專利名稱：硫酸亞鐵廢水和廢鐵屑的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于用軋鋼廠硫酸洗滌鋼材或化工廠生產(chǎn)鈦白粉所產(chǎn)生的硫酸亞鐵廢水與機(jī)械廠廢鐵屑反應(yīng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的氧化鐵黑或氧化鐵紅和硫酸銨的綜合利用方法。該方法的特點是用機(jī)械廠的廢鐵屑中和廢水中的余酸，充分利用資源；中和后的溶液加聚合硫酸鐵或三氯化鐵助凝過濾，提高濾液的純度；硫酸亞鐵清液加氨水中和并鼓風(fēng)氧化成四氧化三鐵，過濾，水洗，以利進(jìn)一步分離雜質(zhì)。
過去的技術(shù)及問題軋鋼廠用硫酸間斷洗滌鋼材時，為了充分利用酸洗液，控制廢水含余酸3～6％，含硫酸亞鐵300g/L左右；連續(xù)或半連續(xù)洗滌時，為了保持較高的酸洗速度，控制廢水含余酸濃度8～15％，含硫酸亞鐵150～200g/L左右?；S用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時，每噸產(chǎn)品會產(chǎn)生8～10噸含硫酸200g/L左右，含硫酸亞鐵150g/L左右的廢水。過去這些廢水一般是采用真空蒸發(fā)或無蒸發(fā)冷凍結(jié)晶法回收硫酸亞鐵和硫酸，其回收的產(chǎn)品附加價值不高，工程投資較大，設(shè)備腐蝕快。還有少數(shù)單位是用石灰中和余酸后外排，沒有真正解決環(huán)境污染問題。也有資料介紹，將硫酸亞鐵廢水用氨水中和余酸，加熱過濾，濾液與碳酸氫銨反應(yīng)，生成碳酸亞鐵，經(jīng)過濾，洗滌，烘干，煅燒生產(chǎn)氧化鐵紅。這種方法生產(chǎn)的氧化鐵紅純度難以確保，因為碳酸鹽的溶解度一般比硫酸鹽和氫氧化物的溶解度小，硫酸亞鐵廢水中的鈣，鎂，錳等離子均易形成碳酸鹽與碳酸亞鐵共沉，在后面的工序中很難去除。同時這種方法沒有充分利用余酸，生產(chǎn)成本較高。
本發(fā)明擬解決的問題本發(fā)明者了解到，目前磁性材料行業(yè)發(fā)展很快，對用于生產(chǎn)磁性材料的氧化鐵的需求量逐年增加，特別是對用于生產(chǎn)高磁導(dǎo)率的磁性材料的氧化鐵的純度和穩(wěn)定性要求更高。
鑒于過去的方法之不足和當(dāng)今市場對氧化鐵質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，本發(fā)明擬解決如下問題充分利用資源，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量；改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；簡化工藝過程，降低生產(chǎn)成本。
解決問題的方法為了解決以上問題，本發(fā)明者根據(jù)氫氧化鈣，氫氧化鎂，氫氧化錳等均有一定的溶解性，在PH值為8左右時未達(dá)到飽和度，同時四氧化三鐵不溶于稀酸和堿，便于洗滌，而廢鐵屑中和廢水中余酸后所得的硫酸亞鐵液中影響產(chǎn)品純度的因素主要是鈣、鎂、錳、鋅等實況，特采取了以下方法1.用廢鐵屑中和廢水中的余酸，即處理等量的廢水，使氧化鐵的產(chǎn)量相應(yīng)增加了30～60％，如此既實現(xiàn)了以廢治廢，又充分發(fā)揮了余酸的作用，提高了產(chǎn)量。
2.中和后的廢水加聚合硫酸鐵或三氯化鐵絮凝過濾，提高濾液的純度。
3.濾后硫酸亞鐵清液加氨水反應(yīng)，攪拌加熱到80℃左右，保溫鼓風(fēng)使亞鐵轉(zhuǎn)為四氧化三鐵，待檢不出二價鐵離子時，過濾，濾餅用水洗滌至無水硫酸根離子后烘干得氧化鐵黑產(chǎn)品，或者將氧化鐵黑在800℃左右焙燒生產(chǎn)優(yōu)等品的a-氧化鐵紅產(chǎn)品。在鼓風(fēng)氧化時，部分水分已蒸發(fā)，提高了硫酸銨溶液的濃度，直接蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)硫酸銨也有利可圖。
實施例1500ml軋鋼廠硫酸亞鐵廢水加鐵屑常溫反應(yīng)10小時左右，PH值為4，加氨水5ml，加熱至60℃，加聚合硫酸鐵液1ml，70℃開始過濾，得濾液480ml，60℃時加氨水160ml，攪拌加熱至75℃開始鼓風(fēng)氧化，在65℃至80℃間鼓風(fēng)2小時，檢查已無亞鐵離子，過濾，濾餅用沉淀處理過的水洗滌至無硫酸根離子，烘干得氧化鐵黑產(chǎn)品。將氧化鐵黑放入馬附爐中，升溫至800℃，恒溫再燒40分鐘，得氧化鐵紅產(chǎn)品62克，含量99.65％，硫酸銨液400ml，濃度25％，經(jīng)蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶，過濾，烘干得102g硫酸銨，含量98.4％。
實施例2鈦白粉廠硫酸亞鐵液300ml，加鐵屑常溫反應(yīng)20小時左右，PH值達(dá)4.2，加氨水3ml，加熱至60℃，加三氯化鐵0.5ml，70℃開始過濾，得濾液280ml，60℃加氨水100ml至75℃開始鼓風(fēng)氧化2小時15分鐘，檢查無亞鐵離子，過濾，洗滌，烘干，焙燒，得氧化鐵紅41克，含量99.61％。
發(fā)明的效果如上所述，按照此發(fā)明可以使軋鋼廠和鈦白粉廠的硫酸亞鐵廢水與機(jī)械廠的廢鐵屑得到綜合利用，其工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，成本低，可實現(xiàn)環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益三豐收。
表1和表2分別匯集了本發(fā)明方法實施例所得的氧化鐵黑和氧化鐵紅產(chǎn)品的化學(xué)成分與物理性能與國家標(biāo)準(zhǔn)對比情況，可以看出本發(fā)明的效果顯著。
表1 (氧化鐵黑產(chǎn)品)
表2 (氧化鐵紅產(chǎn)品化學(xué)成分)
權(quán)利要求
1.硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特征在于用機(jī)械廠廢鐵屑中和硫酸亞鐵廢水中的余酸，中和后的溶液在65～75℃左右加聚合硫酸鐵或三氯化鐵絮凝過濾，濾液加氨水反應(yīng)，在65～80℃左右鼓風(fēng)將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為四氧化三鐵，過濾，洗滌，烘干得氧化鐵黑產(chǎn)品。氧化鐵黑在800℃左右焙燒得優(yōu)等品a-氧化鐵紅，分離掉四氧化三鐵后的硫酸銨液經(jīng)蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶，過濾，烘干得硫酸銨產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特征在于中和后的溶液在65～75℃左右，加聚合硫酸鐵或三氯化鐵絮凝，過濾，加量為溶液的千分之一至二。
3.如權(quán)利要求1所述的硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特征在于中和過濾后的硫酸亞鐵液加氨水反應(yīng)，反應(yīng)液的PH值為7-8。
4.如權(quán)利要求1所述的硫酸亞鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法，其特征在于洗滌水為三價鐵鹽絮凝沉淀過的河水。
全文摘要
硫酸業(yè)鐵廢水與廢鐵屑的綜合利用方法是用廢鐵屑中和軋鋼廠和鈦白粉廠硫酸亞鐵廢水中的余酸，生產(chǎn)氧化鐵黑，氧化鐵紅和硫酸銨的新技術(shù)。中和液加聚合硫酸鐵或三氯化鐵助凝和硫酸亞鐵清液加氨水反應(yīng)，鼓風(fēng)氧化生成四氧化三鐵，使雜質(zhì)得到充分分離。氧化鐵黑和氧化鐵紅產(chǎn)品含量分別為99.2％和99.5％以上，SiO
文檔編號C02F1/66GK1590304SQ0315923
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者李景鈔 申請人:李景鈔