[發(fā)明專利]一種三氯化鐵蝕刻廢液的除鉻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710554984.1
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107162276B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁德才;肖晉宜;王權(quán)永;樊文星;吳勇基;楊東奎;梁余威;藍(lán)立財;張鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 斯瑞爾環(huán)境科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/22
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 王華強

本發(fā)明揭示一種三氯化鐵蝕刻廢液的除鉻方法，通過鐵片還原三氯化鐵蝕刻廢液中的三價鐵離子和氫離子，減少溶液中三價鐵離子和氫離子，避免后續(xù)損耗堿性沉淀劑，操作簡單，成本低廉，且不引入其它金屬雜質(zhì)，通過堿性沉淀劑析出溶液中的鉻離子，提高鉻渣的含鉻量；通過氯氣氧化濾液中的亞鐵離子，獲得三氯化鐵溶液成品；再將鉻渣與鋼鐵酸洗廢液溶解，再次加入堿性沉淀劑，同時一并析出鋼鐵酸洗廢液中的鉻，提高鉻的含量，二者綜合利用，變廢為寶，提高經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蝕刻廢液處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種三氯化鐵蝕刻廢液的除鉻方法。

背景技術(shù)

在不銹鋼印花、雕刻等表面加工過程中，三氯化鐵溶液作為蝕刻劑得到了廣泛應(yīng)用。三氯化鐵溶液在與不銹鋼蝕刻過程中，將持續(xù)產(chǎn)生黑褐色的三氯化鐵蝕刻廢液，其主要成分為三價鐵離子，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為8％，亞鐵離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為4％，氯化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為3％，鉻含量大于5000mg/L。此蝕刻廢液的常規(guī)處理方法一般為直接中和排放，采用石灰調(diào)節(jié)溶液pH，將溶液中重金屬離子形成氫氧化物沉淀后過濾除去，其中消耗大量的堿，還產(chǎn)生許多含鐵鉻金屬的污泥，不僅造成環(huán)境危害，對資源造成極大的浪費，而且處理成本費用高。若將蝕刻廢液回收制備鐵鹽水處理劑，由于溶液中鉻含量較高，影響了鐵鹽水處理劑在污泥脫水方面的應(yīng)用，并且過量鉻金屬排放會對人類及環(huán)境存在一定的危害，須對其進行有效處理。

目前關(guān)于含鉻廢水去除方法主要有：物理法、化學(xué)法、生物法。物理法主要為：(1)膜分離法。目前，工業(yè)上應(yīng)用的較為成熟的工藝有電滲析、反滲透、超濾、液膜。膜分離法具有選擇性好、裝置簡單、操作容易、能耗低等優(yōu)點，缺點是投資及運行維護費用高，并且膜的質(zhì)量還有待提高。(2)吸附法，是利用多孔性的固體吸附劑將水樣中的一種或數(shù)種組分吸附于表面，再用適宜溶劑、加熱或吹氣等方法將預(yù)測組分解吸，達(dá)到分離和富集的目的(如活性炭等)。

化學(xué)法：(1)化學(xué)還原沉淀法，在酸性條件下向廢水加入還原劑，將Cr⁶⁺還原為Cr³⁺，然后加入堿(石灰或氫氧化鈉)，使其在堿性條件下生成氫氧化鉻沉淀，通過分離沉淀去除鉻離子。還原劑有：FeSO₄、NaSO₃、NaH₂SO₃、Fe等。還原沉淀法具有一次性投資小，運行費用低、處理效果好、操作管理簡便的優(yōu)點，較為廣泛應(yīng)用。(2)電解還原法，是鐵陽極在直流電作用下，不斷溶解產(chǎn)生亞鐵離子，在酸性條件下，將Cr⁶⁺還原為Cr³⁺。由于廢水中的氫離子不斷減少，因此pH值將不斷上升，形成氫氧化鉻(Ⅲ)沉淀，從而抑制pH值上升，使廢水中的鉻分離出來。電解法處理含鉻廢水效果穩(wěn)定，操作管理簡便，但消耗電量、鋼板，運轉(zhuǎn)費用較高；這種方法在應(yīng)用過程中，鐵屑易出現(xiàn)溝流、結(jié)塊和鈍化現(xiàn)象，降低處理效果，需要定期沖洗，極大增加運行成本，工藝調(diào)整pH較為繁瑣，不便實際控制，該工藝使用并不十分廣泛。(3)光催化法，利用半導(dǎo)體氧化物(ZnO/TiO2)為催化劑，利用太陽光源對電鍍含鉻廢水加以處理，經(jīng)90min太陽光照(1182.5W/m2)，使六價鉻還原三價鉻，再以氫氧化鉻形式除去三價鉻。生物法：依靠人工培養(yǎng)的功能菌，通過靜電吸附作用、酶的催化轉(zhuǎn)化作用、絡(luò)合、絮凝、共沉淀作用和對pH值的緩沖作用，利用微生物處理無機重金屬廢水。用微生物去除鉻效率高、無二次污染的特點，但是，培養(yǎng)微生物通常要求苛刻的操作條件(溫度、pH值，溶解氧的控制及防止雜菌污染等)，技術(shù)含量高，操作要求嚴(yán)格。

另外，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，直至該鹽酸消耗完畢，此時產(chǎn)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(zhì)。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(chǎn)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(yán)重且操作環(huán)境差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氯化鐵蝕刻廢液的除鉻方法。