[發(fā)明專利]一種采用工業(yè)廢酸和紅泥資源化生產(chǎn)四氧化三鐵磁粉的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610422199.6
• 申請(qǐng)日: 2016-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106115794B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李銘;戴承昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市國(guó)潤(rùn)永泰環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C01G49/08
• 分類號(hào): C01G49/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司12207
• 代理人: 朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保及化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用工業(yè)廢酸和紅泥資源化生產(chǎn)四氧化三鐵磁粉的方法。

背景技術(shù)

鋼鐵或電鍍等行業(yè)金屬制品加工前等需要對(duì)各種金屬材料進(jìn)行表面預(yù)處理，在預(yù)處理的生產(chǎn)過(guò)程中既產(chǎn)生高濃度的廢酸液，也產(chǎn)生大量的酸性廢水。隨著酸洗的進(jìn)行，產(chǎn)生大量的含鹽酸或硫酸和二價(jià)鐵離子的酸洗廢水。例如，一個(gè)中型軋鋼廠每天排出的酸洗廢水多達(dá)數(shù)十噸乃至上百噸，其典型組成為鹽酸含量 5-15％，二價(jià)鐵離子含量80-250g/L。因廢酸和廢水處理產(chǎn)生的廢物對(duì)環(huán)境污染和生態(tài)安全隱患巨大，因此被我國(guó)視為危險(xiǎn)廢物，并列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》 。

廢酸液主要分為兩種，一種是硫酸廢液，另外一種是鹽酸廢液，在鋼鐵或電鍍等金屬行業(yè)中酸洗主要以第二種鹽酸廢液居多。目前，硫酸廢液還沒(méi)有比較適宜的循環(huán)利用技術(shù)，傳統(tǒng)的處理工藝在消耗大量堿性藥劑的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量高鹽廢水和含鐵“紅泥”，依然存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。鹽酸廢液的主流處理方式采用噴霧焙燒方式回收鹽酸和生產(chǎn)三氧化二鐵，但受焙燒工藝自身技術(shù)所限，該工藝能源消耗巨大，鹽酸廢液中存在鋅元素在高溫焙燒過(guò)程中會(huì)積存在焙燒爐內(nèi)對(duì)焙燒爐產(chǎn)生危害，而且會(huì)摻雜在生產(chǎn)的三氧化二鐵產(chǎn)品中，影響該產(chǎn)品的銷路，從而最終影響廢鹽酸的處理。

而酸性廢水的處理工藝已非常成熟，常用酸性廢水的處理方式是采用堿性藥劑將廢水中的鐵、鉛和鋅等金屬離子轉(zhuǎn)移至污泥中，形成特有的含鐵“紅泥”，該污泥由于含有《國(guó)?家?危?險(xiǎn)?廢?物?名?錄》中所規(guī)定的重金屬物質(zhì)，因此必須進(jìn)行安全填埋處理，但由于該處理方式成本過(guò)高，導(dǎo)致含鐵“紅泥”被隨意堆放，不作任何處置，其對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生巨大風(fēng)險(xiǎn)隱患。因此，金屬加工過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣的處理缺少安全穩(wěn)定的處置技術(shù)。由于紅泥和工業(yè)廢酸的處理處置費(fèi)用高，及相關(guān)部門(mén)管理疏漏，導(dǎo)致某些金屬工業(yè)為主的地區(qū)廢酸隨處傾倒，紅泥隨處可見(jiàn)，甚至對(duì)部分河道也產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重影響了居民的生活質(zhì)量。因此，開(kāi)發(fā)廢酸和紅泥的資源化處理技術(shù)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)廢酸和紅泥的資源化處理處置方法，該方法不但能夠有效解決廢酸和紅泥的二次污染問(wèn)題，同時(shí)回收廢酸和紅泥中的所有有效物質(zhì)，形成四氧化三鐵磁粉主產(chǎn)品和氯化鈣等副產(chǎn)品，解決污染的同時(shí)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，達(dá)到了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙贏。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種采用工業(yè)廢酸和紅泥資源化生產(chǎn)四氧化三鐵磁粉的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行：

（1）混合反應(yīng)：將鹽酸廢液和紅泥原料按照質(zhì)量比（3～5）：1比例進(jìn)行預(yù)中和反應(yīng)；

（2）過(guò)濾：初步反應(yīng)的混合液經(jīng)泵提升至混合液過(guò)濾器，濾濾液進(jìn)入下一個(gè)工序反應(yīng)釜中，過(guò)濾出的濾渣自流入濾渣儲(chǔ)池中；

（3）反應(yīng)釜：過(guò)濾后的混合懸濁液經(jīng)泵提升至反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜加熱至80-90℃，同時(shí)向混合液中加入氧化劑和作為沉淀劑的堿溶液，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置攪拌系統(tǒng)保證反應(yīng)均勻和高效性，過(guò)濾液的pH值至9-11之間，反應(yīng)時(shí)間2-4小時(shí)；所述的堿溶液為氫氧化鈣，所述的氧化劑可采用空氣或雙氧水；當(dāng)亞鐵離子和鐵離子的質(zhì)量濃度比為（1:1.5）～（1:2.5）之間時(shí)，可以不必補(bǔ)充氧化劑，當(dāng)不能滿足要求時(shí)，可以根據(jù)鐵離子濃度補(bǔ)充，鐵離子的缺少量與雙氧水（空氣）的投加量的摩爾比為1:（1.5～2.5） 。

（4）磁選和水洗：反應(yīng)生成的四氧化三鐵微顆粒經(jīng)反應(yīng)緩沖罐降溫后進(jìn)入磁選系統(tǒng)，經(jīng)去離子水反復(fù)沖洗得到四氧化三鐵磁粉粗品，水洗產(chǎn)生的廢水進(jìn)入污水儲(chǔ)池，水洗液經(jīng)過(guò)固液分離膜分離后的過(guò)濾液進(jìn)入無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品生產(chǎn)工序。

（5）提純：四氧化三鐵磁粉粗品經(jīng)過(guò)濕品輸送機(jī)輸送的干燥系統(tǒng)干燥，經(jīng)干燥提純后形成高純度的四氧化三鐵磁粉。

本發(fā)明所述的預(yù)中和反應(yīng)指的是按照過(guò)濾液中的亞鐵離子和鐵離子的質(zhì)量濃度比調(diào)節(jié)，保證混合反應(yīng)后過(guò)濾液中的亞鐵離子和鐵離子的質(zhì)量濃度比為1:（1.5-2.5）。

所述的經(jīng)自來(lái)水反復(fù)沖洗得到四氧化三鐵磁粉粗品指的是利用去離子對(duì)四氧化三鐵磁粉進(jìn)行沖洗，沖洗三次即可獲得四氧化三鐵磁粉粗品。再反復(fù)沖洗過(guò)程中產(chǎn)生的沖洗水進(jìn)入污水儲(chǔ)池。在水洗過(guò)程中可以投加乙醇，乙醇為選擇性投加。其用量為(0.1-0.2)L乙醇/L水，可以按照水洗池容投加反復(fù)利用。

本發(fā)明更進(jìn)一步公開(kāi)了采用工業(yè)廢酸和紅泥資源化生產(chǎn)四氧化三鐵磁粉的方法在用于常壓環(huán)境下生產(chǎn)磁粉方面的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示采用本發(fā)明生產(chǎn)的四氧化三鐵磁粉品質(zhì)優(yōu)良，磁飽和度高，市場(chǎng)前景廣闊。