專利名稱：一種利用金屬鹽酸酸洗廢液制備聚合鐵鋁的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬酸洗廢液資源化利用領域，具體涉及ー種利用金屬鹽酸酸洗廢液制備聚合氯化鐵鋁的方法。
背景技術：
酸作為清洗劑在冶金、鋼鐵、機械等行業(yè)得到廣泛的應用，在這些行業(yè)的生產過程中，毎年要排放大量的酸洗廢液。酸洗廢液含有大量殘酸及金屬離子，目前已被列為危險廢物進行管理。2011年浙江省發(fā)布了地方標準《酸洗廢水排放總鐵濃度限值》(DB 33/ 844—2011)，于2012年4月I日開始實施。該標準規(guī)定的總鐵ー級排放濃度限值為3. O mg/L, ニ級排放濃度限值為10. O 1^/し特別排放濃度限值2.0 mg/L (排入太湖流域執(zhí)行該標準)。而酸洗廢液的總鐵含量甚至會超標上萬倍，如果不加處理隨意排放必將對水體環(huán)境造成極大危害并造成資源的浪費。目前常用的酸洗廢液處理方法主要是化學法和物化法，有中和法、高溫焙燒法、蒸發(fā)結晶法、離子交換法、膜處理法以及化學轉化法等。中和法產生的大量泥渣會造成二次污染；高溫焙燒法、離子交換法及膜處理方法對處理設備要求較高、處理成本高；蒸發(fā)結晶法對設備防腐要求高，能耗大，且易發(fā)生堵塞?；瘜W轉化法是利用酸洗廢液中的殘酸及鐵鹽、鋁鹽等物質制備復合亞鐵混凝劑，聚合鐵鋁類絮凝劑等水處理藥劑或鐵系顔料?；瘜W轉化法使廢酸中的殘酸與金屬離子均得到有效回收利用，生產的產品可用作エ業(yè)原料或水處理藥劑，兼具環(huán)境價值和經濟價值。聚合氯化鐵鋁用作水處理絮凝劑既具有鐵鹽絮凝劑沉降快、易于分離、低溫水處理性能好、水處理pH值范圍大的優(yōu)點；還具有鋁鹽絮凝劑礬花大、水處理面寬、除濁性能好、對設備管路腐蝕性能小等優(yōu)點。聚合氯化鐵鋁(PFAC)主要由FeCl3和AlCl3溶液共同水解聚合而成，而非二者的簡單混合。近年來，由于エ業(yè)的發(fā)展，產生大量エ業(yè)廢棄物，既污染環(huán)境又浪費資源，因此許多學者探索了以エ業(yè)廢物來制備聚合氯化鐵鋁，其中包括酸洗廢液、粉煤灰、鋁酸鈣粉、煤矸石等。聚合氯化鐵鋁絮凝劑對生活污水、印染廢水、石油化工及制革廢水等均具有很好的處理效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供ー種利用金屬鹽酸酸洗廢液制備聚合鐵鋁的方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案步驟如下
步驟一、向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子；
取鹽酸酸洗廢液置于三ロ燒瓶中，加入濃度為30%的H2O2, H2O2的加入量與鹽酸酸洗廢液的體積比為(2 8): 100，并用增力電動攪拌機以250 r/min轉速攪拌反應15 min，將鹽酸酸洗廢液中的亞鐵離子充分氧化為三價鐵離子；
步驟ニ、在攪拌條件下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，在一定溫度下進行酸溶、聚合
3反應;
以水浴鍋水浴加熱經步驟ー處理后的鹽酸酸洗廢液至75 90°C，在不斷攪拌下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與鹽酸酸洗廢液的質量比為(4 10) : 100，控制反應時間為I 2. 5 h，將鋁酸鈣粉中的鋁溶解出來，并使其與三價鐵離子發(fā)生水解聚合反
步驟三、固液分尚
將步驟ニ中反應結束后得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液；
步驟四、熟化
將步驟三中的濾液靜置熟化24 h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁。本發(fā)明所具有的有益效果
本發(fā)明采用H2O2作為氧化劑可以避免采用亞硝酸鈉、氯酸鈉等氧化劑反應過程中N02、Cl2等有毒氣體的產生，減少了二次污染。本發(fā)明生產エ藝簡單，具有投資少、見效快等優(yōu)點。本發(fā)明不僅解決了金屬酸洗廢液的污染問題，還使其得到綜合利用，制備出能被エ業(yè)廣泛應用的聚合氯化鐵鋁絮凝劑，可以達到以廢治廢、節(jié)能減排的目的，兼具環(huán)境價值及經濟價值。
具體實施例方式下面對本發(fā)明內容作進一步的說明。實施例I
步驟ー.向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子；
取鹽酸酸洗廢液置于三ロ燒瓶中，加入濃度為30%的H2O2, H2O2的加入量與鹽酸酸洗廢液的體積比為8:100，并用增力電動攪拌機以250 r/min轉速攪拌反應15 min，將鹽酸酸洗廢液中的亞鐵離子充分氧化為三價鐵離子；
步驟ニ .在攪拌條件下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，在75°C溫度下進行酸溶、聚合反應；
以水浴鍋水浴加熱經步驟ー處理后的鹽酸酸洗廢液至75°C，在不斷攪拌下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與鹽酸酸洗廢液的質量比為10:100，控制反應時間為2. 5h，將鋁酸鈣粉中的鋁溶解出來，并使其與三價鐵離子發(fā)生水解聚合反應；
步驟三.固液分尚
將步驟ニ中反應結束后得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液；
步驟四.熟化
將步驟三中的濾液靜置熟化24 h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁。通過該實施例得到紅褐色的液態(tài)聚合氯化鐵招產品，該產品Fe2O3含量為I. 85%,氧化鋁(Al2O3)含量為8. 37%，總有效成分為10. 22%。由于聚合氯化鐵鋁沒有相應的產品標準，參照生活飲用水凈水用聚合氯化鋁標準(GB15892-2009)規(guī)定氧化鋁(Al2O3)含量^ 10%，則該產品的總有效成分滿足標準。實施例2
步驟ー.向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子；取鹽酸酸洗廢液置于三ロ燒瓶中，加入濃度為30%的H2O2, H2O2的加入量與鹽酸酸洗廢液的體積比為6:100，并用增力電動攪拌機以250 r/min轉速攪拌反應15 min，將鹽酸酸洗廢液中的亞鐵離子充分氧化為三價鐵離子；
步驟ニ .在攪拌條件下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，在80°C溫度下進行酸溶、聚合反應；
以水浴鍋水浴加熱經步驟ー處理后的鹽酸酸洗廢液至80°C，在不斷攪拌下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與鹽酸酸洗廢液的質量比為6:100，控制反應時間為I h，將鋁酸鈣粉中的鋁溶解出來，并使其與三價鐵離子發(fā)生水解聚合反應；
步驟三.固液分尚
將步驟ニ中反應結束后得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液；
步驟四.熟化
將步驟三中的濾液靜置熟化24 h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁。通過該實施例得到紅褐色的液態(tài)聚合氯化鐵鋁產品，該產品Fe2O3含量為5. 52%，氧化鋁(Al2O3)含量為6. 76%，總有效成分為12. 28%。由于聚合氯化鐵鋁沒有相應的產品標準，參照生活飲用水用聚氯化鋁標準(GB15892-2009)規(guī)定氧化鋁(Al2O3)含量> 10%，則該產品的總有效成分滿足標準。實施例3
步驟ー.向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子；
取鹽酸酸洗廢液置于三ロ燒瓶中，加入濃度為30%的H2O2, H2O2的加入量與鹽酸酸洗廢液的體積比為8:100，并用增力電動攪拌機以250 r/min轉速攪拌反應15 min，將鹽酸酸洗廢液中的亞鐵離子充分氧化為三價鐵離子；
步驟ニ .在攪拌條件下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，在75°C溫度下進行酸溶、聚合反應；
以水浴鍋水浴加熱經步驟ー處理后的鹽酸酸洗廢液至75°C，在不斷攪拌下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與鹽酸酸洗廢液的質量比為4:100，控制反應時間為I. 5 h，將鋁酸鈣粉中的鋁溶解出來，并使其與三價鐵離子發(fā)生水解聚合反應；
步驟三.固液分尚
將步驟ニ中反應結束后得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液；
步驟四.熟化
將步驟三中的濾液靜置熟化24 h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁。通過該實施例得到紅褐色的液態(tài)聚合氯化鐵鋁產品，該產品Fe2O3含量為7. 63%，氧化鋁(Al2O3)含量為3. 18%，總有效成分為10. 81%。由于聚合氯化鐵鋁沒有相應的產品標準，生活飲用水用聚氯化鋁標準(GB15892-2009)規(guī)定氧化鋁(Al2O3)含量> 10%，而該產品的總有效成分滿足標準。實施例4
步驟ー.向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子；
取鹽酸酸洗廢液置于三ロ燒瓶中，加入濃度為30%的H2O2, H2O2的加入量與鹽酸酸洗廢液的體積比為2:100，并用增力電動攪拌機以250 r/min轉速攪拌反應15 min，將鹽酸酸洗廢液中的亞鐵離子充分氧化為三價鐵離子；步驟ニ .在攪拌條件下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，在90°C溫度下進行酸溶、聚合反應；
以水浴鍋水浴加熱經步驟ー處理后的鹽酸酸洗廢液至90°C，在不斷攪拌下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與鹽酸酸洗廢液的質量比為8:100，控制反應時間為I. 5 h，將鋁酸鈣粉中的鋁溶解出來，并使其與三價鐵離子發(fā)生水解聚合反應；
步驟三.固液分尚
將步驟ニ中反應結束后得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液；
步驟四.熟化
將步驟三中的濾液靜置熟化24 h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁。通過該實施例得到紅褐色的液態(tài)聚合氯化鐵鋁產品，該產品Fe2O3含量為3. 51%，氧化鋁(Al2O3)含量為6. 80%,總有效成分為10. 31%。由于聚合氯化鐵鋁沒有相應的產品標準，參照生活飲用水用聚氯化鋁標準(GB15892-2009)規(guī)定氧化鋁(Al2O3)含量> 10%，則該產品的總有效成分滿足標準。
權利要求
1.ー種利用金屬鹽酸酸洗廢液制備聚合鐵鋁的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟ー.向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子； 取鹽酸酸洗廢液置于三ロ燒瓶中，加入濃度為30%的H2O2, H2O2的加入量與鹽酸酸洗廢液的體積比為(2 8): 100，并用增力電動攪拌機以250 r/min轉速攪拌反應15 min，將鹽酸酸洗廢液中的亞鐵離子充分氧化為三價鐵離子； 步驟ニ .在攪拌條件下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，在一定溫度下進行酸溶、聚合反應； 以水浴鍋水浴加熱經步驟ー處理后的鹽酸酸洗廢液至75 90°C，在不斷攪拌下向鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與鹽酸酸洗廢液的質量比為(4 10) : 100，控制反應時間為I 2. 5 h，將鋁酸鈣粉中的鋁溶解出來，并使其與三價鐵離子發(fā)生水解聚合反 步驟三.固液分尚 將步驟ニ中反應結束后得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液； 步驟四.熟化 將步驟三中的濾液靜置熟化24 h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用金屬鹽酸酸洗廢液制備聚合鐵鋁的方法。目前常用的酸洗廢液處理方法容易造成二次污染并對處理設備要求較高、處理成本高，本發(fā)明首先向鹽酸酸洗廢液中加入H2O2，將其中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子；再在攪拌條件下向經H2O2處理后的鹽酸酸洗廢液中加入鋁酸鈣粉，進行酸溶、聚合反應；將得到的液體趁熱以定性濾紙過濾，收集濾液，靜置熟化24h，即得到液態(tài)聚合氯化鐵鋁產品。本發(fā)明具有生產工藝簡單，投資少，見效快的優(yōu)點，解決了金屬酸洗廢液的污染問題，且能被工業(yè)廣泛應用的聚合氯化鐵鋁絮凝劑，可以達到以廢治廢、節(jié)能減排的目的，兼具環(huán)境價值及經濟價值。
文檔編號C02F1/52GK102910716SQ20121030665
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權日2012年8月27日
發(fā)明者胡勤海, 劉苗, 張榮臻, 張顧明, 李霞 申請人:浙江大學