具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
【專利說(shuō)明】一種利用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金廢棄物循環(huán)利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合 氯化鐵鋁及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鋼鐵制品的生產(chǎn)和加工過(guò)程中，常常要用鹽酸進(jìn)行表面處理，以除去鋼材表面 的銹蝕物。當(dāng)清洗進(jìn)行到一定程度時(shí)，酸洗液中酸濃度降低，酸洗速率變慢，必須更換新酸 以維持合適的酸洗速率，由此產(chǎn)生大量的酸洗廢液，其中含有大量的亞鐵離子和游離酸。我 國(guó)每年酸洗廢液排放量近百萬(wàn)立方米。由于酸洗廢液會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染和破壞，目前 已被列為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。
[0003] 目前，大型鋼鐵企業(yè)一般采用魯滋納法回收鹽酸，同時(shí)產(chǎn)生副產(chǎn)品氧化鐵紅，但是 此方法投資運(yùn)營(yíng)成本高、能耗高，處理過(guò)程中還產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的酸堿泥等固體廢棄物。而 一些小型鋼鐵企業(yè)沒有條件對(duì)酸廢液進(jìn)行回收利用，一般采用加堿中和的方法處理后外 排，由于含酸廢液經(jīng)過(guò)加堿中和處理，經(jīng)常出現(xiàn)pH超標(biāo)或懸浮物SS超標(biāo)情況，外排時(shí)對(duì)管 線和環(huán)境造成嚴(yán)重影響，而且每年要交納數(shù)目可觀的排污費(fèi)，在產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題的同時(shí)，也是 對(duì)廢液中的酸和鐵資源的一種浪費(fèi)。酸廢液處理成本高且難以達(dá)標(biāo)排放，一直是困繞鋼鐵 企業(yè)的環(huán)保難題，尋找一個(gè)低成本、低能耗、無(wú)污染的酸洗廢液回收利用方法，具有重要的 現(xiàn)實(shí)意義。
[0004] 近些年來(lái)，對(duì)鋼鐵鹽酸酸洗廢液的處理和回收利用得到了一定的重視，其中一個(gè) 主要方面就是利用其作為生產(chǎn)無(wú)機(jī)混凝劑聚合氯化鐵的原料。聚合氯化鐵的穩(wěn)定性差，在 一定程度上限制了其生產(chǎn)和使用。聚合鐵鋁復(fù)合混凝劑綜合了鐵鹽和鋁鹽兩種混凝劑的優(yōu) 點(diǎn)，克服了鐵鹽的出水不清、色度高、穩(wěn)定性差和鋁鹽的礬花生成速度慢、質(zhì)量輕等缺點(diǎn)，具 有比單一鐵鹽或鋁鹽更優(yōu)良的混凝性能。
[0005] 利用酸洗廢液制備聚合氯化鐵、聚合氯化鋁鐵混凝劑已有許多專利和文獻(xiàn)，但這 些專利和文獻(xiàn)報(bào)道的產(chǎn)品多是以鋁鹽為主的鋁鐵復(fù)合混凝劑，且合成工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn) 過(guò)程中需要高溫高壓，生產(chǎn)過(guò)程中，很多游離酸被其它堿中和，浪費(fèi)了酸資源，也使產(chǎn)品中 多了一些無(wú)混凝作用的雜質(zhì)。僅專利CN 100554177C是以鐵鹽為主的聚合氯化鐵鋁復(fù)合混 凝劑，其利用酸洗廢液和鋁酸鈣粉為原料制備聚合氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，由于鋁酸鈣粉中 的CaO會(huì)中和酸，降低了產(chǎn)品中鋁的含量，在發(fā)揮鋁鹽混凝劑作上有些欠缺。被浪費(fèi)的酸生 成了副產(chǎn)物氯化鈣，無(wú)混凝作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明公開一種利用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁的方法，用鹽酸酸洗廢液和 鋁釩土粉生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑。克服鐵、鋁混凝劑的缺點(diǎn)，發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，在處 理好鹽酸酸洗廢液的同時(shí)，又生產(chǎn)了性能良好的聚合氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，為酸廢液處理 和混凝劑的生產(chǎn)提供了生產(chǎn)工藝，達(dá)到以廢治廢的目的，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和 環(huán)境效益。
[0007] 本發(fā)明用鹽酸酸洗廢液和鋁釩土粉生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁的方法，其特征在于該方法 的具有以下的工藝過(guò)程和步驟：
[0008] (1)合成原料的準(zhǔn)備
[0009] 本發(fā)明的合成主要原料為鹽酸酸洗廢液和鋁釩土粉，鹽酸酸洗液中的Fe2+濃度 為115 g/L~137 g/L，按質(zhì)量百分比，鹽酸含量為109Γ15%;鋁釩土粉中的A1203含量為 759Γ88% ;
[0010] (2 )鹽酸酸洗廢液氧化處理
[0011] 將上述鹽酸酸洗廢液放置于反應(yīng)器中，在50°C?60°C溫度下，分批加入氯酸鹽類 氧化劑并攪拌1. 5tT2. 5h，使二價(jià)鐵離子全部氧化為三價(jià)鐵離子；
[0012] (3)聚合氯化鐵鋁的合成
[0013] 按鋁釩土粉和鹽酸酸洗廢液的質(zhì)量比為1 :〇. 1(Γ〇. 15的比例加入鋁釩土粉，在 50°C?80°C溫度下攪拌反應(yīng)1. 5h~3h，使固體粉末原料最大限度反應(yīng)溶入到液相中，讓鋁離 子和鐵離子進(jìn)行復(fù)合聚合；
[0014] (4)過(guò)濾加入穩(wěn)定劑
[0015] 對(duì)（3)所得溶液進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液，并按照[PAFe+Al)](摩爾比）=1 :0.04?0. 10 的比例在濾液中加入穩(wěn)定劑磷酸鹽或磷酸二氫鹽，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3(Γ90分鐘，反應(yīng)結(jié)束，冷 卻至室溫，即得液體復(fù)合混凝劑聚合氯化鐵鋁。
[0016] 本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：
[0017] (1)對(duì)鹽酸酸洗廢液進(jìn)行綜合利用，在降低聚合氯化鋁鐵復(fù)合混凝劑生產(chǎn)成本的 同時(shí)，消除了環(huán)境污染，達(dá)到以廢治廢目的，實(shí)現(xiàn)酸洗廢液的資源化利用。
[0018] (2)利用酸洗廢液和鋁釩土粉為原料，大大降低聚合氯化鐵鋁的生產(chǎn)成本；產(chǎn)品主 要用于生活污水和工業(yè)廢水的凈化處理，可以大大降低廢水處理的成本。該復(fù)合混凝劑鋁 含量較其它聚合鐵鋁高，成本低，更能發(fā)揮鐵系和鋁系混凝劑的優(yōu)勢(shì)，有利于該新型混凝劑 推廣應(yīng)用。
[0019] (3)生產(chǎn)所需反應(yīng)溫度較其它工藝低，能有效降低能耗。
[0020] (4)采用磷酸鹽或磷酸二氫鹽作為穩(wěn)定劑，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，長(zhǎng)期放置不會(huì)產(chǎn) 生沉淀。
[0021] (5)工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，易操作，所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，性能優(yōu)良。
[0022] (6)用氧化當(dāng)量高的氯酸鹽氧化劑把廢液中的二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，消 除了聚合鐵鋁混凝劑中亞鐵離子影響水處理性能的缺點(diǎn)。
[0023] 本發(fā)明利用鹽酸酸洗廢液和鋁釩土為原料制備聚合氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，能夠克 服鐵、鋁混凝劑的缺點(diǎn)，發(fā)揮自各的長(zhǎng)處。
[0024] 在解決好高成本處理鹽酸酸洗廢液和污染環(huán)境問(wèn)題的同時(shí)，又生產(chǎn)了性能良好、 成本低的聚合氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，為酸廢液處理和混凝劑的生產(chǎn)提供了反應(yīng)時(shí)間短、溫 度低、反應(yīng)溫和、成本低和鋁含量高的生產(chǎn)工藝，達(dá)到以廢治廢的目的，具有很好的經(jīng)濟(jì)效 益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0026] 利用酸洗廢液和鋁釩土粉為原料，大大降低聚合氯化鐵鋁的生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn) 品中鋁的含量，更能發(fā)揮鐵、鋁混凝劑的優(yōu)勢(shì)，提高了產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品主要用于生活污水 和工業(yè)廢水的凈化處理，可以降低廢水處理的成本。
[0027] 對(duì)鹽酸酸洗廢液進(jìn)行綜合利用，在降低聚合氯化鋁鐵復(fù)合混凝劑生產(chǎn)成本的同 時(shí)，節(jié)約了酸廢液處理成本，消除了環(huán)境污染，達(dá)到以廢治廢目的，實(shí)現(xiàn)酸洗廢液的資源化 利用。
[0028] 以下實(shí)施例所用原料成分見表1和表2 [0029] 表1鋁釩土粉成分，按質(zhì)量百分比，
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合氯化鐵鋁的方法，其特征在于該方法的具有以下的 工藝步驟： (1) 合成原料的準(zhǔn)備 合成原料為鹽酸酸洗廢液和鋁釩土粉，鹽酸酸洗液中的Fe2+濃度為115 g/L~137 g/L， 按質(zhì)量百分比，鹽酸含量為109Γ15% ;鋁釩土粉中的A1203含量為759Γ88% ; (2) 鹽酸酸洗廢液氧化處理 將上述鹽酸酸洗廢液放置于反應(yīng)器中，在50°C飛0°C溫度下，分批加入氯酸鹽類氧化 劑并攪拌1. 5tT2. 5h，使二價(jià)鐵離子全部氧化為三價(jià)鐵離子； (3) 聚合氯化鐵鋁的合成 按鋁釩土粉和鹽酸酸洗廢液的質(zhì)量比為1 :〇. 1(Γ〇. 15的比例加入鋁釩土粉，在 50°C?80°C溫度下攪拌反應(yīng)1. 5h~3h，使固體粉末原料最大限度反應(yīng)溶入到液相中，讓鋁離 子和鐵離子進(jìn)行復(fù)合聚合； (4) 過(guò)濾加入穩(wěn)定劑 對(duì)（3)所得溶液進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液，并按照[PAFe+Al)](摩爾比）=1 :0. 04、. 10的 比例在濾液中加入穩(wěn)定劑磷酸鹽或磷酸二氫鹽，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3(Γ90分鐘，反應(yīng)結(jié)束，冷卻 至室溫，即得液體復(fù)合混凝劑聚合氯化鐵鋁。
【文檔編號(hào)】C01G49/10GK104229956SQ201310244801
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】徐鵬飛, 楊大正, 張大奎, 耿繼雙, 于淑娟, 王向鋒, 侯洪宇 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司