[發明專利]一種連續氧氣氧化法生產氯化鐵或聚氯化鐵的工藝

在審

• 申請號: 202010036159.4
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111153439A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 吳勇基;藍立財;丁德才;梁茂杰
• 申請（專利權）人: 斯瑞爾環境科技股份有限公司
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;C01G49/10;C02F1/52
• 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

本發明涉及一種氧氣氧化法生產氯化鐵或聚氯化鐵的工藝，其工藝主要包括：以鹽酸酸洗廢液為原料、廢硝酸液為催化劑、氧氣為氧化劑，經多級反應器進行連續氧化生產氯化鐵或聚氯化鐵。本發明工藝解決了傳統氧化法生產氯化鐵或聚氯化鐵的工藝中氧化速率慢、間歇性生產效率低、催化劑回收利用率低的問題。本發明通過改良了傳統生產工藝，從而提高了氧化速率，對氮氧化物進行了有效的回收再利用，并且實現了氯化鐵或聚氯化鐵連續性生產，變廢為寶，具有良好的環境及社會效益。

技術領域

本發明涉及化合物制備技術領域，特別是涉及一種連續氧氣氧化生產氯化鐵或聚氯化鐵的工藝。

背景技術

在鋼鐵加工行業中，一般采用鹽酸溶液對鋼鐵件表面進行清洗，以除去其表面的氧化物，在此過程中，將會產生大量的鹽酸酸洗廢液。不銹鋼經酸洗后，需用硝酸進行鈍化處理，使其表面產生一層致密的氧化膜更具耐腐蝕性能，因此產生了廢硝酸液。酸洗廢液具有嚴重的腐蝕性，若不進行妥善處理，不僅污染環境、浪費資源，而且還會對人類的健康造成威脅。如若對其進行中和排放，則需要大量的堿，并產生高濃度含鹽廢水和大量含鹽污泥；若采用焙燒法和減壓濃縮法回收酸，則能耗高、投資大、腐蝕嚴重且操作環境差。

制備氯化鐵或聚氯化鐵的方法主要采用直接氧化法和催化氧化法，在其制備方面已有很多專利和文獻，但是這些方法均存在一定弊端：直接氧化法的氧化劑成本太高，反應過程劇烈，容易發生安全隱患，如：氯酸鈉氧化法、雙氧水氧化法、氯氣氧化法；催化氧化法會排放出有毒的NO_x氣體，存在危害人體健康及環境污染的問題，如亞硝酸鹽催化氧化法。

亞硝酸鹽催化氧化法由于具有成本低、安全系數高等特點，現已應用于氯化鐵和聚氯化鐵的工業化生產。但現有技術存在一定弊端：受限于氣液接觸面積，導致氧化速率低；間歇性進出料，生產效率低；液堿吸收一氧化氮效率低下且堿性強，催化劑產生的氮氧化物回收利用效率低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種連續氧氣氧化法生產氯化鐵或聚氯化鐵的工藝，本發明通過改進傳統生產工藝，提高了氧化速率，對氮氧化物進行了有效的回收再利用，并且實現了氯化鐵或聚氯化鐵連續性生產，變廢為寶，具有良好的環境及社會效益。

本發明工藝主要包括如下步驟：

調整鹽酸酸洗廢液中Fe²⁺％與HCl％的質量分數比，選擇加入或者不加入穩定劑，作為連續生產原料液；將原料液從多級反應器中首級頂部連續泵入，廢硝酸液催化劑從多級反應器首級底部加入，氧氣氧化劑從多級反應器末級底部通入，使多級反應器系統壓力為0.15MPa、反應溫度為60～80℃；

反應器中物料從底部經循環泵，一部分進行自身循環，另一部分為下一級反應器進料；控制物料流量，使物料中二價鐵離子經過多級反應逐漸被完全氧化，控制末級反應器出料二價鐵離子質量分數≤0.1％；

反應產生的氮氧化物作為催化劑經氣相平衡管用于各級反應器中，剩余的氮氧化物尾氣先采用原料液吸收，得到的吸收液回用于生產；再經液堿吸收，作為催化劑用于生產；

反應器出料經曝氣、濃縮后制得水處理劑液體氯化鐵或水處理劑液體聚氯化鐵。

在其中一個實施例中，所述原料液，其中：生產氯化鐵產品時，調整鹽酸酸洗廢液中Fe²⁺％與HCl％的質量分數比1.48～1.53:1，不用加入穩定劑；生產聚氯化鐵產品時，調整鹽酸酸洗廢液中Fe²⁺％與HCl％的質量分數比2.9～15:1，加入磷酸二氫鹽穩定劑，使溶液中P％與Fe％的質量分數比0.04:1。

在其中一個實施例中，所述廢硝酸催化劑加入量以硝酸根計為原料液質量流量的0.08％～0.10％。