CN114249407B - 一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:0.8‑1，得第一混合溶液；步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；步骤3)向第二混合溶液中加入有机高分子絮凝剂和改性剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得复合絮凝剂。本发明所制备的复合絮凝剂稳定性较好，可满足实际需要，原料以酸洗废液为主，将废物资源化与废水处理有机结合，降低废水处理成本，达到以废治废的目的，并产生经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及废液回收技术领域，尤其涉及一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法。
背景技术
在钢铁精加工制品生产中，通常采用盐酸连续酸洗钢材表面进行除锈，产生大量含有氯化亚铁和盐酸的酸洗废酸。目前国内外所采用的酸洗废液处理方法主要有蒸馏浓缩法、焙烧-吸收法、溶剂萃取法和氧化法。其中，蒸馏浓缩法回收盐酸和氯化亚铁，没有从根本上解决废酸，只是物理分离，应用中存在产物积累无法处理的问题；焙烧-吸收法和溶剂萃取法是回收废酸液中的盐酸和含铁物料(如Fe2O3粉等)，氧化法则是利用废液直接制取无机化工絮凝剂聚合三氯化铁，但由于该法目前生产中主要是以氯气、氧气和氯酸钠作为氧化剂，氯气和氧气存在反应压力不稳定，用量偏大等问题，氯酸钠价格昂贵也不适合工业应用，且这种方法还存在设备投资大，生产工艺较复杂，环境污染较严重等问题，致使这种酸洗废液的综合利用受到一定限制。
因此，研究一种新的钢铁精加工酸洗废液的回收利用方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:0.8-1，得第一混合溶液；
步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤3)向第二混合溶液中加入有机高分子絮凝剂和改性剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得复合絮凝剂。
进一步的，所述改性剂为硅烷偶联剂。
进一步的，所述改性剂为酸洗废液总质量的5-6％，所述改性剂与有机高分子絮凝剂质量比为1:5-10。
进一步的，所述有机高分子絮凝剂为淀粉、纤维素、壳聚糖与聚丙烯酰胺进行接枝共聚制成。
进一步的，所述催化剂为亚硝酸钠、硝酸、硝酸铝、硫酸铜、二氧化锰中的一种。
进一步的，所述催化剂为酸洗废液总质量的0.2-0.4％。
进一步的，所述反应器中反应温度为60-80℃。
进一步的，所述反应器中反应压力为0.01-0.02Mpa。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明方法中前两步制备得到聚合氯化铁，第三步中通过改性剂硅烷偶联剂将聚合氯化铁和有机高分子絮凝剂聚合形成复合絮凝剂，该复合絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂，无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒，使形成颗粒并逐渐增大；而有机高分子成分通过自身的桥联作用，利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用，网捕其它杂质颗粒一同下沉，并且选用的天然高分子物质，例如壳聚糖具有生物可降解性，且本身无毒性，不会对水体产生二次污染。同时，无机盐的存在使污染物表面电荷中和，促进有机高分子的絮凝作用，大大提高絮凝效果。本发明所制备的复合絮凝剂稳定性较好，可满足实际需要，原料以酸洗废液为主，将废物资源化与废水处理有机结合，降低废水处理成本，达到以废治废的目的，并产生经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:0.8，得第一混合溶液；
步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂亚硝酸钠，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤3)向第二混合溶液中加入壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液和硅烷偶联剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得复合絮凝剂。
进一步的，所述硅烷偶联剂为酸洗废液总质量的5％，所述硅烷偶联剂与壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液质量比为1:5，所述催化剂为酸洗废液总质量的0.2％。
进一步的，所述壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液采用现有制备方法制取，此处不在赘述。
进一步的，所述反应器中反应温度为60℃，所述反应器中反应压力为0.015Mpa。
实施例2
一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:0.9，得第一混合溶液；
步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂亚硝酸钠，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤3)向第二混合溶液中加入壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液和硅烷偶联剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得复合絮凝剂。
进一步的，所述硅烷偶联剂为酸洗废液总质量的5.5％，所述硅烷偶联剂与壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液质量比为1:5，所述催化剂为酸洗废液总质量的0.3％。
进一步的，所述反应器中反应温度为60℃，所述反应器中反应压力为0.015Mpa。
实施例3
一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:1，得第一混合溶液；
步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂亚硝酸钠，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤3)向第二混合溶液中加入壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液和硅烷偶联剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得复合絮凝剂。
进一步的，所述硅烷偶联剂为酸洗废液总质量的6％，所述硅烷偶联剂与壳聚糖接枝聚丙烯酰胺溶液质量比为1:6，所述催化剂为酸洗废液总质量的0.4％。
进一步的，所述反应器中反应温度为60℃，所述反应器中反应压力为0.015Mpa。
对比例1
一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:0.9，得第一混合溶液；
步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂亚硝酸钠，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤3)向第二混合溶液中加入硅烷偶联剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得聚合氯化铁。
进一步的，所述硅烷偶联剂为酸洗废液总质量的5％，所述催化剂为酸洗废液总质量的0.2％。
进一步的，所述反应器中反应温度为60℃，所述反应器中反应压力为0.015Mpa。
对比例2
一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1)向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为1:0.9，得第一混合溶液；
步骤2)向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂亚硝酸钠，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤3)向第二混合溶液中加入稳定剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得聚合氯化铁。
进一步的，所述稳定剂为磷酸、磷酸盐或磷酸二氢盐中的一种。
进一步的，所述稳定剂为酸洗废液总质量的2％，所述催化剂为酸洗废液总质量的0.2％。
进一步的，所述反应器中反应温度为60℃，所述反应器中反应压力为0.015Mpa。
对本发明中实施例1-3和对比例1-2所制备得到的絮凝剂进行污水处理实验，实验效果数据见表1
实验方法：取1L污水，加入100mg上述制备的絮凝剂，搅拌15min，静置沉降1h，取上清液，测定悬浮物和COD。
采用本发明实施例1-3制备的絮凝剂处理污水后，悬浮物和COD含量显著下降，明显优于对比例1-2制备的絮凝剂，污水处理效果较好。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤 1）向反应器中加入酸洗废液，再加入盐酸或者铁屑，搅拌均匀，使二价铁离子与氢离子的物质的量之比为 1:0.8-1，得第一混合溶液；
步骤 2）向第一混合溶液中通入氧气，并在搅拌条件下，缓慢加入催化剂，使二价铁离子全部氧化为三价铁离子，得第二混合溶液；
步骤 3）向第二混合溶液中加入有机高分子絮凝剂和改性剂，继续搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得复合絮凝剂；
所述改性剂为硅烷偶联剂；
所述改性剂为酸洗废液总质量的 5-6%，所述改性剂与有机高分子絮凝剂质量比为 1:5-10；
所述反应器中反应温度为 60-80℃；
所述反应器中反应压力为 0.01-0.02Mpa；
所述有机高分子絮凝剂为淀粉、纤维素、壳聚糖中任一项与聚丙烯酰胺进行接枝共聚制成。
2.根据权利要求 1 所述的一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法， 其特征在于， 所述催化剂为亚硝酸钠、硝酸、硝酸铝、硫酸铜、二氧化锰中的一种。
3.根据权利要求 1 所述的一种钢铁精加工酸洗废液回收利用方法， 其特征在于， 所述催化剂为酸洗废液总质量的 0.2-0.4%。
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