CN1590304A - 硫酸亚铁废水和废铁屑的综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

硫酸业铁废水与废铁屑的综合利用方法是：用废铁屑中和轧钢厂和钛白粉厂硫酸亚铁废水中的余酸，生产氧化铁黑，氧化铁红和硫酸铵的新技术。中和液加聚合硫酸铁或三氯化铁助凝和硫酸亚铁清液加氨水反应，鼓风氧化生成四氧化三铁，使杂质得到充分分离。氧化铁黑和氧化铁红产品含量分别为99.2％和99.5％以上，SiO2均在0.005％以下。硫酸铵含量在98％以上。洗涤产品只用沉淀处理过的河水可不用去离子水。

Description

硫酸亚铁废水与废铁屑的综合利用方法
本发明是关于用轧钢厂硫酸洗涤钢材或化工厂生产钛白粉所产生的硫酸亚铁废水与机械厂废铁屑反应生产优质的氧化铁黑或氧化铁红和硫酸铵的综合利用方法。该方法的特点是：用机械厂的废铁屑中和废水中的余酸，充分利用资源；中和后的溶液加聚合硫酸铁或三氯化铁助凝过滤，提高滤液的纯度；硫酸亚铁清液加氨水中和并鼓风氧化成四氧化三铁，过滤，水洗，以利进一步分离杂质。
过去的技术及问题
轧钢厂用硫酸间断洗涤钢材时，为了充分利用酸洗液，控制废水含余酸3～6％，含硫酸亚铁300g/L左右；连续或半连续洗涤时，为了保持较高的酸洗速度，控制废水含余酸浓度8～15％，含硫酸亚铁150～200g/L左右。化工厂用硫酸法生产钛白粉时，每吨产品会产生8～10吨含硫酸200g/L左右，含硫酸亚铁150g/L左右的废水。过去这些废水一般是采用真空蒸发或无蒸发冷冻结晶法回收硫酸亚铁和硫酸，其回收的产品附加价值不高，工程投资较大，设备腐蚀快。还有少数单位是用石灰中和余酸后外排，没有真正解决环境污染问题。也有资料介绍，将硫酸亚铁废水用氨水中和余酸，加热过滤，滤液与碳酸氢铵反应，生成碳酸亚铁，经过滤，洗涤，烘干，煅烧生产氧化铁红。这种方法生产的氧化铁红纯度难以确保，因为碳酸盐的溶解度一般比硫酸盐和氢氧化物的溶解度小，硫酸亚铁废水中的钙，镁，锰等离子均易形成碳酸盐与碳酸亚铁共沉，在后面的工序中很难去除。同时这种方法没有充分利用余酸，生产成本较高。
本发明拟解决的问题
本发明者了解到，目前磁性材料行业发展很快，对用于生产磁性材料的氧化铁的需求量逐年增加，特别是对用于生产高磁导率的磁性材料的氧化铁的纯度和稳定性要求更高。
鉴于过去的方法之不足和当今市场对氧化铁质量的高标准要求，本发明拟解决如下问题：充分利用资源，提高产品的产量；改进生产工艺，提高和稳定产品质量；简化工艺过程，降低生产成本。
解决问题的方法
为了解决以上问题，本发明者根据氢氧化钙，氢氧化镁，氢氧化锰等均有一定的溶解性，在PH值为8左右时未达到饱和度，同时四氧化三铁不溶于稀酸和碱，便于洗涤，而废铁屑中和废水中余酸后所得的硫酸亚铁液中影响产品纯度的因素主要是钙、镁、锰、锌等实况，特采取了以下方法：
1.用废铁屑中和废水中的余酸，即处理等量的废水，使氧化铁的产量相应增加了30～60％，如此既实现了以废治废，又充分发挥了余酸的作用，提高了产量。
2.中和后的废水加聚合硫酸铁或三氯化铁絮凝过滤，提高滤液的纯度。
3.滤后硫酸亚铁清液加氨水反应，搅拌加热到80℃左右，保温鼓风使亚铁转为四氧化三铁，待检不出二价铁离子时，过滤，滤饼用水洗涤至无水硫酸根离子后烘干得氧化铁黑产品，或者将氧化铁黑在800℃左右焙烧生产优等品的a-氧化铁红产品。在鼓风氧化时，部分水分已蒸发，提高了硫酸铵溶液的浓度，直接蒸发结晶生产硫酸铵也有利可图。
实施例1
500ml轧钢厂硫酸亚铁废水加铁屑常温反应10小时左右，PH值为4，加氨水5ml，加热至60℃，加聚合硫酸铁液1ml，70℃开始过滤，得滤液480ml，60℃时加氨水160ml，搅拌加热至75℃开始鼓风氧化，在65℃至80℃间鼓风2小时，检查已无亚铁离子，过滤，滤饼用沉淀处理过的水洗涤至无硫酸根离子，烘干得氧化铁黑产品。将氧化铁黑放入马附炉中，升温至800℃，恒温再烧40分钟，得氧化铁红产品62克，含量99.65％，硫酸铵液400ml，浓度25％，经蒸发，冷却结晶，过滤，烘干得102g硫酸铵，含量98.4％。
实施例2
钛白粉厂硫酸亚铁液300ml，加铁屑常温反应20小时左右，PH值达4.2，加氨水3ml，加热至60℃，加三氯化铁0.5ml，70℃开始过滤，得滤液280ml，60℃加氨水100ml至75℃开始鼓风氧化2小时15分钟，检查无亚铁离子，过滤，洗涤，烘干，焙烧，得氧化铁红41克，含量99.61％。
发明的效果
如上所述，按照此发明可以使轧钢厂和钛白粉厂的硫酸亚铁废水与机械厂的废铁屑得到综合利用，其工艺简单，产品质量好，成本低，可实现环境效益，经济效益和社会效益三丰收。
表1和表2分别汇集了本发明方法实施例所得的氧化铁黑和氧化铁红产品的化学成分与物理性能与国家标准对比情况，可以看出本发明的效果显著。
表1  (氧化铁黑产品)
序号   指标名称 标准：GB1861-80一级品       实施例产品
  1     2
1 外观 黑色粉末 黑色粉末 黑色粉末
2 色光(与标准产品比) 近似～微
3 吸油量(％＜＝) 15-25
4 细度(320目筛余量％＜＝) 0.3 0.2 0.2
5 水分(90℃烘干％＜＝) 1.5 1.0 1.0
6 水溶物(％＜＝) 0.5 0.35 0.37
7 四氧化三铁(干品计％＞＝) 96 99.3 99.28
表2  (氧化铁红产品化学成分)
序号 指标名称     标准：HG/T2574-941型，优等品 实施例产品(％)
    1     2
1 主含量(以Fe2O3计)＞＝ 99.2  99.65   99.61
2 氧化亚铁(FeO)＜＝ 0.20  0.10   0.08
3 干燥失重    ＜＝ 0.20  0.09   0.10
4 二氧化硅(SiO2) ＜＝ 0.010  0.0043   0.0035
5 铝(Al)    ＜＝ 0.020  0.008   0.009
6 锰(Mn)    ＜＝ 0.20  0.18   0.15
7 钙(Ca)    ＜＝ 0.010  0.007   0.005
8 镁(Mg)    ＜＝ 0.010  0.004   0.008
9 钾(K)    ＜＝ 0.010  0.003   0.003
10 钠(Na)    ＜＝ 0.020  0.009   0.008
11 硫酸盐(SO4计)   ＜＝ 0.10  0.09   0.09
12 氯化物(Cl计)    ＜＝ 0.10  0.02   0.02

Claims (4)

1.硫酸亚铁废水与废铁屑的综合利用方法，其特征在于用机械厂废铁屑中和硫酸亚铁废水中的余酸，中和后的溶液在65～75℃左右加聚合硫酸铁或三氯化铁絮凝过滤，滤液加氨水反应，在65～80℃左右鼓风将亚铁离子转化为四氧化三铁，过滤，洗涤，烘干得氧化铁黑产品。氧化铁黑在800℃左右焙烧得优等品a-氧化铁红，分离掉四氧化三铁后的硫酸铵液经蒸发，冷却结晶，过滤，烘干得硫酸铵产品。
2.如权利要求1所述的硫酸亚铁废水与废铁屑的综合利用方法，其特征在于中和后的溶液在65～75℃左右，加聚合硫酸铁或三氯化铁絮凝，过滤，加量为溶液的千分之一至二。
3.如权利要求1所述的硫酸亚铁废水与废铁屑的综合利用方法，其特征在于中和过滤后的硫酸亚铁液加氨水反应，反应液的PH值为7-8。
4.如权利要求1所述的硫酸亚铁废水与废铁屑的综合利用方法，其特征在于洗涤水为三价铁盐絮凝沉淀过的河水。
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