CN102351252A - 利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，它包括：步骤10，用于获知酸洗液中二价Fe和三价Fe质量；步骤20，制备聚合氯化铁絮凝剂。所述步骤20包括：步骤21，按总Fe量和磷酸二氢钠质量比为1.05∶0.05～1取磷酸二氢钠，加入酸洗液中，搅拌至溶解；步骤22，按总Fe量和磷酸三钠质量比为5～20∶1取磷酸三钠，加入含盐酸10％～20％的盐酸溶液中；步骤23，用于混合步骤21和步骤22制成的溶液；步骤24，按总Fe量和氯酸钠质量比为2～15∶1取氯酸钠，加入含盐酸4％～8％的盐酸溶液中；步骤25，将步骤24制成的溶液加入步骤23制成的溶液，搅拌制成聚合氯化铁絮凝剂。它具有如下优点：将废酸的处理成本降至最低处；循环利用以产生有用产品，是一种完全环境友好形式的无害化处理方法。

Description

利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法
技术领域
本发明涉及一种利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法。
背景技术
钢铁的酸洗处理是钢铁生产中必不可少的环节。钢铁的深加工生产过程中，为了进行精密加工和防腐处理都必须进行钢铁表面的氧化层酸洗处理，如钢带的冷轧前处理，如型钢、带钢的镀锌前处理等等，处理量约钢铁总量的20％以上，因此酸洗钢铁的产生的废酸量巨大，并因此产生的废酸处理费用和带来的环境污染的风险也非常巨大。
大型的钢铁酸洗企业都必须对酸洗废液进行无害化处理，目前较好的处理方法有电解法和蒸发氧化法。
电解法是利用电化学原理从废酸液中提取铁粉后，还原酸液的酸度，再将其渗入新的酸液中作为酸洗液来达到废酸液回收利用的目的。该方法存在有如下不足：1、虽然技术含量高，但是投资大，同时处理成本也非常高，通常回收一吨废酸液扣除回收的铁粉和酸液的收入后净成本还高达1500元/吨以上；2、回收的酸液掺入新酸中会导致酸洗液的酸度不稳定，从而影响酸洗生产的工艺稳定性。
蒸发氧化法是将需要处理的废酸直接加温，将废酸液中的水分蒸发而残留固体为氯化亚铁(FeCl2)和氧化铁(FeO)。该方法成本略低于电解法，但也存在有如下不足：1、废酸液中的残留盐酸也随着水蒸汽的蒸发而散发到空气中或水汽冷凝后融入污水中而产生了较为严重的二次污染；2、固体氯化铁和氧化亚铁的混合物几乎无再利用价值(因提纯成本高)也造成了资源的严重浪费和固体废弃物的二次污染。
小型钢铁酸洗企业的酸洗废液则多数直接稀释后排入水系中，对环境造成极大影响。
发明内容
本发明提供了利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其克服了背景技术中废弃钢铁酸洗液所存在的危害。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：
利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，它包括：
步骤10，用于获知废弃钢铁酸洗液中二价Fe和三价Fe质量；
步骤20，制备聚合氯化铁絮凝剂，它包括：
步骤21，按总Fe量和磷酸二氢钠质量比为1.05∶0.05～1取磷酸二氢钠，加入酸洗液中，搅拌至溶解；
步骤22，按总Fe量和磷酸三钠质量比为5～20∶1取磷酸三钠，加入含盐酸10％～20％的盐酸溶液中；
步骤23，用于混合步骤21和步骤22制成的溶液；
步骤24，按总Fe量和氯酸钠质量比为2～15∶1取氯酸钠，加入含盐酸4％～8％的盐酸溶液中；及
步骤25，将步骤24制成的溶液加入步骤23制成的溶液，搅拌制成聚合氯化铁絮凝剂。
一较佳实施例之中：所述步骤21中，磷酸二氢钠加入酸洗液中，且升高溶液温度至55～65度，搅拌至完全溶解。
一较佳实施例之中：所述步骤25中，将步骤24制成的溶液加入步骤23制成的溶液，且升高溶液温度至55～65度，充分搅拌，加入和搅拌时间为1～24小时，制成聚合氯化铁絮凝剂。
一较佳实施例之中：它还包括：步骤30，用于制备聚硅酸，它包括：
步骤31，按总Fe量和硅酸钠质量比为0.1～0.7∶1取硅酸钠，加入水中，所述硅酸钠和水质量比为1∶5～15；
步骤32，配置含硫酸5～15％、含乙酸2～6％的水溶液，所述配置的水溶液和步骤31制成的溶液的质量比为2～4∶5～15；
步骤33，将步骤31制成的溶液加入步骤32制成的溶液，搅拌。
一较佳实施例之中：它还包括：步骤40，用于制备聚硅酸铁絮凝剂，它包括：
步骤41，混合步骤25制成的溶液和步骤33制成的溶液，搅拌。
一较佳实施例之中：所述步骤41，混合步骤25制成的溶液和步骤33制成的溶液，并在室温下搅拌1～12小时。
一较佳实施例之中：所述步骤40还包括：
步骤42，按步骤41制成的溶液和氧化钙质量比为10～30∶1取氧化钙，溶解至水中成5～15％溶液；
步骤43，将步骤42制成的溶液加入步骤41制成的溶液，搅拌，然后过滤掉沉淀物。
一较佳实施例之中：所述步骤43，将步骤42制成的溶液加入步骤41制成的溶液，在室温下搅拌1～12小时，然后过滤掉沉淀物。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1、直接利用废弃钢铁酸洗液添加一些化学品并进行聚合反应生产出聚合氯化铁絮凝剂或聚硅酸铁絮凝剂，它克服了背景技术所存在的不足，且产生如下技术效果：a、将废酸的处理成本降至最低处；b、循环利用以产生有用产品，是一种完全环境友好形式的无害化处理方法；c、该聚合氯化铁絮凝剂或聚硅酸铁絮凝剂液体可以直接用于各种污水的絮凝处理，可有效去除污水中的重金属离子和大量地卷扫絮凝污水中的COD等有害物质，是一种高效环保的污水絮凝剂；d、该絮凝剂价格低廉，比市场同类型产品低50％左右，而且，水溶液便于添加使用，无需再溶解。
2、将步骤41的溶液和氧化钙溶液混合，生成高效的聚硅酸铁絮凝剂；
3、聚合氯化铁絮凝剂和聚硅酸配合生成聚硅酸铁絮凝剂，污水的絮凝处理效果好。
具体实施方式
利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，它包括：
步骤10，用于化验并计算废弃钢铁酸洗液中二价Fe和三价Fe质量，例如通过对酸洗液中的有效氯化铁(FeCl2(氯化亚铁)、FeCl3)进行化验并计算出有效成分方式获知Fe元素质量。
步骤20，用于将酸洗液中的铁制备成聚合氯化铁絮凝剂，它包括：
步骤21，按总Fe量(Fe元素质量)和磷酸二氢钠质量比为1.05∶0.05～1取磷酸二氢钠(如NaH2PO4.2H20)，加入酸洗液中，然后升高溶液温度至55～65度，高速搅拌至完全溶解；
步骤22，按总Fe量和磷酸三钠质量比为5～20∶1取磷酸三钠(如Na3PO4)，加入含盐酸10％～20％(质量)的盐酸溶液中，所述磷酸三钠和盐酸溶液的质量比为1∶5～15；其中：最好盐酸溶液中盐酸质量含量为14-16％，如15％；最好磷酸三钠和盐酸溶液的质量比为1∶8～12，如1∶10；
步骤23，用于混合步骤21和步骤22制成的溶液；
步骤24，按总Fe量和氯酸钠质量比为2～15∶1取氯酸钠(如NaClO3)，加入含盐酸4％～8％(质量)的盐酸溶液中，所述氯酸钠和盐酸溶液的质量比为1∶5～15；其中：最好盐酸溶液中盐酸质量含量为5-7％，如6％；最好氯酸钠和盐酸溶液的质量比为1∶8～12，如1∶10；及
步骤25，将步骤24制成的溶液加入步骤23制成的溶液，然后升高溶液温度至55～65度，充分搅拌，加入和搅拌时间为1～24小时，制成聚合氯化铁絮凝剂。
步骤30，用于制备聚硅酸，它包括：
步骤31，按总Fe量和硅酸钠质量比为0.1～0.7∶1取硅酸钠，加入水中，所述硅酸钠和水质量比为1∶5～15；其中，最好所述硅酸钠和水质量比为1∶8～12，如1∶10；
步骤32，配置含硫酸5～15％、含乙酸2～6％的水溶液，所述配置的水溶液和步骤31制成的溶液的质量比为2～4∶5～15；其中：最好所述水溶液含硫酸8～12％、含乙酸3～5％，如含硫酸10％、含乙酸4％；所述配置的水溶液和步骤31制成的溶液的质量比为2～4∶8～12，如3∶10；
步骤33，将步骤31制成的溶液加入步骤32制成的溶液，搅拌0.5～12小时；
步骤40，用于制备聚硅酸铁絮凝剂，它包括：
步骤41，迅速混合步骤25制成的溶液和步骤33制成的溶液，并同时在室温下高速搅拌1～12小时，即制成稳定性聚合硅酸铁絮凝剂。
本实施例之中，所述步骤20和步骤30前后调换都可实现本发明目的。
本实施例生成的聚合硅酸铁絮凝剂可以直接用于各种污水的絮凝处理，可有效去除污水中的重金属离子和大量地卷扫絮凝污水中的COD等有害物质，是一种高效环保的污水絮凝剂。视污水之浑浊程度及有害物质目的，添加万分之五至千分之十不等，即可得到澄清絮凝效果，絮凝后水体清澈。
另一较佳实施例之中，它与上一较佳实施例不同之处在于：步骤40，用于制备聚硅酸铁絮凝剂，它包括：
步骤41，迅速混合步骤25制成的溶液和步骤33制成的溶液，并同时在室温下高速搅拌1～12小时，即制成稳定性聚合硅酸铁絮凝剂；
步骤42，按步骤41制成的溶液和氧化钙(如CaO)质量比为10～30∶1取氧化钙，溶解至水中成5～15％溶液；其中，最好所述溶解至水中成8～12％溶液，如10％；最好所述按步骤41制成的溶液和氧化钙质量比为15～25∶1取氧化钙，如20∶1；
步骤43，将步骤42制成的溶液缓慢加入步骤41制成的溶液，并在室温下搅拌1～12小时，然后过滤掉沉淀物，即制成高效性聚硅酸铁絮凝剂。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：它包括：
步骤10，用于获知废弃钢铁酸洗液中二价Fe和三价Fe质量；
步骤20，制备聚合氯化铁絮凝剂，它包括：
步骤21，按总Fe量和磷酸二氢钠质量比为1.05∶0.05～1取磷酸二氢钠，加入酸洗液中，搅拌至溶解；
步骤22，按总Fe量和磷酸三钠质量比为5～20∶1取磷酸三钠，加入含盐酸10％～20％的盐酸溶液中；
步骤23，用于混合步骤21和步骤22制成的溶液；
步骤24，按总Fe量和氯酸钠质量比为2～15∶1取氯酸钠，加入含盐酸4％～8％的盐酸溶液中；及
步骤25，将步骤24制成的溶液加入步骤23制成的溶液，搅拌制成聚合氯化铁絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：所述步骤21中，磷酸二氢钠加入酸洗液中，且升高溶液温度至55～65度，搅拌至完全溶解。
3.根据权利要求1所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：所述步骤25中，将步骤24制成的溶液加入步骤23制成的溶液，且升高溶液温度至55～65度，充分搅拌，加入和搅拌时间为1～24小时，制成聚合氯化铁絮凝剂。
4.根据权利要求1或2或3所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：它还包括：步骤30，用于制备聚硅酸，它包括：
步骤31，按总Fe量和硅酸钠质量比为0.1～0.7∶1取硅酸钠，加入水中，所述硅酸钠和水质量比为1∶5～15；
步骤32，配置含硫酸5～15％、含乙酸2～6％的水溶液，所述配置的水溶液和步骤31制成的溶液的质量比为2～4∶5～15；
步骤33，将步骤31制成的溶液加入步骤32制成的溶液，搅拌。
5.根据权利要求4所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：它还包括：步骤40，用于制备聚硅酸铁絮凝剂，它包括：
步骤41，混合步骤25制成的溶液和步骤33制成的溶液，搅拌。
6.根据权利要求5所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：所述步骤41，混合步骤25制成的溶液和步骤33制成的溶液，并在室温下搅拌1～12小时。
7.根据权利要求5所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：所述步骤40还包括：
步骤42，按步骤41制成的溶液和氧化钙质量比为10～30∶1取氧化钙，溶解至水中成5～15％溶液；
步骤43，将步骤42制成的溶液加入步骤41制成的溶液，搅拌，然后过滤掉沉淀物。
8.根据权利要求7所述的利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法，其特征在于：所述步骤43，将步骤42制成的溶液加入步骤41制成的溶液，在室温下搅拌1～12小时，然后过滤掉沉淀物。
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