硫酸亞鐵廢水和廢鐵屑的綜合利用方法
2023-04-24 22:05:01
專利名稱：硫酸亞鐵廢水和廢鐵屑的綜合利用方法
技術領域：
本發明是關於用軋鋼廠硫酸洗滌鋼材或化工廠生產鈦白粉所產生的硫酸亞鐵廢水與機械廠廢鐵屑反應生產優質的氧化鐵黑或氧化鐵紅和硫酸銨的綜合利用方法。該方法的特點是用機械廠的廢鐵屑中和廢水中的餘酸，充分利用資源；中和後的溶液加聚合硫酸鐵或三氯化鐵助凝過濾，提高濾液的純度；硫酸亞鐵清液加氨水中和並鼓風氧化成四氧化三鐵，過濾，水洗，以利進一步分離雜質。
過去的技術及問題軋鋼廠用硫酸間斷洗滌鋼材時，為了充分利用酸洗液，控制廢水含餘酸3～6％，含硫酸亞鐵300g/L左右；連續或半連續洗滌時，為了保持較高的酸洗速度，控制廢水含餘酸濃度8～15％，含硫酸亞鐵150～200g/L左右。化工廠用硫酸法生產鈦白粉時，每噸產品會產生8～10噸含硫酸200g/L左右，含硫酸亞鐵150g/L左右的廢水。過去這些廢水一般是採用真空蒸發或無蒸發冷凍結晶法回收硫酸亞鐵和硫酸，其回收的產品附加價值不高，工程投資較大，設備腐蝕快。還有少數單位是用石灰中和餘酸後外排，沒有真正解決環境汙染問題。也有資料介紹，將硫酸亞鐵廢水用氨水中和餘酸，加熱過濾，濾液與碳酸氫銨反應，生成碳酸亞鐵，經過濾，洗滌，烘乾，煅燒生產氧化鐵紅。這種方法生產的氧化鐵紅純度難以確保，因為碳酸鹽的溶解度一般比硫酸鹽和氫氧化物的溶解度小，硫酸亞鐵廢水中的鈣，鎂，錳等離子均易形成碳酸鹽與碳酸亞鐵共沉，在後面的工序中很難去除。同時這種方法沒有充分利用餘酸，生產成本較高。
本發明擬解決的問題本發明者了解到，目前磁性材料行業發展很快，對用於生產磁性材料的氧化鐵的需求量逐年增加，特別是對用於生產高磁導率的磁性材料的氧化鐵的純度和穩定性要求更高。
鑑於過去的方法之不足和當今市場對氧化鐵質量的高標準要求，本發明擬解決如下問題充分利用資源，提高產品的產量；改進生產工藝，提高和穩定產品質量；簡化工藝過程，降低生產成本。
解決問題的方法為了解決以上問題，本發明者根據氫氧化鈣，氫氧化鎂，氫氧化錳等均有一定的溶解性，在PH值為8左右時未達到飽和度，同時四氧化三鐵不溶於稀酸和鹼，便於洗滌，而廢鐵屑中和廢水中餘酸後所得的硫酸亞鐵液中影響產品純度的因素主要是鈣、鎂、錳、鋅等實況，特採取了以下方法1.用廢鐵屑中和廢水中的餘酸，即處理等量的廢水，使氧化鐵的產量相應增加了30～60％，如此既實現了以廢治廢，又充分發揮了餘酸的作用，提高了產量。
2.中和後的廢水加聚合硫酸鐵或三氯化鐵絮凝過濾，提高濾液的純度。
3.濾後硫酸亞鐵清液加氨水反應，攪拌加熱到80℃左右，保溫鼓風使亞鐵轉為四氧化三鐵，待檢不出二價鐵離子時，過濾，濾餅用水洗滌至無水硫酸根離子後烘乾得氧化鐵黑產品，或者將氧化鐵黑在800℃左右焙燒生產優等品的a-氧化鐵紅產品。在鼓風氧化時，部分水分已蒸發，提高了硫酸銨溶液的濃度，直接蒸髮結晶生產硫酸銨也有利可圖。
實施例1500ml軋鋼廠硫酸亞鐵廢水加鐵屑常溫反應10小時左右，PH值為4，加氨水5ml，加熱至60℃，加聚合硫酸鐵液1ml，70℃開始過濾，得濾液480ml，60℃時加氨水160ml，攪拌加熱至75℃開始鼓風氧化，在65℃至80℃間鼓風2小時，檢查已無亞鐵離子，過濾，濾餅用沉澱處理過的水洗滌至無硫酸根離子，烘乾得氧化鐵黑產品。將氧化鐵黑放入馬附爐中，升溫至800℃，恆溫再燒40分鐘，得氧化鐵紅產品62克，含量99.65％，硫酸銨液400ml，濃度25％，經蒸發，冷卻結晶，過濾，烘乾得102g硫酸銨，含量98.4％。
實施例2鈦白粉廠硫酸亞鐵液300ml，加鐵屑常溫反應20小時左右，PH值達4.2，加氨水3ml，加熱至60℃，加三氯化鐵0.5ml，70℃開始過濾，得濾液280ml，60℃加氨水100ml至75℃開始鼓風氧化2小時15分鐘，檢查無亞鐵離子，過濾，洗滌，烘乾，焙燒，得氧化鐵紅41克，含量99.61％。
發明的效果如上所述，按照此發明可以使軋鋼廠和鈦白粉廠的硫酸亞鐵廢水與機械廠的廢鐵屑得到綜合利用，其工藝簡單，產品質量好，成本低，可實現環境效益，經濟效益和社會效益三豐收。
表1和表2分別匯集了本發明方法實施例所得的氧化鐵黑和氧化鐵紅產品的化學成分與物理性能與國家標準對比情況，可以看出本發明的效果顯著。
表1 (氧化鐵黑產品)
表2 (氧化鐵紅產品化學成分)
權利要求
1.硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特徵在於用機械廠廢鐵屑中和硫酸亞鐵廢水中的餘酸，中和後的溶液在65～75℃左右加聚合硫酸鐵或三氯化鐵絮凝過濾，濾液加氨水反應，在65～80℃左右鼓風將亞鐵離子轉化為四氧化三鐵，過濾，洗滌，烘乾得氧化鐵黑產品。氧化鐵黑在800℃左右焙燒得優等品a-氧化鐵紅，分離掉四氧化三鐵後的硫酸銨液經蒸發，冷卻結晶，過濾，烘乾得硫酸銨產品。
2.如權利要求1所述的硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特徵在於中和後的溶液在65～75℃左右，加聚合硫酸鐵或三氯化鐵絮凝，過濾，加量為溶液的千分之一至二。
3.如權利要求1所述的硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特徵在於中和過濾後的硫酸亞鐵液加氨水反應，反應液的PH值為7-8。
4.如權利要求1所述的硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特徵在於洗滌水為三價鐵鹽絮凝沉澱過的河水。
全文摘要
硫酸業鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法是用廢鐵屑中和軋鋼廠和鈦白粉廠硫酸亞鐵廢水中的餘酸，生產氧化鐵黑，氧化鐵紅和硫酸銨的新技術。中和液加聚合硫酸鐵或三氯化鐵助凝和硫酸亞鐵清液加氨水反應，鼓風氧化生成四氧化三鐵，使雜質得到充分分離。氧化鐵黑和氧化鐵紅產品含量分別為99.2％和99.5％以上，SiO
文檔編號C02F1/66GK1590304SQ0315923
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月5日 優先權日2003年9月5日
發明者李景鈔 申請人:李景鈔