利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法 【技术领域】
本发明涉及一种利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法。背景技术 钢铁的酸洗处理是钢铁生产中必不可少的环节。钢铁的深加工生产过程中, 为了 进行精密加工和防腐处理都必须进行钢铁表面的氧化层酸洗处理, 如钢带的冷轧前处理, 如型钢、 带钢的镀锌前处理等等, 处理量约钢铁总量的 20%以上, 因此酸洗钢铁的产生的废 酸量巨大, 并因此产生的废酸处理费用和带来的环境污染的风险也非常巨大。
大型的钢铁酸洗企业都必须对酸洗废液进行无害化处理, 目前较好的处理方法有 电解法和蒸发氧化法。
电解法是利用电化学原理从废酸液中提取铁粉后, 还原酸液的酸度, 再将其渗入 新的酸液中作为酸洗液来达到废酸液回收利用的目的。该方法存在有如下不足 : 1、 虽然技 术含量高, 但是投资大, 同时处理成本也非常高, 通常回收一吨废酸液扣除回收的铁粉和酸 液的收入后净成本还高达 1500 元 / 吨以上 ; 2、 回收的酸液掺入新酸中会导致酸洗液的酸度 不稳定, 从而影响酸洗生产的工艺稳定性。
蒸发氧化法是将需要处理的废酸直接加温, 将废酸液中的水分蒸发而残留固体为 氯化亚铁 (FeCl2) 和氧化铁 (FeO)。该方法成本略低于电解法, 但也存在有如下不足 : 1、 废 酸液中的残留盐酸也随着水蒸汽的蒸发而散发到空气中或水汽冷凝后融入污水中而产生 了较为严重的二次污染 ; 2、 固体氯化铁和氧化亚铁的混合物几乎无再利用价值 ( 因提纯成 本高 ) 也造成了资源的严重浪费和固体废弃物的二次污染。
小型钢铁酸洗企业的酸洗废液则多数直接稀释后排入水系中, 对环境造成极大影 响。
发明内容 本发明提供了利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法, 其克服了背景技术中废弃 钢铁酸洗液所存在的危害。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是 :
利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法, 它包括 :
步骤 10, 用于获知废弃钢铁酸洗液中二价 Fe 和三价 Fe 质量 ;
步骤 20, 制备聚合氯化铁絮凝剂, 它包括 :
步骤 21, 按总 Fe 量和磷酸二氢钠质量比为 1.05 ∶ 0.05 ~ 1 取磷酸二氢钠, 加入 酸洗液中, 搅拌至溶解 ;
步骤 22, 按总 Fe 量和磷酸三钠质量比为 5 ~ 20 ∶ 1 取磷酸三钠, 加入含盐酸 10%~ 20%的盐酸溶液中 ;
步骤 23, 用于混合步骤 21 和步骤 22 制成的溶液 ;
步骤 24, 按总 Fe 量和氯酸钠质量比为 2 ~ 15 ∶ 1 取氯酸钠, 加入含盐酸 4 %~
8%的盐酸溶液中 ; 及
步骤 25, 将步骤 24 制成的溶液加入步骤 23 制成的溶液, 搅拌制成聚合氯化铁絮凝 剂。
一较佳实施例之中 : 所述步骤 21 中, 磷酸二氢钠加入酸洗液中, 且升高溶液温度 至 55 ~ 65 度, 搅拌至完全溶解。
一较佳实施例之中 : 所述步骤 25 中, 将步骤 24 制成的溶液加入步骤 23 制成的溶 液, 且升高溶液温度至 55 ~ 65 度, 充分搅拌, 加入和搅拌时间为 1 ~ 24 小时, 制成聚合氯 化铁絮凝剂。
一较佳实施例之中 : 它还包括 : 步骤 30, 用于制备聚硅酸, 它包括 :
步骤 31, 按总 Fe 量和硅酸钠质量比为 0.1 ~ 0.7 ∶ 1 取硅酸钠, 加入水中, 所述硅 酸钠和水质量比为 1 ∶ 5 ~ 15 ;
步骤 32, 配置含硫酸 5 ~ 15%、 含乙酸 2 ~ 6%的水溶液, 所述配置的水溶液和步 骤 31 制成的溶液的质量比为 2 ~ 4 ∶ 5 ~ 15 ;
步骤 33, 将步骤 31 制成的溶液加入步骤 32 制成的溶液, 搅拌。
一较佳实施例之中 : 它还包括 : 步骤 40, 用于制备聚硅酸铁絮凝剂, 它包括 : 步骤 41, 混合步骤 25 制成的溶液和步骤 33 制成的溶液, 搅拌。
一较佳实施例之中 : 所述步骤 41, 混合步骤 25 制成的溶液和步骤 33 制成的溶液, 并在室温下搅拌 1 ~ 12 小时。
一较佳实施例之中 : 所述步骤 40 还包括 :
步骤 42, 按步骤 41 制成的溶液和氧化钙质量比为 10 ~ 30 ∶ 1 取氧化钙, 溶解至 水中成 5 ~ 15%溶液 ;
步骤 43, 将步骤 42 制成的溶液加入步骤 41 制成的溶液, 搅拌, 然后过滤掉沉淀物。
一较佳实施例之中 : 所述步骤 43, 将步骤 42 制成的溶液加入步骤 41 制成的溶液, 在室温下搅拌 1 ~ 12 小时, 然后过滤掉沉淀物。
本技术方案与背景技术相比, 它具有如下优点 :
1、 直接利用废弃钢铁酸洗液添加一些化学品并进行聚合反应生产出聚合氯化铁 絮凝剂或聚硅酸铁絮凝剂, 它克服了背景技术所存在的不足, 且产生如下技术效果 : a、 将废 酸的处理成本降至最低处 ; b、 循环利用以产生有用产品, 是一种完全环境友好形式的无害 化处理方法 ; c、 该聚合氯化铁絮凝剂或聚硅酸铁絮凝剂液体可以直接用于各种污水的絮凝 处理, 可有效去除污水中的重金属离子和大量地卷扫絮凝污水中的 COD 等有害物质, 是一 种高效环保的污水絮凝剂 ; d、 该絮凝剂价格低廉, 比市场同类型产品低 50%左右, 而且, 水 溶液便于添加使用, 无需再溶解。
2、 将步骤 41 的溶液和氧化钙溶液混合, 生成高效的聚硅酸铁絮凝剂 ;
3、 聚合氯化铁絮凝剂和聚硅酸配合生成聚硅酸铁絮凝剂, 污水的絮凝处理效果 好。
具体实施方式
利用废弃钢铁酸洗液生产絮凝剂的方法, 它包括 :
步骤 10, 用于化验并计算废弃钢铁酸洗液中二价 Fe 和三价 Fe 质量, 例如通过对酸洗液中的有效氯化铁 (FeCl2( 氯化亚铁 )、 FeCl3) 进行化验并计算出有效成分方式获知 Fe 元素质量。
步骤 20, 用于将酸洗液中的铁制备成聚合氯化铁絮凝剂, 它包括 :
步骤 21, 按总 Fe 量 (Fe 元素质量 ) 和磷酸二氢钠质量比为 1.05 ∶ 0.05 ~ 1 取磷 酸二氢钠 ( 如 NaH2PO4.2H20), 加入酸洗液中, 然后升高溶液温度至 55 ~ 65 度, 高速搅拌至 完全溶解 ;
步骤 22, 按总 Fe 量和磷酸三钠质量比为 5 ~ 20 ∶ 1 取磷酸三钠 ( 如 Na3PO4), 加入 含盐酸 10%~ 20% ( 质量 ) 的盐酸溶液中, 所述磷酸三钠和盐酸溶液的质量比为 1 ∶ 5 ~ 15 ; 其中 : 最好盐酸溶液中盐酸质量含量为 14-16%, 如 15% ; 最好磷酸三钠和盐酸溶液的 质量比为 1 ∶ 8 ~ 12, 如 1 ∶ 10 ;
步骤 23, 用于混合步骤 21 和步骤 22 制成的溶液 ;
步骤 24, 按总 Fe 量和氯酸钠质量比为 2 ~ 15 ∶ 1 取氯酸钠 ( 如 NaClO3), 加入 含盐酸 4%~ 8% ( 质量 ) 的盐酸溶液中, 所述氯酸钠和盐酸溶液的质量比为 1 ∶ 5 ~ 15 ; 其中 : 最好盐酸溶液中盐酸质量含量为 5-7%, 如 6% ; 最好氯酸钠和盐酸溶液的质量比为 1 ∶ 8 ~ 12, 如 1 ∶ 10 ; 及
步骤 25, 将步骤 24 制成的溶液加入步骤 23 制成的溶液, 然后升高溶液温度至 55 ~ 65 度, 充分搅拌, 加入和搅拌时间为 1 ~ 24 小时, 制成聚合氯化铁絮凝剂。
步骤 30, 用于制备聚硅酸, 它包括 :
步骤 31, 按总 Fe 量和硅酸钠质量比为 0.1 ~ 0.7 ∶ 1 取硅酸钠, 加入水中, 所述硅 酸钠和水质量比为 1 ∶ 5 ~ 15 ; 其中, 最好所述硅酸钠和水质量比为 1 ∶ 8 ~ 12, 如 1 ∶ 10 ;
步骤 32, 配置含硫酸 5 ~ 15%、 含乙酸 2 ~ 6%的水溶液, 所述配置的水溶液和步 骤 31 制成的溶液的质量比为 2 ~ 4 ∶ 5 ~ 15 ; 其中 : 最好所述水溶液含硫酸 8 ~ 12%、 含 乙酸 3 ~ 5%, 如含硫酸 10%、 含乙酸 4% ; 所述配置的水溶液和步骤 31 制成的溶液的质量 比为 2 ~ 4 ∶ 8 ~ 12, 如 3 ∶ 10 ;
步骤 33, 将步骤 31 制成的溶液加入步骤 32 制成的溶液, 搅拌 0.5 ~ 12 小时 ;
步骤 40, 用于制备聚硅酸铁絮凝剂, 它包括 :
步骤 41, 迅速混合步骤 25 制成的溶液和步骤 33 制成的溶液, 并同时在室温下高速 搅拌 1 ~ 12 小时, 即制成稳定性聚合硅酸铁絮凝剂。
本实施例之中, 所述步骤 20 和步骤 30 前后调换都可实现本发明目的。
本实施例生成的聚合硅酸铁絮凝剂可以直接用于各种污水的絮凝处理, 可有效去 除污水中的重金属离子和大量地卷扫絮凝污水中的 COD 等有害物质, 是一种高效环保的污 水絮凝剂。 视污水之浑浊程度及有害物质目的, 添加万分之五至千分之十不等, 即可得到澄 清絮凝效果, 絮凝后水体清澈。
另一较佳实施例之中, 它与上一较佳实施例不同之处在于 : 步骤 40, 用于制备聚 硅酸铁絮凝剂, 它包括 :
步骤 41, 迅速混合步骤 25 制成的溶液和步骤 33 制成的溶液, 并同时在室温下高速 搅拌 1 ~ 12 小时, 即制成稳定性聚合硅酸铁絮凝剂 ;
步骤 42, 按步骤 41 制成的溶液和氧化钙 ( 如 CaO) 质量比为 10 ~ 30 ∶ 1 取氧化 钙, 溶解至水中成 5 ~ 15%溶液 ; 其中, 最好所述溶解至水中成 8 ~ 12%溶液, 如 10% ; 最好所述按步骤 41 制成的溶液和氧化钙质量比为 15 ~ 25 ∶ 1 取氧化钙, 如 20 ∶ 1 ;
步骤 43, 将步骤 42 制成的溶液缓慢加入步骤 41 制成的溶液, 并在室温下搅拌 1 ~ 12 小时, 然后过滤掉沉淀物, 即制成高效性聚硅酸铁絮凝剂。
以上所述, 仅为本发明较佳实施例而已, 故不能依此限定本发明实施的范围, 即依 本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰, 皆应仍属本发明涵盖的范围内。6