[發明專利]一種四水氯化亞鐵的制備方法

在審

• 申請號: 202010012835.4
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111170373A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 朱浩;吳勇基;陳小哲;丁德才;王權永
• 申請（專利權）人: 斯瑞爾環境科技股份有限公司;唐山市斯瑞爾化工有限公司
• 主分類號: C01G49/10
• 分類號: C01G49/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 鄧聰權

本發明涉及一種四水氯化亞鐵的制備方法，其包括以下步驟：采用鹽酸酸洗廢液溶解鋼鐵氧化皮，再與還原鐵粉進行置換反應，過濾得到氯化亞鐵溶液；將所述的氯化亞鐵溶液依次進行蒸發濃縮、降溫結晶、離心分離，獲得四水氯化亞鐵。本發明的方法克服傳統四水氯化亞鐵工藝中產品純度低、顆粒小、離心回收率低的問題。本發明方法具有工藝簡單、操作方便、成本費用低的特點，不僅實現鹽酸洗廢液資源化和無害化處理，而且有良好的經濟和環境效益。

技術領域

本發明涉及一種利用鹽酸洗廢液制備氯化亞鐵的方法，尤其是一種高純度、大顆粒四水氯化亞鐵的制備方法。

背景技術

冶金、機械等行業在金屬加工過程中，常采用強酸(鹽酸或硫酸)對鋼材表面進行酸洗，以去除鋼材表面的氧化鐵銹，酸洗外排的廢液就成為酸洗廢液。用鹽酸清洗鋼材表面氧化層，則會產生大量的鹽酸洗廢液，生產一噸鋼材可產生酸洗廢液約46～72kg。鹽酸酸洗廢液的主要成分為17％～22％的氯化亞鐵，70％～75％的水以及3％～5％的鹽酸，該廢液具有嚴重的腐蝕性和危害性，已被列入《國家危險廢物名錄》代碼為HW34廢酸。該廢液未經妥善處理而直接排放，不僅嚴重污染生態環境，而且造成了極大的資源浪費。

酸洗廢液一般采用氫氧化鈉或氫氧化鈣與廢液進行中和及沉淀金屬離子，再經過壓濾進行固液分離。該法工藝簡單，但其產生了大量的金屬鹽泥渣，這部分泥渣處理困難，且容易對土地及地下水產生二次污染。目前，鹽酸酸洗廢液資源化的處理方法主要有以下幾種：

(1)高溫焙燒法，利用鹽酸受熱揮發，氯化亞鐵高溫氧化水解生成氧化鐵和鹽酸，該方法具有處理能力大，酸回收率高等優點，但其能耗高、投資大，設備維護成本高。

(2)萃取法，采用萃取劑將氯化氫從廢酸液中轉移到萃取劑中，再用水反萃取溶解再萃取劑中的氯化氫，從而實現鹽酸和氯化亞鐵的分離。該法能回收鹽酸，但其產生了大量稀酸水，藥劑成本較高。

(3)離子交換法，當廢酸液通過陰離子交換樹脂時，二價鐵鹽和三價鐵鹽被吸附并交換，然后用去離子水洗脫吸附飽和后的離子交換樹脂，鐵鹽被交換得以再生。該法操作方便，但廢酸液中酸度及金屬離子含量較高，回收效果較差，樹脂使用壽命低，處理成本高。

(4)膜處理法，利用選擇透過性，膜在濃度差或在外界能量作用下，實現酸和金屬鹽從廢酸中分離。但其處理量較低，膜組件易受到污染，維修費用高。

(5)結晶法，改變酸洗廢液的理化性質，鹽酸受熱冷凝回收酸，鐵鹽以晶體的形式從廢液中析出，從而實現酸、鐵鹽的分離。該法操作簡便，運行費用低，可實現廢酸再生利用。但傳統制備四水氯化亞鐵過程中，存在酸霧大、產品純度低，結晶顆粒小，四水氯化亞鐵分離回收率低等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種四水氯化亞鐵的制備方法，利用鹽酸酸洗廢液、鋼鐵氧化皮為原料制備四水氯化亞鐵，不僅解決了環境危害問題，而且對危險廢物資源實現回收利用。本發明克服了傳統四水氯化亞鐵工藝中產品存在純度不高、結晶顆粒小、離心回收率低等問題的不足，提高四水氯化亞鐵的純度和回收率。本發明方法實現了酸洗廢液資源化和無害化處理，同時具有良好的經濟和環境效益。

一種四水氯化亞鐵的制備方法，包括以下步驟：

采用鹽酸酸洗廢液溶解鋼鐵氧化皮，再與還原鐵粉進行置換反應，過濾得到氯化亞鐵溶液；將所述的氯化亞鐵溶液依次進行蒸發濃縮、降溫結晶、離心分離，獲得四水氯化亞鐵；

所述蒸發濃縮實施方式為采用多效蒸發器對氯化亞鐵溶液進行蒸發濃縮，蒸發過程中無氯化亞鐵結晶析出，蒸發出料溫度為70～76.5℃，二價鐵離子質量分數為20～21％。

在一個優選實施方案中，所述鹽酸酸洗廢液溶解鋼鐵氧化皮的反應條件為鹽酸酸洗廢液與鋼鐵氧化皮質量比為20:1～1.5，反應溫度60～80℃，反應時間30～120min。