一种处理含铁锌废酸的资源化处理方法技术

本发明专利技术提供一种处理含铁锌废酸的工艺方法，包括利用亚硝酸根和氧气或者氢氧化钙协助调解溶液pH的过氧化氢催化氧化废酸中的亚铁离子，再经过加氢氧化钙等碱性物质调节pH，经抽滤得到固体氢氧化铁和清液，再向抽滤所得清液加入强碱，使锌离子完全沉淀，经抽滤得到固体氢氧化锌和含有氯化钙的清液。本发明专利技术的技术方案流程简单，操作危险系数低，二次污染小。整个过程回收了铁、锌元素，在降低环保压力的同时增加了经济效益，为含铁锌废酸的资源化利用提供了新的途径。提供了新的途径。提供了新的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含铁锌废酸的资源化处理方法


[0001]本专利技术属于工业危险废弃物资源化处理
，尤其涉及一种处理含铁锌废酸，并回收其中的铁、锌的工艺方法。

技术介绍

[0002]2019年全年，全国规模以上工业企业粗钢、生铁、钢材产量分别为99634万吨、80937万吨和120477万吨，钢铁材料的抗腐蚀处理尤为重要。锌在大气中的腐蚀速度非常缓慢，锌层的寿命远超其他涂层。热镀锌是延缓钢铁材料环境腐蚀最有效、经济效益最佳的处理手段之一。
[0003]在热镀锌处理前，一般需要用盐酸洗去钢铁材料的铁锈以便于镀锌。对于不合格的镀件，也需要用盐酸酸洗退镀。热镀锌产业产生的废酸中含有大量铁离子、锌离子，废酸的处理和金属的分类回收不仅可以解决环保问题，还可能产生一定的经济效益。
[0004]目前处理热镀锌废酸的方法有热水解/焙烧技术、中和沉淀技术、离子交换/酸阻滞技术、电解技术、溶剂萃取技术、膜技术、蒸馏法、结晶技术等，其中中和沉淀法简单、有效，是最常用的处理方法。但是氢氧化亚铁和氢氧化锌的K
sp
非常接近，直接利用碱沉淀较难分离。此外，传统的中和沉淀法药品的使用量大，固体废物量多且容易产生二次污染。

技术实现思路

[0005]针对上述缺陷，本专利技术的目的在于开发一种处理热镀锌工艺中产生的含铁锌废酸，并回收其中的铁、锌、钙等元素的操作简单、经济效益好的工艺方法。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：一种处理含铁锌废酸的资源化处理方法，包括以下步骤：
[0007](1)过滤：将含铁锌废酸采用压滤机压滤或者经过管道过滤器过滤，除去固体不溶物；
[0008](2)氧化和分解：将所述步骤(1)得到的除去固体不溶物的废酸泵入搅拌槽，加入过量的氧化剂，使所述含铁锌废酸中的亚铁离子完全氧化成三价铁离子；
[0009]所述氧化剂为质量分数为30％的过氧化氢溶液或氧气；
[0010]当使用过氧化氢溶液作为氧化剂时，至少加入相当于废酸质量10％的过氧化氢溶液，且在加入所述过氧化氢溶液之前，加入氢氧化钙粉末调节所述步骤(1)得到的除去固体不溶物的废酸的pH至1～1.5，防止过氧化氢遇强酸剧烈反应分解，随后在不低于90℃的加热温度下分解过氧化氢，加热时间不少于20min，搅拌速度不低于100r/min；
[0011]当使用氧气作为氧化剂时，对于每100g废酸，通气流速不低于50mL/min，同时加入2g亚硝酸钠或亚硝酸作为催化剂，在不低于100r/min的搅拌速度下搅拌，连续通入氧气20min以上，完成氧化过程，分解过程为在常温下继续搅拌10min；
[0012](3)沉淀铁离子：将步骤(2)得到的废酸氧化液泵入三价铁沉淀池中，向所述三价铁沉淀池中加入适量的氢氧化钙，至pH为3.0～4.0；
[0013](4)铁离子分离：当所述步骤(3)中的三价铁沉淀池内的料液pH达到3.0～4.0时，抽滤分离，得到氢氧化铁固体以及含锌离子、钙离子的清液，并送检；
[0014](5)铁回收：当所述步骤(4)中得到的氢氧化铁固体的锌含量不高于锌含量控制指标时，将其溶于36％～38％的浓盐酸中，用于生产符合国家标准GB/T4482
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2018要求的水处理剂氯化铁；
[0015](6)锌离子与钙离子分离：将所述步骤(4)得到的所述含锌离子、钙离子的清液泵入锌沉淀池中，向其中加入pH＞14的氢氧化钠碱溶液或氢氧化钾碱溶液，当所述锌沉淀池中的pH达到9时，抽滤分离固体氢氧化锌和含钙清液，送检，当固体氢氧化锌中的钙含量不高于钙含量控制指标时，将其溶于98％的浓硫酸，用于生产符合HG/T 2326
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2015标准的工业硫酸锌；
[0016](7)钙盐回收：当所述步骤(6)中的含钙清液中的氯化物浓度不低于氯化物控制指标时，用于生产符合国家标准要求的融雪剂。
[0017]进一步地，所述含铁锌废酸来源于热镀锌厂对镀锌工件表面处理后产生的废酸，主要成分为水、亚铁离子、锌离子、盐酸及少量三价铁离子；锌元素浓度为5～7％，铁元素浓度为7～10％，盐酸浓度为3～5％。
[0018]进一步地，所述步骤(1)中的将含铁锌废酸采用压滤机压滤处理为由装有800目～1300目滤布的压滤机压滤，除去固体不溶性杂质；
[0019]所述步骤(1)中的将含铁锌废酸经过管道过滤器过滤处理，为经过100μm～300μm滤袋的管道过滤器过滤。
[0020]进一步地，当所述步骤(5)中的氢氧化铁固体的锌含量高于所述锌含量控制指标时，将所述氢氧化铁固体置于pH为3.0～4.0的稀盐酸中进行洗涤，再抽滤，直至氢氧化铁固体与盐酸反应生成的三氯化铁产品中的锌含量符合所述国家标准要求。
[0021]进一步地，所述步骤(5)中的水处理剂三氯化铁的国家标准要求为GB/T4482
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2018。
[0022]进一步地，所述步骤(5)中的锌含量控制指标为500ppm。
[0023]进一步地，所述步骤(6)中的钙含量控制指标为500ppm。
[0024]进一步地，所述步骤(6)中所述固体氢氧化锌中的钙含量高于所述钙含量控制指标时，将所述固体氢氧化锌置于pH＝10.0的稀碱中进行洗涤，再抽滤，直至所述钙含量不高于所述钙含量控制指标时，用于生产硫酸锌。
[0025]进一步地，所述步骤(7)中的含钙清液中的氯化物浓度不低于氯化物控制指标为符合GB/T 23851
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2017中的融雪剂中的氯化物含量大于1.0％的要求。
[0026]进一步地，当所述步骤(7)中的含钙清液中的氯化物浓度低于所述氯化物控制指标时，加热蒸发所述含钙清液，使其浓缩，直至所述含钙清液中的氯化物浓度不低于所述氯化物控制指标。
[0027]本专利技术的有益效果为：
[0028]1、本专利技术所述的含铁锌废酸的处理工艺流程简单、能耗低、原料来源广泛、场地要求低、投资小、易于大批量处理。
[0029]2、本专利技术的技术方案，主要利用了亚硝酸根催化氧化作用，再根据氢氧化铁和氢氧化锌在不同pH下沉淀的特性，通过分步沉淀，使铁、锌离子分别沉淀析出，从而实现了含
铁锌废酸的回收处理。本技术专利技术工艺简单，加热能耗低，操作危险系数低，促进了含铁锌废酸的资源化利用，符合绿色化工的要求，利于大自然与人类的和谐发展。
[0030]3、采用本专利技术的技术方案可以促进含铁锌废酸的大批量处理，实现连续的工业化生产。
[0031]4、本专利技术通过氧气作为氧化剂并同时添加带有亚硝酸根的亚硝酸或亚硝酸钠作为催化剂，将废酸中的Fe
2+
大部分转化为Fe
3+
，进一步提高了废酸中的铁离子的有效去除效率，同时减少了后续获得的氢氧化锌、硫酸锌以及融雪剂中作为杂质的铁离子，有效地将含铁锌废酸中的铁离子和锌离子分离开，各不掺杂到其最后制备得到的工业产品中，保证了后续各自制备的含铁离子和锌离子的工业产品具有较高的纯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含铁锌废酸的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)过滤：将含铁锌废酸采用压滤机压滤或者经过管道过滤器过滤，除去固体不溶物；(2)氧化和分解：将所述步骤(1)得到的除去固体不溶物的废酸泵入搅拌槽，加入过量的氧化剂，使所述含铁锌废酸中的亚铁离子完全氧化成三价铁离子；所述氧化剂为质量分数为30％的过氧化氢溶液或氧气；当使用过氧化氢溶液作为氧化剂时，至少加入相当于废酸质量10％的过氧化氢溶液，且在加入所述过氧化氢溶液之前，加入氢氧化钙粉末调节所述步骤(1)得到的除去固体不溶物的废酸的pH至1～1.5，防止过氧化氢遇强酸剧烈反应分解，随后在不低于90℃的加热温度下分解过氧化氢，加热时间不少于20min，搅拌速度不低于100r/min；当使用氧气作为氧化剂时，对于每100g废酸，通气流速不低于50mL/min，同时加入2g亚硝酸钠或亚硝酸作为催化剂，在不低于100r/min的搅拌速度下搅拌，连续通入氧气20min以上，完成氧化过程，分解过程为在常温下继续搅拌10min；(3)沉淀铁离子：将步骤(2)得到的废酸氧化液泵入三价铁沉淀池中，向所述三价铁沉淀池中加入适量的氢氧化钙，至pH为3.0～4.0；(4)铁离子分离：当所述步骤(3)中的三价铁沉淀池内的料液pH达到3.0～4.0时，抽滤分离，得到氢氧化铁固体以及含锌离子、钙离子的清液，并送检；(5)铁回收：当所述步骤(4)中得到的氢氧化铁固体的锌含量不高于锌含量控制指标时，将其溶于36％～38％的浓盐酸中，用于生产符合国家标准GB/T4482
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2018要求的水处理剂氯化铁；(6)锌离子与钙离子分离：将所述步骤(4)得到的所述含锌离子、钙离子的清液泵入锌沉淀池中，向其中加入pH＞14的氢氧化钠碱溶液或氢氧化钾碱溶液，当所述锌沉淀池中的pH达到9时，抽滤分离固体氢氧化锌和含钙清液，送检，当固体氢氧化锌中的钙含量不高于钙含量控制指标时，将其溶于98％的浓硫酸，用于生产符合HG/T 2326
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2015标准的工业硫酸锌；(7)钙盐回收：当所述步骤(6)中的含钙清液中的氯化物浓度不低于氯化物控制指标时，用于生产符合国家标准要求的融雪剂。2.根据权利要求1所述的一种处理含铁锌废酸的资源化处理方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风亭，王颖，黄恒聪，李泽坤，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：