CN106315651A - 一种微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法 - Google Patents

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金秀红
韩旭
沈晓莉
王潇
张惠欣
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CNOOC Energy Technology and Services Ltd
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TIANJIN ZHENGDA TECHNOLOGY Co Ltd
CNOOC Energy Technology and Services Ltd
CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
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    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/20—Halides
    • C01F11/24—Chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/02—Oxides; Hydroxides

Abstract

本发明公开了一种微波辅助快速处理钢铁酸洗废液的方法。本方法以钢铁盐酸酸洗废液为处理对象，采用微波辐射辅助处理方法，通过控制微波的加入功率和时间、体系的pH、温度、空气氧化等工艺条件来处理钢铁酸洗废液，大大缩短了钢铁酸洗废液的处理时间，提高了处理效率，处理工艺流程短，操作简单，其处理后的磁性铁泥含铁达到50％‑60％，符合炼铁铁精粉要求，氯化钙溶液经蒸发浓缩后符合《GBT26520‑2011》标准，实现了资源的再生利用，无三废排放，具有较好的经济和环境效益，特别适用于中小型金属加工企业的钢铁酸洗废液处理。

Description

一种微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法
技术领域
本发明涉及钢铁酸洗废液处理技术领域，尤其是涉及一种利用微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法。
背景技术
酸洗处理是清洁金属表面、改善钢材表面结构及对表面进行处理等钢材生产和加工中不可或缺的工艺过程。通过酸洗处理，可以清除轧制过程中在钢材表面产生的氧化铁，提高钢材表面质量，但也会随之产生大量的酸洗废液，随着钢铁工业以及表面处理行业的发展，其排放量越来越大，我国每年排放量近百万立方米。钢铁酸洗废液中一般含有0.05—5g/l的氢离子和60—250g/l的亚铁离子，已被各国作为危险废物进行管理，如美国将其列入《资源保护与再生法案》，我国将pH≤2的废液列入《国家危险废物名录》。传统上一般采用石灰、电石渣或氢氧化钙对其进行中和处理，产生的泥渣再处理困难，占用大量土地并造成二次污染，同时造成资源浪费，已被禁止采用。为了保护环境，节约及合理利用资源，国内外学者长期以来进行了大量的研究和探索，提出了不同类型的处理和回收方法及技术，归纳起来主要有高温焙烧法、蒸发结晶法等。
高温焙烧法是将盐酸酸洗废液打入预浓缩器中，在预浓缩器中一部分废酸液被焙烧炉的炉气汽化。经预浓缩而剩下的酸液，继续被浓缩并使氯化铁富集，从预浓缩器流出的酸液，通过一个配料装置导入焙烧炉中的流化床。在流化床中水被蒸发，氯化铁受热分解为氧化铁和氯化氢。氧化铁粉被焙烧炉废气带出,进入旋风除尘器中，得到氧化铁红。含有氯化氢的焙烧炉气，经预浓缩器后进入吸收塔，与从塔上喷洒下来的冲洗水接触，氯化氢被水吸收形成再生酸。该方法投资很高，因需要高温焙烧装置，处理费用大，不适合中小型企业的酸洗废液处理
蒸发结晶技术工艺简单，处理量大，盐酸和铁资源得到有效的回收，但是投资较大，设备材质要求高，母液结晶易堵塞设备，设备腐蚀严重，运行费用比较高，且氯化亚铁产品市场容量量小。
迄今为止，国内外没有关于利用微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液方法的相关报道。中国发明专利公开号CN103553146A中，以废弃电石渣浆处理钢铁酸洗废液制备磁铁矿粉，生产过程pH5.0-6.0，需用高压水蒸气加热至90-110℃，虽未提及反应时间，但其空气氧化和高温处理时间很长，能耗较高，处理后废水含铁，直接排放会造成二次污染；中国发明专利公开号CN104529032A中，采用电石渣调节盐酸酸洗废液pH4.0-5.0，加入30％双氧水氧化后，鼓入空气继续氧化持续5-6小时，加热到70-80℃后需再保持5-6小时，反应周期太长，能耗高，处理效率低。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的问题而提供一种利用微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法。
本发明的目的是提供一种微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法。通过微波辅助，大幅度缩短了钢铁酸洗废液的处理时间，具有工艺简单，操作方便，投资少，处理效率高，处理成本低，同时可获得具有经济价值的高含铁磁性铁泥和液体氯化钙，无三废排放。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案予以实现：
一种微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于包括以下处理步骤：
(1)中和：将电石渣浆液加入到钢铁盐酸酸洗废液中，混合搅拌，调节pH值为8.0-11.0，悬浊液温度自然升温至30℃-50℃；
(2)微波辅助氧化
将步骤(1)得到的悬浊液施加微波辐射，功率为120-500w，保持体系温度50℃-90℃，通入空气氧化，微波辐射时间10-40min，其中优选20-30min，体系中nFe3+/nFe2+达到1.6-2.6：1时，停止空气的通入；
(3)微波辐射合成
继续施加微波，功率为120-500w，提高体系温度至80-100℃，保持10-40min，停止施加微波；其中体系温度优选至80-90℃，优选保持20-30min；
(4)压滤
将步骤(3)的浆液冷却后用压滤机过滤，得到含铁量50％-60％的磁性铁泥，过滤后滤液铁离子含量为零；
(5)滤液浓缩
将过滤后滤液经蒸发浓缩可得到符合《GBT26520-2011》标准的液体氯化钙产品。
本发明的优势在于：
1.利用微波辅助大幅缩短了空气氧化时间和合成时间，提高了磁性铁泥的过滤性能。
2.利用微波这一新型技术及其在化学过程中独特的影响，提高了处理效率，同时可回收具有较高经济价值的磁性铁氧化物。
3.工艺简单稳定，可操作性强，可实现酸洗废液处理设备的小型化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但并不限定本发明的技术方案保护范围。
实施例1
(1)中和
将钢铁酸洗废液与电石渣浆液混合，搅拌，调节pH至10.0，悬浊液温度自然升温至40℃。
(2)微波辐射氧化
施加微波辐射，功率为125w，温度稳定在50℃，通入空气氧化，待nFe3+/nFe2+(体系中高铁与亚铁的摩尔比)达到1.6：1时停止空气的通入,氧化时间40min。
(3)微波辐射合成
继续施加微波，提高温度至80℃，20min后停止微波。
(4)板框压滤
将步骤(3)的浆液冷却后用板框压滤机过滤，得到含铁量57.8％的磁性铁泥。滤液pH9.0，未检测到有铁离子存在，铁回收率100％，
(5)滤液浓缩
将过滤后滤液经蒸发浓缩可得到符合《GBT26520-2011》标准的液体氯化钙产品。实施例2
(1)中和
将钢铁酸洗废液与电石渣浆液混合，搅拌，调节pH至10.9，悬浊液温度自然升温至38℃。
(2)微波辐射氧化
施加微波辐射，功率为390w，温度稳定在50℃，通入空气氧化，待nFe3+/nFe2+(体系中高铁与亚铁的摩尔比)达到2：1时停止空气的通入,氧化时间为30min。
(3)微波辐射合成
继续施加微波，提高温度至100℃，30min后停止微波。
(4)板框压滤
将步骤(3)的浆液冷却后用板框压滤机过滤，得到含铁量60％的磁性铁泥。滤液pH8.9，未检测到有铁离子存在，铁回收率100％，
(5)滤液浓缩
将过滤后滤液经蒸发浓缩可得到符合《GBT26520-2011》标准的液体氯化钙产品。

Claims (4)

1.一种微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于以下处理步骤：
(1)中和：将电石渣浆液加入到钢铁盐酸酸洗废液中，混合搅拌，调节pH值为8.0-11.0，悬浊液温度自然升温至30℃-50℃；
(2)微波辅助氧化
将步骤(1)得到的悬浊液施加微波辐射，功率为120-500w，保持体系温度50℃-90℃，通入空气氧化，微波辐射时间为10-40min，体系中nFe3+/nFe2+达到1.6～2.6：1时，停止空气的通入；
(3)微波辐射合成
继续施加微波，功率为120-500w，提高体系温度至80-100℃，保持10-40min，停止施加微波；
(4)压滤
将步骤(3)的浆液冷却后用压滤机过滤，得到含铁量50％-60％的磁性铁泥，过滤后滤液铁离子含量为零；
(5)滤液浓缩
将过滤后滤液经蒸发浓缩可得到符合《GBT26520-2011》标准的液体氯化钙产品。
2.按照专利要求1中所述的微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于，处理步骤(2)中微波辅助氧化,微波辐射时间为20-30min。
3.按照专利要求1中所述的微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于，处理步骤(3)中施加微波辐射合成，提高体系温度至80-90℃。
4.按照专利要求1中所述的微波辅助快速处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于，处理步骤(3)中施加微波进行合成，微波辐射的时间为20-30min。
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