CN107200449B - 钢丝绳生产中的污泥的资源化方法 - Google Patents

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Abstract

钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，本发明属于环保与资源再利用和循环经济范畴，生产纳米高纯级硫化锌属于高新技术产品。本方法是先用污泥与废酸反应，制得以氯化亚铁、氯化锌、氯化铅为主的氯化盐溶液，然后将此溶液用还原的方法，将溶液中金属活性在铅后的物质单离出单质，包括铅、铜等。待溶液中只含有氯化锌与氯化亚铁，加入精制硫化钠溶液。随着硫化钠的加入，硫化钠与过量的氯化亚铁反应，生成硫化亚铁。控制条件硫化亚铁再与氯化锌反应制取纳米硫化锌固体，纳米硫化锌经过固液分离后，再经过充分清洗，即可得到纳米高纯硫化锌。

Description

钢丝绳生产中的污泥的资源化方法
技术领域
本发明涉及一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
生产纳米高纯硫化锌产品，多以醋酸锌与硫脲为硫源，一定的条件下反应制取符合要求的硫化锌，或者以氯化锌与硫脲反应生产硫化锌。
硫化锌具有良好的光学性质，常作为塑料阻燃剂、人造橡胶以及分散剂的组分，广泛用于半导体、颜料、光致发生装置、太阳能电池、红外检测、光纤通讯等。
硫化锌的优异性能大都依赖于颗粒的大小、分布以及形貌特征，如何实现对其尺寸大小、粒径分布的控制是生产硫化锌技术的关键。利用研磨法制得的硫化锌颗粒，形貌不规整，难实现对颗粒大小、形貌的控制。利用金属锌与单质硫在高温下反应，得到硫化锌颗粒较大，生产出来的产品难以满足市场需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，其包括如下步骤：
将钢丝绳生产中产生的污泥与废酸进行反应，得到盐酸盐溶液；
将所述盐酸盐溶液经过一级固液分离，分离出滤液和含磷酸盐的固体渣料；
将所述滤液与硫化钠溶液进行反应，得到硫化亚铁溶液；
将所述硫化亚铁与单质锌进行置换反应，得到硫化锌。
作为优选方案，所述污泥与废酸的重量比为1:(4～8)。
作为优选方案，所述盐酸盐溶液的pH值为1～3。
作为优选方案，所述固体渣料进行进一步处理，得到磷酸铁。
本发明的基本原理为：
钢丝绳生产企业出来的污泥主要含有氧化铁、氧化铝、氧化铜、磷酸铁、磷酸锌等物质，钢丝绳生产企业表面处理后出来的废盐酸里含有废酸(HCl计)4～8％、氯化铁、氯化锌、氯化铅、氯化铜、磷酸铁、磷酸锌等。
第一步是污泥与废酸反应，生成氯盐和磷酸盐(磷酸盐是污泥和废酸带来的)。
2HCl+Zn2+→ZnCl2+2H+
2HCl+Cu2+→CuCl2+2H+
2HCl+Pb2+→PbCl2+2H+
6HCl+Fe2O3→2FeCl3+3H2O
第二步是还原铁粉到反应液中，将三价铁还原成二价铁，氯化铁变成氯化亚铁。
第三步是氯化亚铁转换成硫化亚铁，再由硫化亚铁与氯化锌在高速分散的条件下，生成均一的纳米级硫化锌与氯化亚铁，氯化亚铁作为净水剂市售。
第四步纳米硫化锌，用超纯水经过三级逆流洗涤得到湿的纳米硫化锌。
第五步湿硫化锌经过脱水干燥即可得到纳米高纯硫化锌。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明实现了钢丝绳生产中产生的污泥的资源化再利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，其包括如下步骤：
将钢丝绳生产中产生的污泥与废酸进行反应，得到盐酸盐溶液；
将所述盐酸盐溶液经过一级固液分离，分离出滤液和含磷酸盐的固体渣料；
将所述滤液与硫化钠溶液进行反应，得到硫化亚铁溶液；
将所述硫化亚铁与单质锌进行置换反应，得到硫化锌。
作为优选方案，所述污泥与废酸的重量比为1:4。
作为优选方案，所述盐酸盐溶液的pH值为3。
作为优选方案，所述固体渣料进行进一步处理，得到磷酸铁。
本实施例准备的硫化锌的质量指标如下：
粒径(D50)/(nm)：200～250；
成分指标：
硫化锌(ZnS)(以干基计)w/％：99.99；
铁(Fe)(以干基计)/(mg/kg)：0.2；
铅(Pb)(以干基计)/(mg/kg)：0.3；
铜(Cu)(以干基计)/(mg/kg)：0.2；
镍(Ni)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
锰(Mn)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
镉(Cd)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
硫酸盐(以SO4计)(以干基计)/(mg/kg)：10；
干燥减量w/％：0.2；
堆积密度/(g/cm3)：1.0～1.5。
实施例2
本实施例涉及一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，其包括如下步骤：
将钢丝绳生产中产生的污泥与废酸进行反应，得到盐酸盐溶液；
将所述盐酸盐溶液经过一级固液分离，分离出滤液和含磷酸盐的固体渣料；
将所述滤液与硫化钠溶液进行反应，得到硫化亚铁溶液；
将所述硫化亚铁与单质锌进行置换反应，得到硫化锌。
作为优选方案，所述污泥与废酸的重量比为1:8。
作为优选方案，所述盐酸盐溶液的pH值为1。
作为优选方案，所述固体渣料进行进一步处理，得到磷酸铁。
本实施例准备的硫化锌的质量指标如下：
粒径(D50)/(nm)：200～250；
成分指标：
硫化锌(ZnS)(以干基计)w/％：99.99；
铁(Fe)(以干基计)/(mg/kg)：0.2；
铅(Pb)(以干基计)/(mg/kg)：0.3；
铜(Cu)(以干基计)/(mg/kg)：0.2；
镍(Ni)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
锰(Mn)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
镉(Cd)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
硫酸盐(以SO4计)(以干基计)/(mg/kg)：10；
干燥减量w/％：0.2；
堆积密度/(g/cm3)：1.0～1.5。
实施例3
本实施例涉及一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，其包括如下步骤：
将钢丝绳生产中产生的污泥与废酸进行反应，得到盐酸盐溶液；
将所述盐酸盐溶液经过一级固液分离，分离出滤液和含磷酸盐的固体渣料；
将所述滤液与硫化钠溶液进行反应，得到硫化亚铁溶液；
将所述硫化亚铁与单质锌进行置换反应，得到硫化锌。
作为优选方案，所述污泥与废酸的重量比为1:6。
作为优选方案，所述盐酸盐溶液的pH值为2。
作为优选方案，所述固体渣料进行进一步处理，得到磷酸铁。
本实施例准备的硫化锌的质量指标如下：
粒径(D50)/(nm)：200～250；
成分指标：
硫化锌(ZnS)(以干基计)w/％：99.99；
铁(Fe)(以干基计)/(mg/kg)：0.2；
铅(Pb)(以干基计)/(mg/kg)：0.3；
铜(Cu)(以干基计)/(mg/kg)：0.2；
镍(Ni)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
锰(Mn)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
镉(Cd)(以干基计)/(mg/kg)：0.1；
硫酸盐(以SO4计)(以干基计)/(mg/kg)：10；
干燥减量w/％：0.2；
堆积密度/(g/cm3)：1.0～1.5。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (2)

1.一种钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，其特征在于，所述钢丝绳生产中的污泥至少包括氧化铁、氧化铝、氧化铜、磷酸铁、磷酸锌，包括如下步骤：
将钢丝绳生产中产生的污泥与废酸进行反应，得到盐酸盐溶液；所述污泥与废酸的重量比为1:(4～8)；
2HCl+Zn2+→ZnCl2+2H+
2HCl+Cu2+→CuCl2+2H+
2HCl+Pb2+→PbCl2+2H+
6HCl+Fe2O3→2FeCl3+3H2O；
将pH值为1～3的盐酸盐溶液经过一级固液分离，分离出滤液和含磷酸盐的固体渣料；
向所述滤液加入还原铁粉进行反应，将Fe3+还原成Fe2+，分离出含氯化亚铁滤液；
2FeCl3+Fe→3FeCl2；
将所述含氯化亚铁滤液与硫化钠溶液进行反应，得到硫化亚铁溶液；
FeCl2+Na2S→FeS↓+2NaCl；
将所述硫化亚铁溶液与单质锌进行置换反应，得到硫化锌；
FeS+Zn+2H+→ZnS↓+Fe2++H2↑。
2.如权利要求1所述的钢丝绳生产中的污泥的资源化方法，其特征在于，所述固体渣料进行进一步处理，得到磷酸铁。
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