除锈酸废液制取聚合氯化铝铁方法

• 钢铁制品加工过程中，经常需要使用盐酸或硫酸进行钢铁制品表面的酸洗除锈处理，由此而产生大量含铁酸洗废液，利用酸洗钢铁废液(硫酸酸洗钢铁废液或盐酸酸洗钢铁废液)以及硫酸亚铁制备聚合硫酸铁絮凝剂或聚氯硫酸铁絮凝剂己有许多专利；如CN1060278A、CN 1109027A、CN1103851A、CN1040774A等以及大量的文献报道，然而，利用盐酸酸洗钢铁废液制备聚合氯化铝铁絮凝剂的报道却很少，利用盐酸酸洗液制取聚合氯化铁的工业试验结果，但该法仍沿用聚合硫酸铁的制备工艺，主要通过催化剂与氧气进行催化一氧化聚合反应来制备聚合氯化铁，其制品的碱化度仅为4-7%且仅能稳定存放三个月。本发明的特点在于采用了不同的氧化工艺，氧化速度快，反应过程简单，而且采用在聚合的同时和聚合完成后加酸调整碱化度，从而获得相对较高碱化度，高稳定性的聚合氯化铁。
• 以盐酸钢铁酸洗废液及铁屑作为主要原料，采用磷酸盐稳定-氯酸钠氧化法生产高碱化度稳定性聚合氯化铁絮凝剂及其生产工艺。生产工艺技术内容在于：
  1、根据盐酸酸洗废液中游离酸含量及其含铁量，加入适量铁屑和盐酸(或采用二氯化铁)溶解使废液中的总铁含量达到10%以上。
  2、将沉淀澄清酸洗废液定量送入反应釜，加入适量磷酸盐(磷酸胺)稳定剂，并在搅拌及升温(<50℃)条件下定量分批注加氯酸盐类固体或溶液聚合氧化剂，在[Fe]T/氧化剂<6，使氧化亚铁离子全部氧化并聚合成聚合氯化铁离子。
  3、在氧化聚合反应后期，通过逐步加入适量酸或碱进一步调节聚合铁溶液的碱化度。
• 结合实例对本工艺作进一步说明：
  实施例1
  称取比重为1.3的盐酸酸洗钢铁废液1.23公斤，在强烈搅拌的条件下加入稳定剂(磷酸铵)36克，充分反应后逐步分批加入47.5克氯酸钠，氧化聚合后再加入盐酸59克(51毫升)，得到总铁浓度10.4%，二价铁浓度小于0.1%，碱化度为22%的稳定性聚合氯化铁。
  实施例2:
  称取比重为1.3，浓度为11%的酸洗废液0.65公斤，加入8克废铁屑，溶解后得浓度为12.2%亚铁溶液，在强烈搅拌的条件下加入稳定剂(磷酸二氢铵)9.92克，充分反应后逐步分批加入24.8克氯酸钠，氧化聚合后加入盐酸20毫升，加入水30毫升，得到总铁浓度11%，二价铁浓度小于0.1%，碱化度为26%的稳定聚合氯化铁。
  实施例3:
  称取121克废铁屑，经清洗后，加入500毫升浓盐酸溶解，为使铁屑溶解完全在反应初始需加热至40-60℃，完全溶解后，得到总铁浓度13.6%的溶液，在搅拌的条件下，加入11.5克稳定剂，然后加入29.6克的氧化剂，氧化结束后，可直接得到碱化度为23%的聚合氯化铁：如果加入70毫升比重为1.16工业盐酸，则得到碱化度为16%的聚合氯化铁。
  由上述实施例所制备的聚合氯化铁絮凝剂进行滦河水净化处理以及对含油废水中COD去除的对比结果分别列于表1和表2。
• 表1聚合氯化铁(PFC)与聚合硫酸铁(PFS)絮凝剂对滦河水净化处理效果的对比

  PFC(d=1.31)			PFS(d=1.45)
  体积(μl/L)	混凝剂(mg/L)	残余浊度(NTU)	体积(μl/L)	混凝剂(mg/L)	残余浊度(NTU)
  40	10.5	2.14	40	11.6	3.19
  60	15.7	2.05	60	17.4	3.16
  80	21	1.67	80	23.2	1.98
  100	26.2	0.9	100	29	1.37
  120	31.4	0.82	120	34.8	1.23
  140	36.7	0.73	140	40.6	1.11
  160	42	0.84	160	46.4	1.41
  180	47.2	0.82	180	52.5	1.55
  200	52.4	0.83	200	58	1.33
  400	105	0.76	400	116	1.3

• 注:原水浊度为4.ONTU,PFC浓度为0.49mol/L,B=0.6;PFS浓度为0.57mol/L，B=0.3。
  从表1所示结果可见，虽然所投加的聚合氯化铁(PFC,22.44g/L Fe)絮凝剂浓度低于聚合硫酸铁絮凝剂的浓度(PFS,26.92g/L Fe)，但其在相同体积投加量时，聚合氯化铁絮凝剂的净水处理效果却明显好于聚合硫酸铁絮凝剂，聚合氯化铁絮凝剂的净水效果比聚合硫酸铁絮凝剂可提高30-40%。
  表2三氯化铁与聚合氯化铁(PFC)絮凝剂对炼油废水中COD去除效果的对比

  FeCl3(d=1.3)			PFC(d=1.3)
  体积(μl/L)	混凝剂(mg/L)	残余浊度(NTU)	体积(μl/L)	混凝剂(mg/L)	残余浊度(NTU)
  20	26	110.1	20	26	110.1
  40	52	105.7	40	52	106.8
  60	78	101.4	80	78	95.9
  100	130	93.7	100	130	90.5
  140	182	87.2	140	182	80.5

  从表2对比结果可见，在相同最佳投加剂量条件下，聚合氯化铁((PFC)絮凝剂对含油废水中的COD去除效果比三氯化铁要好，可提高5-10%左右。