本發(fā)明涉及廢水制備Fe₃O₄技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法。

背景技術(shù)：

氯苯是一種重要的化工原料，其生產(chǎn)采用“苯沸騰法”，即苯與氯氣以三氯化鐵為觸媒在氯化塔器內(nèi)混合反應(yīng)制取，所得氯化液依次經(jīng)過(guò)水洗和堿洗工序；水洗廢水中主要含有三氯化鐵、鹽酸和少量的有機(jī)物，堿洗廢水主要含有氫氧化鈉、氯化鈉、絮狀氫氧化鐵和少量有機(jī)物。該廢水泵送至廢水處理工段進(jìn)行酸-苯及堿-苯分離，上部的有機(jī)相泵送至氯化系統(tǒng)循環(huán)利用，廢酸水和廢堿水泵送至酸堿中和槽混合，生成氫氧化鐵溶液，俗稱“紅泥漿”。將“紅泥漿”泵送至壓濾機(jī)，濾液進(jìn)入曝氣鍋脫除有機(jī)相送去污水總排，濾餅“紅泥”作為固廢處理。

現(xiàn)有工藝裝置存在如下問(wèn)題：1、技術(shù)落后，設(shè)備結(jié)構(gòu)形式不合理，維修頻繁；采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供混合動(dòng)力，中和效果不理想，且間歇式生產(chǎn)已不能滿足產(chǎn)量日益擴(kuò)大的需求；2、使用壓濾機(jī)處理中和后漿液，濾餅含水量、含鹽量較大，不方便存放，且作為固廢難度大，浪費(fèi)資源，提高生產(chǎn)成本；3、裝置占地面積大、“三廢”污染嚴(yán)重、操作繁瑣、運(yùn)行不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基本背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法。本發(fā)明在節(jié)能、降耗、減排的同時(shí)將“紅泥漿”轉(zhuǎn)變成Fe₃O₄實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收，并且實(shí)現(xiàn)多釜連續(xù)化生產(chǎn)，極大降低操作費(fèi)用和勞動(dòng)負(fù)荷，簡(jiǎn)化工藝，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定，適應(yīng)于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；按照年生產(chǎn)300天計(jì)算，相比較老工藝每年節(jié)約成本165萬(wàn)元。

本發(fā)明提出的一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器中加入水洗廢水和Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在0.5-1h，其中，第一容器保持不斷攪拌；

S2、預(yù)中和：向第一容器中的溶液加入第一中和試劑預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有保護(hù)氣的第二容器中，維持溫度為50-65℃，攪拌至溶液pH＝2.2-7.5得到溶液A；

S3、后反應(yīng)：將第二容器中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有保護(hù)氣的第三容器中，維持溫度為155-175℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝10-14得到溶液B；

S4、陳化：將第三容器中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器中，維持溫度為30-45℃，陳化2-4h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝7-9得到溶液C；

S6、脫水和干燥：將第五容器中的溶液C離心脫水，干燥，粉碎得到Fe₃O₄。

優(yōu)選地，在S1中，Na₂SO₃水溶液的濃度為2-3mol/L。

優(yōu)選地，在S1中，SO₃^2-和水洗廢水中的Fe³⁺的摩爾比為1.5-2.5：1。

優(yōu)選地，在S1中，用推進(jìn)式攪拌器進(jìn)行攪拌。

優(yōu)選地，在S2中，第一中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10wt％氫氧化鈉水溶液、廢堿液中的一種或二者的混合溶液。

優(yōu)選地，在S2中，第一容器中的溶液與第一中和試劑用靜態(tài)混合器預(yù)混合。

優(yōu)選地，在S2中，第二容器為U型。

優(yōu)選地，在S2、S3中，保護(hù)氣為氮?dú)猓髁繛?-10m³/h。

優(yōu)選地，在S3中，第二中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30wt％氫氧化鈉水溶液。

優(yōu)選地，在S3中，攪拌器為槳式。

優(yōu)選地，在S4中，攪拌器為框式。

優(yōu)選地，在S5中，攪拌器為槳式。

優(yōu)選地，在S5中，洗滌液為水。

優(yōu)選地，在S6中，離心脫水后的廢水處理后可以作為S5中的洗滌液使用。

優(yōu)選地，在S6中，離心的轉(zhuǎn)速為20000-30000r/min。

優(yōu)選地，在S6中，干燥溫度為400-600℃。

優(yōu)選地，在S6中，F(xiàn)e₃O₄為200-300目。

上述水洗廢水和廢堿液分別是生產(chǎn)氯苯時(shí)水洗和堿洗工序產(chǎn)生的廢液，二者均需回收去除有機(jī)溶劑后才能使用。

上述S2中，靜態(tài)混合器可以選用SK型靜態(tài)混合器，用蒸汽冷凝水升溫。

上述S3中，用飽和蒸汽升溫。

上述S4中，用循環(huán)水系統(tǒng)降溫，去除的液體需經(jīng)回收處理，第四容器為陳化釜。

上述S5中，第五容器為洗滌釜。

上述S6中，用離心機(jī)離心脫水，用滾筒式烘干機(jī)干燥，用超細(xì)粉碎機(jī)粉碎。

上述第一容器、第三容器、第五容器中均設(shè)有導(dǎo)流筒；第一容器、第二容器、第五容器上部均設(shè)有溢流口；第三容器、第四容器底部均設(shè)有U型管道出料口。

上述S1至S6的操作是連續(xù)進(jìn)行的，水洗廢水、Na₂SO₃水溶液、第一中和試劑、第二中和試劑、洗滌液是不間斷連續(xù)加入的，攪拌是持續(xù)不斷的。

本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理如下：

前反應(yīng)階段：2Fe³⁺+SO₃²-+H₂O→2Fe²⁺+SO₄²-+2H⁺；

預(yù)中和階段：

后反應(yīng)階段：

本發(fā)明采用一種新工藝實(shí)現(xiàn)了對(duì)氯苯生產(chǎn)的廢水無(wú)害化處理和循環(huán)利用，在節(jié)能、降耗、減排的同時(shí)將“紅泥漿”轉(zhuǎn)變成Fe₃O₄實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收，并且實(shí)現(xiàn)多釜連續(xù)化生產(chǎn)，極大降低操作費(fèi)用和勞動(dòng)負(fù)荷，縮短生產(chǎn)時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝，新工藝的裝置占地面積小，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定，處理負(fù)荷大，操作彈性大，適應(yīng)于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，避免了間斷式生產(chǎn)耗時(shí)費(fèi)力、占地面積大、產(chǎn)量小的問(wèn)題；本發(fā)明選用不同攪拌方式，可以促進(jìn)各步反應(yīng)均勻、快速進(jìn)行；本發(fā)明采用靜態(tài)混合器預(yù)混合、第二容器選用U型，可以達(dá)到很好的中和效果，有利于反應(yīng)順利進(jìn)行；本發(fā)明在各容器的不同部位設(shè)置導(dǎo)流筒、溢流口、U型管道出料口使得各容器合理連接，從而形成多釜連續(xù)化生產(chǎn)，省時(shí)省力并能增加產(chǎn)量；本發(fā)明不對(duì)外排放“三廢”，不會(huì)污染環(huán)境，可以為員工提供一個(gè)舒適的操作條件；本發(fā)明應(yīng)用范圍廣泛，含有Fe³⁺或同時(shí)含有Fe³⁺、Fe²⁺，溶液pH﹤2.2的工業(yè)廢水均可采用本發(fā)明工藝進(jìn)行處理；按目前產(chǎn)量計(jì)算，可生產(chǎn)Fe₃O₄約1000Kg/d，回收有機(jī)相50Kg/d；按照年生產(chǎn)300天計(jì)算，相比較現(xiàn)有工藝每年節(jié)約成本165萬(wàn)元。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提出的一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示：

一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器1中加入水洗廢水和Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在0.75h，其中，第一容器1保持不斷攪拌；

S2、預(yù)中和：向第一容器1中的溶液加入第一中和試劑預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有保護(hù)氣的第二容器2中，維持溫度為58℃，攪拌至溶液pH＝6得到溶液A；

S3、后反應(yīng)：將第二容器2中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有保護(hù)氣的第三容器3中，維持溫度為165℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝12得到溶液B；

S4、陳化：將第三容器3中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器4中，維持溫度為38℃，陳化3h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器4保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器4中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器5中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝8得到溶液C；

S6、脫水和干燥：將第五容器5中的溶液C離心脫水，干燥，粉碎得到Fe₃O₄。

實(shí)施例2

如圖1所示：

一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器1中加入水洗廢水和濃度為2mol/L的Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在0.5h，其中，第一容器1保持不斷攪拌，SO₃^2-和水洗廢水中的Fe³⁺的摩爾比為2.5：1；

S2、預(yù)中和：向第一容器1中的溶液加入第一中和試劑用靜態(tài)混合器6預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡诙萜?中，維持溫度為50℃，攪拌至溶液pH＝7.5得到溶液A，其中，第一中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％氫氧化鈉水溶液，第二容器2為U型，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S3、后反應(yīng)：將第二容器2中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡谌萜?中，維持溫度為175℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝10得到溶液B，其中，第二中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt％氫氧化鈉水溶液，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S4、陳化：將第三容器3中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器4中，維持溫度為30℃，陳化4h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器4保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器4中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器5中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝7得到溶液C，其中，洗滌液為水；

S6、脫水和干燥：將第五容器5中的溶液C轉(zhuǎn)移至離心機(jī)7中，以30000r/min的轉(zhuǎn)速離心脫水，升溫至400℃，用滾筒式烘干機(jī)8干燥，粉碎至300目得到Fe₃O₄。

實(shí)施例3

如圖1所示：

一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器1中加入水洗廢水和濃度為3mol/L的Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在1h，其中，第一容器1保持不斷攪拌，SO₃^2-和水洗廢水中的Fe³⁺的摩爾比為1.5：1；

S2、預(yù)中和：向第一容器1中的溶液加入第一中和試劑用靜態(tài)混合器6預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡诙萜?中，維持溫度為65℃，攪拌至溶液pH＝2.2得到溶液A，其中，第一中和試劑為廢堿液中，第二容器2為U型，氮?dú)獾牧髁繛?0m³/h；

S3、后反應(yīng)：將第二容器2中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡谌萜?中，維持溫度為155℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝14得到溶液B，其中，第二中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20wt％氫氧化鈉水溶液，氮?dú)獾牧髁繛?0m³/h；

S4、陳化：將第三容器3中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器4中，維持溫度為45℃，陳化2h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器4保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器4中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器5中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝9得到溶液C，其中，洗滌液為S6中處理后的離心脫水后的廢水；

S6、脫水和干燥：將第五容器5中的溶液C轉(zhuǎn)移至離心機(jī)7中，以20000r/min的轉(zhuǎn)速離心脫水，升溫至600℃，用滾筒式烘干機(jī)8干燥，粉碎至200目得到Fe₃O₄。

實(shí)施例4

如圖1所示：

一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器1中加入水洗廢水和濃度為2.2mol/L的Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在0.7h，其中，第一容器1保持不斷攪拌，SO₃^2-和水洗廢水中的Fe³⁺的摩爾比為2.3：1；

S2、預(yù)中和：向第一容器1中的溶液加入第一中和試劑用靜態(tài)混合器6預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡诙萜?中，維持溫度為55℃，攪拌至溶液pH＝5得到溶液A，其中，第一中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt％氫氧化鈉水溶液，第二容器2為U型，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S3、后反應(yīng)：將第二容器2中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡谌萜?中，維持溫度為170℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝11得到溶液B，其中，第二中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28wt％氫氧化鈉水溶液，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S4、陳化：將第三容器3中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器4中，維持溫度為35℃，陳化3.5h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器4保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器4中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器5中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝7.5得到溶液C，其中，洗滌液為水；

S6、脫水和干燥：將第五容器5中的溶液C轉(zhuǎn)移至離心機(jī)7中，以27000r/min的轉(zhuǎn)速離心脫水，升溫至450℃，用滾筒式烘干機(jī)8干燥，粉碎至300目得到Fe₃O₄。

實(shí)施例5

如圖1所示：

一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器1中加入水洗廢水和濃度為2.8mol/L的Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在0.8h，其中，第一容器1保持不斷攪拌，SO₃^2-和水洗廢水中的Fe³⁺的摩爾比為1.7：1；

S2、預(yù)中和：向第一容器1中的溶液加入第一中和試劑用靜態(tài)混合器6預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡诙萜?中，維持溫度為60℃，攪拌至溶液pH＝3得到溶液A，其中，第一中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8wt％氫氧化鈉水溶液和廢堿液的混合溶液，第二容器2為U型，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S3、后反應(yīng)：將第二容器2中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡谌萜?中，維持溫度為160℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝13得到溶液B，其中，第二中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22wt％氫氧化鈉水溶液，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S4、陳化：將第三容器3中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器4中，維持溫度為40℃，陳化2.5h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器4保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器4中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器5中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝8.5得到溶液C，其中，洗滌液為S6中處理后的離心脫水后的廢水；

S6、脫水和干燥：將第五容器5中的溶液C轉(zhuǎn)移至離心機(jī)7中，以23000r/min的轉(zhuǎn)速離心脫水，升溫至550℃，用滾筒式烘干機(jī)8干燥，粉碎至200目得到Fe₃O₄。

實(shí)施例6

如圖1所示：

一種用氯苯生產(chǎn)的廢水制備Fe₃O₄的方法，包括步驟如下：

S1、前反應(yīng)：向第一容器1中加入水洗廢水和濃度為2.5mol/L的Na₂SO₃水溶液，停留時(shí)間控制在0.75h，其中，第一容器1保持不斷攪拌，SO₃^2-和水洗廢水中的Fe³⁺的摩爾比為2：1；

S2、預(yù)中和：向第一容器1中的溶液加入第一中和試劑用靜態(tài)混合器6預(yù)混合，接著轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡诙萜?中，維持溫度為57℃，攪拌至溶液pH＝6得到溶液A，其中，第一中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7wt％氫氧化鈉水溶液，第二容器2為U型，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S3、后反應(yīng)：將第二容器2中的溶液A轉(zhuǎn)移至充有氮?dú)獾牡谌萜?中，維持溫度為165℃，加入第二中和試劑，攪拌至溶液pH＝12得到溶液B，其中，第二中和試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt％氫氧化鈉水溶液，氮?dú)獾牧髁繛?m³/h；

S4、陳化：將第三容器3中的溶液B轉(zhuǎn)移至第四容器4中，維持溫度為37℃，陳化3h，去除上清液得到陳化料漿，其中，第四容器4保持不斷攪拌；

S5、洗滌：將第四容器4中的陳化料漿轉(zhuǎn)移至第五容器5中，加入洗滌液，攪拌至洗滌液pH＝8得到溶液C，其中，洗滌液為S6中處理后的離心脫水后的廢水；

S6、脫水和干燥：將第五容器5中的溶液C轉(zhuǎn)移至離心機(jī)7中，以25000r/min的轉(zhuǎn)速離心脫水，升溫至500℃，用滾筒式烘干機(jī)8干燥，粉碎至250目得到Fe₃O₄。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。