[發明專利]鋼鐵酸洗廢水污泥制備煉鐵用鐵氧化合物的方法

有效

• 申請號: 201310395344.2
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103451422A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 范曉丹;張襄楷
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: C22B3/06
• 分類號: C22B3/06;C22B3/44;C21B3/04;C22B1/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發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

在鋼鐵和鋼鐵制品廠中酸洗鋼鐵而產生大量的酸洗廢水。為了保護環境、節約及合理利用資源，國內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蒸發、冷凝及液內燃燒等過程等到濃縮酸和亞鐵鹽，但產物的品質較差。氧化中和法是用通氧和調節pH值將亞鐵鹽轉化為氧化鐵，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。

目前，一些鋼鐵企業仍采用傳統的處理方法，即一般采用石灰、電石渣或氫氧化鈣對其進行中和處理，同時產生大量的污泥，而且所產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。隨著我國鋼鐵產量和質量的提高，酸洗廢水的數量迅速增加，酸洗廢水污泥的出路問題已經十分突出。

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、環境安全性及節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。

為了實現鋼鐵行業的可持續發展，開發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。

發明內容

本發明的目的，是針對鋼鐵行業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，以實現對鋼鐵酸洗廢水污泥中鐵的資源化。

本發明通過下述技術方案予以實現。

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℃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，液固質量比為3：1～6：1，常溫浸漬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，并調節pH值為4～7，攪拌10min，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℃，焙燒時間為30min～1.5h，制得煉鐵用鐵氧化合物。

所述制備方法步驟②優選的浸漬方案為：干化后的鋼鐵酸洗廢水污泥與鹽酸的液固質量比為4.5：1，常溫浸漬60min。

所述步驟③優選的中和方案為：調節pH值為5。

所述步驟④優選的焙燒溫度為300℃，焙燒時間為1h。

本發明的有益效果是，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境安全性，又節約了天然鐵礦資源，實現了對鋼鐵酸洗廢水污泥中鐵的資源化。

附圖說明

圖1是本發明的鐵氧化合物的X衍射譜圖；

圖2是本發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

下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。

本發明原料為100％鋼鐵酸洗廢水污泥。

實施例1

①預處理

將鋼鐵酸洗廢水污泥于105℃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2g浸入濃度為3mol/L的鹽酸中（液固質量比為3：1），常溫浸漬90min，過濾分離，得到殘渣和酸浸濾液；

③中和

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，并調節pH值為7，攪拌10min，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℃，焙燒時間為1.5h，制得煉鐵用鐵氧化合物。

將實施例1制得煉鐵用鐵氧化合物進行檢測：