利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵酸洗廢液的處理，尤其涉及一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]酸洗工藝是鋼材加工工藝中必不可少的環(huán)節(jié)，其方法是利用酸的腐蝕性將鋼鐵表面在熱乳或熱處理過程中與空氣中的氧氣和水蒸氣接觸形成的氧化薄膜和雜質(zhì)去除掉，使鋼鐵表面性質(zhì)得到改善，為鋼鐵后續(xù)的定型、冷乳和涂層工藝做準(zhǔn)備，外排的殘液就成為強(qiáng)腐蝕性的含有大量金屬離子的難處理的廢液。一般情況下，其鹽酸含量達(dá)到5-15%，鐵含量達(dá)到80_150g/L。如果將這些廢液直接排放，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極其嚴(yán)重的危害。因其巨大的生態(tài)安全隱患，被國(guó)家列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》。對(duì)于鋼鐵酸洗廢液的處理，目前多數(shù)采用中和法進(jìn)行。其最大缺點(diǎn)是產(chǎn)生的沉渣占地面積大，運(yùn)輸費(fèi)用高；其次，二次污染嚴(yán)重，且基本沒有產(chǎn)品回收，造成了資源的極大浪費(fèi)。其他諸如蒸發(fā)濃縮法和高溫焙燒法等，盡管能回收酸洗廢液中的鹽酸和鐵鹽，但由于均需在鹽酸氣氛下600°C左右的高溫進(jìn)行，因而帶來(lái)如下致命的缺點(diǎn):工藝流程復(fù)雜、設(shè)備投資大、能耗高；高溫下耐鹽酸腐蝕材料難以解決；回收過程中的設(shè)備管道的堵塞、結(jié)疤等問題。
[0003]專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級(jí)四氧化三鐵的方法”(申請(qǐng)?zhí)?201510198719.5)提出利用鋼鐵酸洗廢液中的二價(jià)鐵離子，通過氧化和沉淀等過程制備納米級(jí)四氧化三鐵的方法。該專利中，二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比是制備納米級(jí)四氧化三鐵的關(guān)鍵工藝參數(shù)，其控制在1:1.7?1.9。因此，如何準(zhǔn)確、及時(shí)的測(cè)定鋼鐵酸洗廢液在加入氧化劑，即鋼鐵酸洗廢液的氧化過程中，溶液的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾濃度，以便及時(shí)的停止氧化劑的加入，關(guān)系到納米級(jí)四氧化三鐵制備的成功與否。對(duì)于鋼鐵酸洗廢液氧化過程中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的濃度測(cè)定，其常用的手段為連續(xù)的從反應(yīng)器中取樣，并采用化學(xué)滴定或原子吸收儀等手段對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)定。由于取樣及相應(yīng)的測(cè)定過程需要一定的時(shí)間，滯后性明顯，因此無(wú)法及時(shí)的停止氧化劑的加入。其造成的后果表現(xiàn)為:當(dāng)測(cè)定結(jié)果為1:1.7?1.9時(shí)，而反應(yīng)器中實(shí)際的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比已經(jīng)不在上述的控制范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)便，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和控制鋼鐵酸洗廢液氧化過程中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比的方法。
[0005]本發(fā)明的主要技術(shù)特征為:由于二價(jià)鐵離子具有還原性，而三價(jià)鐵離子具有氧化性，因此當(dāng)溶液中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的含量不同，即二者的比例不同時(shí)，溶液具有不同的氧化還原電位值(0RP)。本發(fā)明的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼鐵酸洗廢液中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.7?1.9時(shí)，其對(duì)應(yīng)的氧化還原電位值為515?525mV，摩爾比與氧化還原電位之間成線性關(guān)系，如圖1所示。綜上，本發(fā)明通過采用測(cè)定鐵酸洗廢液氧化過程中溶液的氧化還原電位值，從而間接地監(jiān)測(cè)二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比，進(jìn)而實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地達(dá)到控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的目的。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法；在反應(yīng)器內(nèi)安裝氧化還原電位測(cè)定儀；在反應(yīng)器內(nèi)加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測(cè)定儀的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內(nèi)；在攪拌器的攪拌作用下，通過加料管向反應(yīng)器內(nèi)加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515?525mV時(shí)，停止氧化劑的加入。
[0008]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于:鋼鐵酸洗廢液在加入氧化劑，即將廢液中部分的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵的過程中，本發(fā)明避免了連續(xù)取樣，并采用化學(xué)滴定或原子吸收儀等手段對(duì)試樣中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的濃度進(jìn)行測(cè)定，而是通過采用測(cè)定溶液的氧化還原電位值，間接地監(jiān)測(cè)二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比，進(jìn)而達(dá)到了實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的目的。
【附圖說明】
[0009]圖1:二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比與氧化還原電位線性關(guān)系；
[0010]圖2:反應(yīng)裝置示意圖；
[0011]1-反應(yīng)器；2_攪拌器；3_加料管；4_閥門；5_氧化還原電位測(cè)定儀。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0013]利用本發(fā)明的圖1所示的摩爾比與氧化還原電位之間成線性關(guān)系，如圖2所示反應(yīng)裝置舉例說明如下:
[0014]實(shí)施例1
[0015]一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比的方法，由下述步驟組成:
[0016](1)在反應(yīng)器1內(nèi)安裝氧化還原電位測(cè)定儀5 ；
[0017](2)在反應(yīng)器1內(nèi)加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測(cè)定儀5的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內(nèi)；
[0018](3)在攪拌器2的攪拌作用下，通過加料管3向反應(yīng)器1內(nèi)加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515mV時(shí)，關(guān)閉閥門4，停止氧化劑的加入。
[0019]本實(shí)施例中，當(dāng)溶液的氧化還原電位值為515mV時(shí)，經(jīng)過取樣和化學(xué)滴定分析，表明此時(shí)溶液中的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.7。而專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級(jí)四氧化三鐵的方法”(申請(qǐng)?zhí)?201510198719.5)在鋼鐵酸洗廢液氧化過程中，由于取樣和分析消耗了一定的時(shí)間，未能及時(shí)的停止氧化劑的加入，其表現(xiàn)的結(jié)果為:當(dāng)取樣分析結(jié)果表明溶液中的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.7時(shí)，停止氧化劑的加入后，再次取樣分析，其結(jié)果已經(jīng)偏離了上述控制的比例。
[0020]實(shí)施例2
[0021]—種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比的方法，由下述步驟組成:
[0022](1)在反應(yīng)器1內(nèi)安裝氧化還原電位測(cè)定儀5 ；
[0023](2)在反應(yīng)器1內(nèi)加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測(cè)定儀5的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內(nèi)；
[0024](3)在攪拌器2的攪拌作用下，通過加料管3向反應(yīng)器1內(nèi)加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為520mV時(shí)，關(guān)閉閥門4，停止氧化劑的加入。
[0025]本實(shí)施例中，當(dāng)溶液的氧化還原電位值為520mV時(shí)，經(jīng)過取樣和化學(xué)滴定分析，表明此時(shí)溶液中的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.8。而專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級(jí)四氧化三鐵的方法”(申請(qǐng)?zhí)?201510198719.5)在鋼鐵酸洗廢液氧化過程中，由于取樣和分析消耗了一定的時(shí)間，未能及時(shí)的停止氧化劑的加入，其表現(xiàn)的結(jié)果為:當(dāng)取樣分析結(jié)果表明溶液中的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.8時(shí)，停止氧化劑的加入后，再次取樣分析，其結(jié)果已經(jīng)偏離了上述控制的比例。
[0026]實(shí)施例3
[0027]—種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比的方法，由下述步驟組成:
[0028](1)在反應(yīng)器1內(nèi)安裝氧化還原電位測(cè)定儀5 ；
[0029](2)在反應(yīng)器1內(nèi)加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測(cè)定儀5的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內(nèi)；
[0030](3)在攪拌器2的攪拌作用下，通過加料管3向反應(yīng)器1內(nèi)加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為525mV時(shí)，關(guān)閉閥門4，停止氧化劑的加入。
[0031 ] 本實(shí)施例中，當(dāng)溶液的氧化還原電位值為525mV時(shí)，經(jīng)過取樣和化學(xué)滴定分析，表明此時(shí)溶液中的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.9。而專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級(jí)四氧化三鐵的方法”(申請(qǐng)?zhí)?201510198719.5)在鋼鐵酸洗廢液氧化過程中，由于取樣和分析消耗了一定的時(shí)間，未能及時(shí)的停止氧化劑的加入，其表現(xiàn)的結(jié)果為:當(dāng)取樣分析結(jié)果表明溶液中的二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比為1:1.9時(shí)，停止氧化劑的加入后，再次取樣分析，其結(jié)果已經(jīng)偏離了上述控制的比例。
[0032]本發(fā)明提出的一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法，已通過實(shí)施例進(jìn)行描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的技術(shù)變更與組合來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法；其特征是:在反應(yīng)器內(nèi)安裝氧化還原電位測(cè)定儀；在反應(yīng)器內(nèi)加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測(cè)定儀的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內(nèi)；在攪拌器的攪拌作用下，通過加料管向反應(yīng)器內(nèi)加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515?525mV時(shí)，停止氧化劑的加入。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法；其特征是：在反應(yīng)器內(nèi)安裝氧化還原電位測(cè)定儀；在反應(yīng)器內(nèi)加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測(cè)定儀的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內(nèi)；在攪拌器的攪拌作用下，通過加料管向反應(yīng)器內(nèi)加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515～525mV時(shí)，停止氧化劑的加入。本發(fā)明避免了連續(xù)取樣，并采用化學(xué)滴定或原子吸收儀等手段對(duì)試樣中二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的濃度進(jìn)行測(cè)定，而是通過采用測(cè)定溶液的氧化還原電位值，間接地監(jiān)測(cè)二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子的摩爾比，進(jìn)而達(dá)到了實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的目的。
【IPC分類】C01G49/08
【公開號(hào)】CN105366732
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510811823
【發(fā)明人】劉涉江, 楊宏揚(yáng)
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日