CN108101118A - 一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法 - Google Patents

Abstract

一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法，属于废物资源化领域。其方法为：向含铁含锌的废水中加入液碱，搅拌，将含铁含锌的溶液在15℃～30℃调节PH值为4‑6.5，同时通入氧化性气体，进行氧化，氧化时间为4‑8h。待完全氧化后，过滤，得到氢氧化铁。在60℃～90℃条件下烘干，即得到氧化铁。该方法是热镀锌厂含铁含锌的废水回收铁的有效简易的工艺，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铁并制备氧化铁的方法

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铁并制备出氢氧化铁的方法。

背景技术

氧化铁，化学式为Fe₂O₃，又称为烧褐铁矿、铁丹、铁红、红粉等。易溶于强酸、中强酸，外观为红棕色粉末。其红棕色粉末是一种低级染料，工业上称氧化铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业，可作为催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁的原料。其难溶于水，不与水反应。溶于酸，与酸反应，不与氢氧化钠反应。在高温下可以被CO，H₂，Al，C，Si等还原。其是一种重要的无机非金属材料，具有良好的耐光性、耐候性和对紫外线的屏蔽性。它在涂料工业中用作防锈颜料及铁红色、紫棕色的着色颜料；在建筑工业中用作人造大理石、地面水磨石、墙壁涂料的着色剂；在电子电讯工业中是制备铁氧体元件的重要材料；在化学工业中是触媒和生产其它含铁化工产品的原料。此外也可以用作磁性铁粉的原料、五金器材的抛光、眼镜玻璃、光学仪器、玉石的磨光材料，在生物医学工程等方面也具有极其广泛和重要的用途。

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。

对于废水中铁的提取，大部分工艺是先制备成晶种，然后褪色，使其Fe³⁺全部变成Fe²⁺，然后再二次氧化，过滤，最后进行干燥。其中二次氧化在加热中进行。其温度最高达到85℃。

其工艺操作过于复杂，对操作人员要求较高，而且能耗很高，用此工艺处理铁离子浓度低的废水产生不了好的经济效益。

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铁并制备氧化铁的方法，将热镀锌厂含铁含锌废水提取铁并制备氧化铁。该方法通过加入碱液调节pH值，鼓起氧化，过滤及分离，烘干即可得到高纯的氧化铁，其具有操作简单，设备投资小，能耗低和制备的产品纯度高的优点。本发明的目的是用低成本生产高纯度的氧化铁，将废水变废为宝，消除废水的二次污染，保护生态环境；操作简单，工艺设备要求低，其成本低的同时还可以得到高纯度的氧化铁。

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铁并制备氧化铁的方法，包括以下步骤：

步骤1，加入碱液

在15℃～30℃条件下，向含铁含锌的废水中加碱液，调节pH值为4-6.5，均匀搅拌，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，制备氧化铁

将滤饼进行洗涤后，在60℃～90℃条件下烘干5～8h，则可得到高纯度氧化铁。

所述的含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中质量分数为：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。

本发明相对于现有的技术，其有益效果是：1)本发明消除了废水的二次污染，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)本发明操作简单，其流程短。

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污泥为热镀锌生产过程中产生的，其中质量分数为：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。

将滤饼进行洗涤后，进行在80℃条件下烘干6h，对其进行称重为2.15g。对其进行研磨即可得到高纯度的氧化铁。

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。

将滤饼进行洗涤后，进行在80℃条件下烘干6h，对其进行称重为2.43g。对其进行研磨即可得到高纯度的氧化铁。

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 +}，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。

将滤饼进行洗涤后，进行在60℃条件下烘干8h，研磨得到高纯度的氧化铁。

Claims (8)

1.一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法，其特征在于以下步骤：

步骤1，加入碱液

在15℃～30℃条件下，向含铁含锌的废水中加碱液，调节pH值为4-6.5，均匀搅拌，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

将步骤2得到的氧化后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，制备氧化铁

将步骤3得到的滤饼洗涤后，烘干得到氧化铁。

2.根据权利要求1所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法，其特征在于，所述的含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中质量分数为：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铁并制备氧化铁的方法，其特征在于，所述的碱液为氢氧化钠，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铁并制备氧化铁的方法，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铁并制备氧化铁的方法，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。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法，其特征在于，所述步骤4的烘干温度为60℃～90℃，烘干时间为5～8h。

7.根据权利要求3所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法，其特征在于，所述步骤4的烘干温度为60℃～90℃，烘干时间为5～8h。

8.根据权利要求4所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氧化铁的方法，其特征在于，所述步骤4的烘干温度为60℃～90℃，烘干时间为5～8h。