CN107986321A - 一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法 - Google Patents

Abstract

一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，属于废物资源化领域。其方法为：向含铁含锌的污泥中加入液碱，均匀搅拌，将含铁含锌的废水在15℃～35℃调节PH值为4‑6.5，同时通入氧化性气体，进行低温氧化，氧化时间为4‑8h。氧化亚铁完全氧化后，过滤，得到溶液，在15℃～35℃加入碱性物质调节PH值为9‑12，得到白色沉淀，过滤，自然风干得到高纯度氢氧化锌。该方法是热镀锌厂含铁含锌的废水回收锌的有效工艺，其具有设备投资小，能耗小和制备的产品纯度高，环保无污染等优点。

Description

一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法

技术领域

本发明属于废物资源化处理技术领域，涉及一种含铁含锌的废水提取锌并制备出氢氧化锌的方法。

背景技术

氢氧化锌，是一种无机化合物，其化学式为Zn(OH)₂，是两性氧化物，室温下为白色固体，不溶于水，溶于酸、碱溶液和氨水，溶于酸生成锌盐，溶于碱生成锌酸盐，溶于氨水生成锌氨络离子。在125℃分解成为氧化锌和水。其可以用于制造氧化锌和锌盐，用于生产锌化合物，如氧化锌、硫酸锌、硝酸锌等。用作分析试剂，也用于橡胶制造业及制药工业。

热镀锌是将钢、不锈钢、铸铁等金属浸入熔融液态金属或合金中获得镀层的一种工艺技术。热镀锌是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法。热镀锌产品对钢铁的减蚀延寿、节能节材起着不可估量和不可替代的作用，同时镀层钢材也是国家扶植和优先发展的高附加值短线产品。随着西部大开发战略的实施，西电东送、西气东输、南水北调、三峡工程、农网及城市电网二网改造等项目的深入展开，我国热镀锌行业已进入新一轮的高速发展阶段。

同时热镀锌厂产生的含铁含锌的废水是一种热镀锌厂车间酸洗水排出的污染性工业废水，由于各生产厂家工艺不同，通常含铁量在0.6g/L～3g/L之间，锌0.1g/L～0.3g/L。其中废水包含的主要污染物为氯化铁、氯化亚铁、氯化锌等，另外废水在多数热镀锌厂采用直接加碱然后压滤净化的方法，在这个过程中会产生大量含铁含锌且含水的固体废渣红泥，这些红泥在堆放的过程中除了占用大量的土地外，其中的一些化学成分还会随水入渗土地，易造成土地的组成、结构与其物化性质的恶化，更为严重的是这种髙含锌废弃物产生的污水渗入地下易造成地下水污染，使其地下水形成重金属污染，同时也易造成资源的浪费。

目前为止，从废水中提取锌的方法大多是萃取法分离铁和锌，将含锌的Fe²⁺溶液与萃取剂逆流接触，混合进行萃取，油水比为(1～4)：1，萃取时间为4～6Min，萃取完成后，静止澄清16～20Min，隔油，得到含锌的负载有机相和含锌量低于1g/L的氢氧化亚铁溶液。

反萃取法制备氢氧化锌，其纯度比较高。然而，其工艺比较繁琐，工业化成本比较高，对于含锌量较低的溶液效果不明显，经济效益不高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法。本发明在于用低成本生产高纯度的氢氧化锌，将废水变废为宝，消除了废水的二次污染，保护了生态环境。相对于上者，其特点是操作简单，工艺设备要求低，以成本低的手段可以得到高纯度的氢氧化锌。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，包括以下步骤：

步骤1，加入碱液

在15℃～35℃条件下，向含铁含锌的废水中加入碱液，均匀搅拌，调节pH值为4-6.5，得到含锌含铁溶液，所述含锌含铁溶液中含有氢氧化亚铁；其中，碱液的质量百分数浓度为15％～45％。

步骤2，低温氧化

将氧化性气体通入步骤1得到的含锌含铁溶液中，使其部分的Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，氧化时间为4-8h。溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成。

步骤3，过滤分离铁和锌

将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到滤饼和含锌的溶液；滤饼为氢氧化铁胶体。

步骤4，制备氢氧化锌

将步骤3得到的含锌溶液在15℃～35℃条件下，加入碱性物质调节PH值为9-12，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液。将滤饼充分洗涤后，进行自然风干就可得到高纯度的氢氧化锌。

所述的含铁含锌废水为热镀锌生产过程中产生的，其中浓度为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水。其中含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。

所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt％。

所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。

本发明的有益效果是：1)本发明消除了污泥的二次污染，保护了生态环境，实现了废物再利用的资源循环利用效果。2)本发明符合我国节约减排的产业政策，投资小，设备要求低，提铁的效率高。3)本发明相对于现有的技术：操作简单，其流程短。4)本发明解决了污泥零污染的问题，其工艺是闭路的，不再产生废液废渣。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

以下实施例采用的含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中浓度为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水。其中含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁、氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。

实施例1

取2L废水放入烧杯中，向含铁含锌的废水中加入碱液(质量百分数浓度为15％)25ml，调节PH值为4.5，得到含氢氧化亚铁的溶液。

对含氢氧化亚铁液中通入氧气，其中气压为0.5MPa。使其部分的Fe²⁺被氧化成Fe^{3 +}，氧化时间为4h，在这过程中继续加入碱液11ml，使其PH值保持在5，溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成。

将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到为氢氧化铁胶体的滤饼和含锌的溶液。

将得到的含锌溶液在15℃条件下，加入碱性物质调节PH值为10，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液。将滤饼充分洗涤后，称重为0.31g，进行自然风干就可得到高纯度的氢氧化锌。

实施例2

取2L废水放入烧杯中，向含铁含锌的废水中加入碱液(质量百分数浓度为30％)13ml，调节PH值为5.5得到含氢氧化铁的溶液。

对含氢氧化亚铁液中通入氧气，其中气压为0.5MPa。使其部分的Fe²⁺被氧化成Fe^{3 +}，氧化时间为4h，溶液由浅绿色呈现出黄褐色，则氧化充分完成。

将得到的含锌溶液在25℃条件下，加入碱性物质调节PH值为9，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液。将滤饼充分洗涤后，称重为2.87g，进行自然风干就可得到高纯度的氢氧化锌。

实施例3

取2L废水放入烧杯中，向含铁含锌的废水中加入碱液(质量百分数浓度为45％)10ml，调节PH值为6得到含氢氧化铁的溶液。

对含氢氧化亚铁液中通入空气，其中气压为0.4MPa。使其部分的Fe²⁺被氧化成Fe^{3 +}，溶液由浅绿色呈现出黄褐色，则氧化充分完成。

将得到的含锌溶液在30℃条件下，加入碱性物质调节PH值为12，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液。将滤饼充分洗涤后，自然风干就可得到高纯度的氢氧化锌。

Claims (5)

1.一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，其特征在于以下步骤：

步骤1，加入碱液

在15℃～35℃条件下，向含铁含锌的废水中加入碱液，均匀搅拌，调节pH值为4-6.5，得到含锌含铁溶液，所述含锌含铁溶液中含有氢氧化亚铁；

步骤2，低温氧化

将氧化性气体通入步骤1得到的含锌含铁溶液中，使其部分的Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，氧化时间为4-8h；溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成；

步骤3，过滤分离铁和锌

将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到滤饼和含锌的溶液；滤饼为氢氧化铁胶体；

步骤4，制备氢氧化锌

将步骤3得到的含锌溶液在15℃～35℃条件下，加入碱性物质调节PH值为9-12，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液；滤饼充分洗涤后，自然风干得到氢氧化锌。

2.根据权利要求1所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，其特征在于，所述的含铁含锌废水为热镀锌生产过程中产生的，其中浓度为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水；其中含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。

3.根据权利要求1或2所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt％。

4.根据权利要求1或2所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。

5.根据权利要求3所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氢氧化锌的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。