CN103613146B - 氯化亚铁的无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

一种氯化亚铁的无害化处理方法，其技术要点是：所述处理方法在如下反应系统中进行，该反应系统包括废酸池、与废酸池出料口相连的预反应池、与预反应池和废酸池出料口同时相连的反应塔、与反应塔进料口相连的氯气储罐、与预反应池进料口相连的氯气吸收罐、与氯气吸收罐出料口相连的碱液吸收塔、与反应塔出料口相连的成品池。从根本上解决了现有含亚铁废酸洗液处理工艺复杂、污染大、生产成本高、产率低等缺陷，并具有能耗低、反应效率高、反应完全、无污染、自动化程度高等优点。

Description

氯化亚铁的无害化处理方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别是一种氯化亚铁的无害化处理方法。主要用于处理酸洗工艺中含有亚铁离子的废酸无害化处理。

背景技术

目前我国钢铁加工行业使用盐酸酸洗工艺，若不能妥善处理酸洗后含亚铁离子的废酸洗液会对环境造成严重污染。据可靠资料显示，一个中型镀管厂平均每日排放酸洗废液近三吨，其中含有近四分之一的FeCl₂，这种高浓度的废液直接排入江河中，对当地生态环境、城市用水以及农田灌溉用水的影响不容忽视。而FeCl₃主要用作饮水和废水的处理剂；染料工业的抓化剂和媒染剂；有机化合物以及银、铜矿的氯化剂；照相和印刷制版的腐化剂；以及制备其他铁盐、墨水、医药的原料等等，具有广泛的用途。若能妥善处理废酸洗液中的FeCl₂使之转化为FeCl₃，不但变废为宝，减少污染，还可增加企业经济效益。为此，本发明提供了一种氯化亚铁的无害化处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种氯化亚铁的无害化处理方法，从根本上解决了现有含亚铁废酸洗液处理工艺复杂、污染大、生产成本高、产率低等缺陷，并具有能耗低、反应效率高、反应完全、无污染、自动化程度高等优点。

本发明的目的是这样实现的：该氯化亚铁的无害化处理方法，其技术要点是：所述处理方法在如下反应系统中进行，该反应系统包括废酸池、与废酸池出料口相连的预反应池、与预反应池和废酸池出料口同时相连的反应塔、与反应塔进料口相连的氯气储罐、与预反应池进料口相连的氯气吸收罐、与氯气吸收罐出料口相连的碱液吸收塔、与反应塔出料口相连的成品池；

包括以下步骤：1）FeCl₂的分选：测定废酸池中废酸洗液的FeCl₂含量，当FeCl₂≥31.5wt%时，将含有FeCl₂的废酸洗液直接通入反应塔；当FeCl₂<31.5wt%时，将中和后的废酸洗液通入预反应池，并向废酸洗液中投入铁屑，直到FeCl₂≥31.5wt%，将FeCl₂含量≥31.5wt%的废酸洗液通入反应塔；

2）氯化：向反应塔内通入氯气，单位时间内通入氯气与含有FeCl₂的废酸洗液中的质量比为1.0：3.5~5.5，使含有FeCl₂的废酸洗液氧化成FeCl₃溶液后通入成品池，检测成品池中的FeCl₃含量，若FeCl₃＜40wt%，则将成品池的溶液部分或全部回流至预反应池；

3）尾气回收：将反应塔中生成的尾气依次通过含有FeCl₂的废酸洗液的氯气吸收罐、碱液吸收塔。

所述步骤3）中的反应塔内设有横向放置的中部缩径的双圆锥体、设置在双圆锥体中部的垂直于双圆锥体中心轴的氯气进气管、与双圆锥体出料口相连的反应釜。

所述双圆锥体由PVC制成。

所述双圆锥体出料侧的圆锥锥角为10~20°。

本发明具有的优点及积极的技术效果是：采用射流技术，使气相氯气与液相氯化亚铁溶液两相接触反应，由于两相流体被高速分散而处于高速湍流状态，气液接触面大大增加，又不断更新，传质过程极为迅速。氯化亚铁仅通过一步反应即可生成最终产物，缩短了生产流程，降低了生产成本。废酸洗液完全得到循环再利用，彻底杜绝了废酸洗液对环境的污染。同时，将低附加值的亚铁转变成高附加值的废水絮凝剂氯化铁，变废为宝，带来了可观的经济效益，并实现企业的可持续发展。充分利用三氯化铁蒸气与空气中的水分接触后产热的特性，节约能耗，降低生产成本。将废酸洗液完全回收作为氯化铁的生产原料，实现废酸洗液的零污染排放。采用本发明的处理方法，年处理废酸洗液可达3000吨。综上所述，本发明具有生产成本低、工艺简单易行、生产效率高、无污染、节能环保等优点。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明设备的连接关系结构示意图；

图2是本发明的工艺流程示意图；

图3是反应塔的结构示意图。

具体实施方式

根据图1~3详细说明本发明的具体结构。该氯化亚铁的无害化处理方法在如下反应系统中进行：该反应系统包括废酸池、与废酸池出料口相连的预反应池、与预反应池和废酸池出料口同时相连的反应塔、与反应塔进料口相连的氯气储罐、与预反应池进料口相连的氯气吸收罐、与氯气吸收罐出料口相连的碱液吸收塔、与反应塔出料口相连的成品池。反应塔内设有横向放置的中部缩径的双圆锥体、设置在双圆锥体中部的垂直于双圆锥体中心轴的氯气进气管、与双圆锥体出料口相连的反应釜，双圆锥体由PVC制成，双圆锥体出料侧的圆锥锥角为10~20°。反应釜内设置若干塔板，塔板上设置若干多孔瓷件，气液两相处于孔隙中并长期接触，因此增大了氯气与废酸洗液的接触面积提高了反应效率。

主要包括以下步骤：

1）FeCl₂的分选：测定废酸池中废酸洗液的FeCl₂含量，当FeCl₂≥31.5wt%时，将含有FeCl₂的废酸洗液通入反应塔；当FeCl₂<31.5wt%时，将中和后的废酸洗液通入预反应池，并向废酸洗液中投入铁屑，直到FeCl₂≥31.5wt%，将FeCl₂含量≥31.5wt%的废酸洗液通入反应塔。当然，也可向废酸洗液中投入生石灰、消石灰等碱性物质中和废酸洗液中的余酸，但该方法会产生大量沉淀物而不便于清理。

该步骤所涉及的主要反应方程式如下：

①；②。

反应①②主要发生在预反应池中。当废酸洗液中亚铁离子含量不足时，且酸度较高时主要发生反应①。随着反应的进行，酸度逐渐降低，反应②逐渐成为主反应，随着反应的进行，废酸洗液全部成为氯化亚铁溶液。

2）氯化：该步骤在反应塔中进行。向反应塔内通入氯气，单位时间内通入氯气与含有FeCl₂的废酸洗液（按照溶液总量计）的质量比为1.0：3.5~5.5，射流器内的压强为0.5~1.2Mpa，温度为60~80℃。

使FeCl₂氧化成FeCl₃后通入成品池，检测成品池中的FeCl₃含量，若FeCl₃＜40wt%，则将成品池的溶液部分或全部回流至预反应池。反应塔作为整个工艺的核心部分，是FeCl₃产品生产的主要化学反应场所。反应塔内，氯气与亚铁离子溶液长时间充分混合接触。氯气首先与废酸液反应生成具有强氧化性的次氯酸，次氯酸再将亚铁离子氧化成三价铁离子。

该步骤涉及的主要反应方程式如下：

③；④。

反应③④主要在反应塔中进行。

3）尾气回收：该步骤在氯气吸收罐、碱液吸收塔中进行。将反应塔中生成的尾气依次通过含有FeCl₂溶液的氯气吸收罐、含有NaOH的碱液吸收塔。将含有氯气的尾气首先用FeCl₂溶液吸收，该部分转化为FeCl₂与FeCl₃的混合溶液，然后将该部分溶液回流至预反应池，提高了FeCl₃产率。通过氯气吸收罐后仍剩余的极少量尾气通入碱液吸收，使氯气实现零污染排放，避免污染环境。在碱液吸收塔底部设置装有NaOH溶液的储液罐，通过循环泵将NaOH溶液抽到塔顶，在通过喷淋装置向下喷出，与塔内填料充分接触。含有微量氯气的尾气从塔底进入吸收塔，与被碱液包裹的填料反应，将氯气吸收。

该步骤涉及的主要反应方程式如下：

⑤；⑥。

反应⑤主要在碱液吸收塔中进行，反应⑥主要在氯气吸收罐中进行。

当进入反应塔的废酸洗液中FeCl₂含量不同时，FeCl₂流速与氯气的流速关系如下表所示。

Claims (4)

1.一种氯化亚铁的无害化处理方法，其特征在于：所述处理方法在如下反应系统中进行，该反应系统包括废酸池、与废酸池出料口相连的预反应池、与预反应池和废酸池出料口同时相连的反应塔、与反应塔进料口相连的氯气储罐、与预反应池进料口相连的氯气吸收罐、与氯气吸收罐出料口相连的碱液吸收塔、与反应塔出料口相连的成品池；

包括以下步骤：1）FeCl₂的分选：测定废酸池中废酸洗液的FeCl₂含量，当FeCl₂≥31.5wt%时，将含有FeCl₂的废酸洗液直接通入反应塔；当FeCl₂<31.5wt%时，将中和后的废酸洗液通入预反应池，并向废酸洗液中投入铁屑，直到FeCl₂≥31.5wt%，将FeCl₂含量≥31.5wt%的废酸洗液通入反应塔；

2）氯化：向反应塔内通入氯气，单位时间内通入氯气与含有FeCl₂的废酸洗液中的质量比为1.0：3.5~5.5，使含有FeCl₂的废酸洗液氧化成FeCl₃溶液后通入成品池，检测成品池中的FeCl₃含量，若FeCl₃＜40wt%，则将成品池的溶液部分或全部回流至预反应池；

3）尾气回收：将反应塔中生成的尾气依次通过含有FeCl₂的废酸洗液的氯气吸收罐、碱液吸收塔。

2.根据权利要求1所述的氯化亚铁的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤3）中的反应塔内设有横向放置的中部缩径的双圆锥体、设置在双圆锥体中部的垂直于双圆锥体中心轴的氯气进气管、与双圆锥体出料口相连的反应釜。

3.根据权利要求2所述的氯化亚铁的无害化处理方法，其特征在于：所述双圆锥体由PVC制成。

4.根据权利要求3所述的氯化亚铁的无害化处理方法，其特征在于：所述双圆锥体出料侧的圆锥锥角为10~20°。