一種Fenton鐵泥資源化利用的方法
2023-05-17 05:48:06
專利名稱：一種Fenton鐵泥資源化利用的方法
技術領域：
本發明涉及固體廢棄物的資源化處理技術領域,特別是涉及一種Fenton處理技術產生鐵泥的資源化利用方法。
背景技術：
1894年法國科學家H.J.Fenton發現了 Fe2+能通過H2O2有效地催化蘋果酸的氧化，以後的研究表明二者的結合對許多種類的有機物都是一種有效的氧化劑。後人為紀念這位偉大的科學家，將Fe2+和H2O2組成的試劑命名為Fenton試劑，使用該試劑的反應稱Fenton反應。1964年，加拿大學者H.R.Eisenhaner將Fenton試劑成功地應用到廢水處理上，在近十幾年的研究中Fenton試劑已成功運用於多種工業廢水的處理，目前已成為廢水深度處理技術中應用最廣泛、技術最成熟的工藝。Fenton試劑之所以具有很強的氧化能力，是因為Fenton試劑中H2O2被Fe2+催化分解生成羥基自由基(.0H)，羥基自由基(.0H)具有如下重要性質:(I)氧化能力強其氧化電極電位(E)為2.80V,在已知的氧化劑中僅次於F2,這意味著輕基自由基(.0H)氧化能力遠遠超過普通的·化學氧化劑。因此，能夠氧化絕大多數有機物。(2)羥基自由基(.0H)具有很高的親電性或電負性具有較高的電負性或電子親和能(569.3kJ)，容易進攻高電子云密度點，羥基自由基(.0H)這種親電性，決定了 Fenton試劑在處理含氯基、磺酸基、硝基等有機物具有獨特優勢。(3)羥基自由基(.0H)具有加成作用當有碳碳雙鍵存在時，除非被進攻的分子具有高度活潑的碳氫鍵，否則，將發生加成反應。Fenton試劑處理有機物的實質就是羥基自由基與有機物發生反應，直到將有機物徹底礦化成CO2和H2O2。Fenton法處理難降解有機廢水時，具有其他方法無法比擬的優點，至今已成功運用於各種工業廢水的處理。但是Fenton氧化法在處理過程中會產生一定量的化學汙泥，如果不妥善處理會產生很多危害，比如:佔用大量土地；汙泥堆放經過風吹雨淋會產生高溫或者其他的化學反應，會破壞土壤的結構；直接排放淤積河床、嚴重汙染水體；汙泥被微生物氧化分解後釋放出有害氣體、塵埃等，會加重大氣的汙染；大量堆放後，汙泥中含有腸道細菌、寄生蟲及病毒等，嚴重危害到人類的健康。因此Fenton鐵泥的處理已成為制約Fenton技術推廣的關鍵。本案發明人對Fenton鐵泥的性能進行了研究分析,Fenton鐵泥中鐵的含量在50%以上，其中主要以三價鐵離子的形式存在，所以對鐵元素的回收利用有很大的應用價值
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種Fenton鐵泥資源化利用的方法，通過利用Fenton鐵泥生產硫酸亞鐵使鐵泥變廢為寶,從而使Fenton鐵泥得到充分資源化利用。本發明以如下技術方案解決上述技術問題:本發明一種Fenton鐵泥資源化利用的方法，包括以下步驟:(I)取Fenton處理後剩餘化學鐵泥加入濃硫酸，化學鐵泥:濃硫酸的體積比=10: 1，加熱至溫度在70 75°C下攪拌30min，得鐵泥溶液；(2)向步驟(I)得到的鐵泥溶液中加入過量的廢鐵屑進行還原，用苯酚溶液檢測Fe3+，直到Fe3+完全被還原成Fe2+，完成後靜止沉澱30min，抽取上清液，下層沉澱脫水填埋處理；(3)按上清液:乙醇的體積比=10:1加入乙醇，縮短硫酸亞鐵的結晶時間，待結晶完全後即得成品工業FeSO4.7H20，。所述步驟(I)的剩餘化學鐵泥的含水率控制在93 96%，可採用稀釋或濃縮的方法使其含水率達到該值。所述步驟(2)用廢鐵屑進行還原的時間為60 70min。本發明通過利用Fenton鐵泥生產硫酸亞鐵，使鐵泥變廢為寶，從而使Fenton鐵泥得到充分資源化利用。
圖1是本發明方法的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1:原料:芬頓技術深度處理紙漿造紙廢水剩餘鐵泥，Fe2O3含量53.2%，有機質含量28.5%。處理步驟:(I)取上述Fenton鐵泥經濃縮得到含水率95.5%的化學鐵泥lm3，按化學鐵泥:硫酸的體積比=10: I加入質量濃度98%的工業濃硫酸，並加熱至70°C，充分攪拌30min，形成鐵泥溶液；(2)向步驟(I)得到的1.1m3鐵泥溶液中加入24kg廢鐵屑進行還原，還原時間70min後，用苯酚溶液檢測Fe3+，Fe3+完全被還原成Fe2+，完成後靜止沉澱30min，抽取上清液，下層沉澱脫水填埋處理；(3)在上清液中按V (上清液)/V (乙醇)=10:1添加純度99%的工業乙醇以有效地縮短硫酸亞鐵的結晶時間，結晶完全後得FeSO4.7H20。經檢測FeSO4.7H20含量達98.34%,其他指標也均達到GB10531-89水處理劑硫酸亞鐵優等品標準。硫酸亞鐵可回用於Fenton系統或用作其他用途。
實施例2:原料:芬頓技術深度處理酒精廢水剩餘鐵泥，Fe2O3含量55.8%，有機質含量25.4%。處理步驟:(I)取上述Fenton鐵汙經濃縮得到含水率94.8%的化學鐵泥lm3，按化學鐵泥:硫酸的體積比=10: I加入質量濃度98%的工業濃硫酸，溫度控制在75°C，充分攪拌30min，形成鐵泥溶液；(2)向步驟(I)得到的1.1m3鐵泥溶液中加入22kg廢鐵屑進行還原，還原60min後，用苯酚溶液檢測Fe3+，Fe3+完全被還原成Fe2+，完成後靜止沉澱30min，抽取上清液，下層沉澱脫水填埋處理；(3)在上清液中按V (上清液)/V (乙醇)=10:1添加純度99%的工業乙醇以有效地縮短硫酸亞鐵的結晶時間，結晶完全後得FeSO4.7H20。經檢測FeSO4.7H20含量達98.52%,其他指標也均達到GB10531-89水處理劑硫酸亞鐵優等品標準。實施例3:原料:芬頓技術深度處理製藥廢水剩餘鐵泥，Fe2O3含量55.1%，有機質含量26.9%。處理步驟:(I)取上述Fenton鐵泥經濃縮處理後得到含水率93.5%的化學鐵泥lm3，按化學鐵泥:硫酸的體積比=10: I加入質量濃度98%的工業濃硫酸，溫度控制在73°C，充分攪拌30min,形成鐵泥溶液；(2)向步驟(I)得到的1.1m3鐵泥溶液中加入23kg廢鐵屑進行還原，還原65min後，用苯酚溶液檢測Fe3+，Fe3+完全被還原成Fe2+，完成後靜止沉澱30min，抽取上清液，下層沉澱脫水填埋處理；(3)在上清液中按V (上清液)/V (乙醇)=10:1添加純度99%的工業乙醇以有效地縮短硫酸亞鐵的結晶時間，結晶完全後得FeSO4.7H20。經檢測FeSO4.7H20含量達98.47%，其他指標也均達到GB1 0531-89水處理劑硫酸亞鐵優等品標準。
權利要求
1.一種Fenton鐵泥資源化利用的方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)取Fenton處理後剩餘化學鐵泥加入濃硫酸，化學鐵泥濃硫酸的體積比=10 1，加熱至溫度在70 75°C下攪拌30min，得鐵泥溶液； (2)向步驟(I)得到的鐵泥溶液中加入過量的廢鐵屑進行還原，用苯酚溶液檢測Fe3+，直到Fe3+完全被還原成Fe2+，完成後靜止沉澱30min，抽取上清液，下層沉澱脫水填埋處理； (3)在上清液中按上清液乙醇的體積比=10 I加入乙醇，縮短硫酸亞鐵的結晶時間，待結晶完全後即得成品工業FeSO4 · 7H20。
2.根據權利要求I所述Fenton鐵泥資源化利用的方法，其特徵在於，步驟(I)的剩餘化學鐵泥的含水率控制在93 96%。
3.根據權利要求I所述Fenton鐵泥資源化利用的方法，其特徵在於，所述步驟(2)用廢鐵屑進行還原的時間為60 70min。
全文摘要
本發明公開了一種Fenton鐵泥資源化利用的方法，該方法包括如下步驟(1)取Fenton處理後剩餘化學鐵泥加入濃硫酸，溫度控制在70～75℃，攪拌30min；(2)向步驟(1)得到的鐵泥溶液中加入過量的廢鐵屑進行還原，用苯酚溶液檢測Fe3+，直到Fe3+完全被還原成Fe2+；(3)還原完成後靜止沉澱30min，抽取上清液，按V(上清液)/V(乙醇)=10:1添加乙醇縮短硫酸亞鐵的結晶時間，待結晶完全後即得成品工業FeSO4·7H2O。本發明方法可解決Fenton技術推廣的瓶頸問題，實現固體廢物的資源化利用，將Fenton鐵泥變廢為寶，有利於人類社會的可持續發展。
文檔編號B09B3/00GK103252340SQ201310184249
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月17日 優先權日2013年5月17日
發明者王雙飛, 陳永利, 張娟 申請人:廣西大學