[發(fā)明專利]一種利用鍍鋅酸洗廢液生產(chǎn)高磁性四氧化三鐵的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210282114.0
• 申請(qǐng)日: 2012-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN102757099A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢雙玉;王寧璨;羅情丹;張永彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島新中基環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C01G49/08
• 分類號(hào): C01G49/08;C02F9/04
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 王鐸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鍍鋅廠加工過程中產(chǎn)生的含鐵廢酸液的資源化處理工藝，特別涉及一種含氯化亞鐵的鹽酸廢液的綜合處理與制備高磁性四氧化三鐵磁粉的工藝，屬于污染治理與減排、資源節(jié)約與循環(huán)利用的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在鋼鐵熱鍍鋅加工過程中產(chǎn)生大量的含鐵廢酸液，因其具有嚴(yán)重的腐蝕性和危害性，已被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》。該類廢液處理難度高，若直接排放不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，而且會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)，而對(duì)酸洗廢液進(jìn)行資源化處理，又是環(huán)境保護(hù)的難題之一。隨著環(huán)境保護(hù)的強(qiáng)化，對(duì)酸洗液進(jìn)行資源化處理，是發(fā)展該行業(yè)必須要解決的問題，也是“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求和目標(biāo)。

國(guó)內(nèi)外眾多研究人員對(duì)如何處理含鐵酸洗廢液的資源化處理進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，并提出了一些解決方法。

中和法是鋼鐵企業(yè)中最先采用的廢酸處理方法。缺點(diǎn)是產(chǎn)生的沉渣造成了二次污染；浪費(fèi)了堿和鐵資源，沒有實(shí)現(xiàn)資源化處理。

濃縮結(jié)晶法能使鐵離子和酸都得到回收利用，但缺點(diǎn)是能耗高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、污染大氣、產(chǎn)品附加值低、成本高。

膜法是通過膜分離技術(shù)對(duì)廢酸液中的酸和鐵進(jìn)行分離的方法。其中膜的性能、操作技術(shù)及酸洗廢液的特點(diǎn)是膜分離技術(shù)中的關(guān)鍵，將膜法應(yīng)用于該領(lǐng)域還有許多技術(shù)瓶頸需要突破。

噴霧焙燒法是目前國(guó)內(nèi)外較先進(jìn)的處理方法，該方法是在高溫下直接進(jìn)行氣、固、液三相反應(yīng)，適用于大型處理廠，建設(shè)投資高，關(guān)鍵技術(shù)由少數(shù)國(guó)家掌握。該法得到的氧化鐵顆粒大、品位低，產(chǎn)品銷路窄，經(jīng)濟(jì)效益差。

因此，上述各種酸洗廢液的處理工藝，都存在一定的缺點(diǎn)和不足。有的會(huì)引起二次污染；有的不能回收酸；有的投資費(fèi)用高、工藝流程復(fù)雜；有的回收的鐵化合物檔次低、產(chǎn)品銷路窄，因而難以推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)處理工藝的不足，實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，本發(fā)明的目的是提供一種利用鍍鋅酸洗廢液生產(chǎn)高磁性四氧化三鐵的工藝，既可消除含鐵酸洗廢液對(duì)環(huán)境的污染，又可獲得高附加值的高磁性四氧化三鐵。

本發(fā)明的工藝是一種含鐵酸洗廢液的新型助劑輔助的鐵氧化轉(zhuǎn)化工藝，其理論依據(jù)如下：

耗酸后廢液中的亞鐵鹽用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，加入相應(yīng)助劑后，通入空氣，將部分亞鐵氧化為三價(jià)鐵沉淀，在助劑存在下氫氧化鐵和氫氧化亞鐵形成共沉淀，然后脫水形成四氧化三鐵，主要反應(yīng)方程式如下：

用鐵銹、鐵直接反應(yīng)消耗游離酸：

以耗酸后的廢液和堿為原料、以空氣為氧化劑，機(jī)理如下：

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種利用鍍鋅酸洗廢液生產(chǎn)高磁性四氧化三鐵的工藝，其特征是包括下述步驟：

（1）以鍍鋅廠產(chǎn)生的含鐵酸洗廢液為原料，用過量含鐵銹的鐵直接反應(yīng)消耗游離酸；

（2）將處理后的含鐵酸洗廢液通過800目的濾布過濾；

（3）將濾液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，加水稀釋到亞鐵溶液的濃度在0.1?-1.0?mol·L^-1之間，升溫到50-90℃后，攪拌速率控制在100~300轉(zhuǎn)/分，邊攪拌邊加入稀堿液控制溶液的pH到5.0-10.0，再依次加入亞鐵總量的0.50-1.5?wt％聚二甲基二丙烯基氯化銨和/或殼聚糖季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑作為助劑和亞鐵總量的0.10-1.0?wt％亞硝酸鹽作為催化劑；

（4）通空氣進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)液中Fe³⁺與Fe²⁺的摩爾比為1.8-2.2時(shí)，停止通氣；

（5）再次加入堿液控制溶液的pH為10-12，保溫，邊攪拌邊依次加入助劑，每加入一種助劑攪拌0.5-1小時(shí)；

（6）自然放置，固液分離后將濾液循環(huán)使用，固體物料經(jīng)洗滌、干燥即得產(chǎn)品。

上述步驟（3）中所述堿為固體、液體氫氧化鈉或氨水，其濃度控制在3.0-30?wt?%之間。

上述步驟（3）中所述的殼聚糖季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖或碘化N-三甲基氯化銨殼聚糖。

上述步驟（3）中所述亞硝酸鹽為亞硝酸銨或亞硝酸鈉。

上述步驟（4）中空氣流量控制在0.1~2.0?m³/h，反應(yīng)溫度控制在50~90℃。

上述步驟（5）所述助劑為：季銨鹽型樹狀改性聚酰胺-胺、磺酸鹽型雙子表面活性劑、高級(jí)脂肪酰胺磺酸鹽中的一種或幾種，其用量分別為亞鐵總量的1.0-2.0?wt％。