一種熱鍍鋅廢酸聯(lián)合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱鍍鋅廢酸聯(lián)合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，屬于工業(yè)廢棄物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鐵常用作建筑、橡膠、汽車(chē)等行業(yè)的著色劑，工業(yè)上通常用綠釩煅燒法、溶液沉淀法生產(chǎn)。綠釩鍛紗法生產(chǎn)氧化鐵煙塵量大、電耗高、對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重。特別是現(xiàn)如今國(guó)家對(duì)環(huán)境的嚴(yán)格要求，火法煅燒生產(chǎn)氧化鋅工藝受到嚴(yán)格限制。溶液沉淀法生產(chǎn)氧化鐵通常是用氯化亞鐵做原料，包括結(jié)晶、氧化、沉淀等流程，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、工藝流程復(fù)雜。
[0003]對(duì)鋼板鍍鋅處理前，鋼板表面覆蓋有大量氧化鐵、油污等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)使得鍍鋅后的鋼板產(chǎn)生漏渡、鍍層表面不均勻等現(xiàn)象，鍍鋅鋼板的使用性能將受到影響，因此鋼板鍍鋅前需用大量酸將表面雜質(zhì)除去，產(chǎn)生的廢酸液中含有足夠高濃度二價(jià)鐵離子。目前熱鍍鋅廢酸的處理方法有鹽酸再生法、酸堿中和法等，處理工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、處理費(fèi)用高、溶液中的Fe等資源沒(méi)有充分利用。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利ZL201310554055.2公布了一種高溫煅燒制備氧化鐵的方法，采用鐵的硫酸鹽與二硫化亞鐵按摩爾比1.8?11: 1混合，得到混合物料，然后將混合物料于550?800°C下焙燒0.5?3h，得到二氧化硫和氧化鐵紅。然而該類(lèi)工藝酸堿中和操作，具有原料消耗大；且需要高溫煅燒，存在設(shè)備投資和能耗高的缺點(diǎn)。此外，產(chǎn)品的純度較低，正如該專(zhuān)利所述，其產(chǎn)品純度僅為80%以上。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利CN102689930B公開(kāi)了鹽酸酸洗廢液的資源化綜合利用制備氧化鐵和硫酸銨的方法，該專(zhuān)利是以鹽酸溶液為酸洗液將鋼鐵元件進(jìn)行酸洗處理以清除表面氧化物過(guò)程中得到的含鐵鹽酸酸洗廢液為原料，通過(guò)步驟:(1)固-液分離；(2 )預(yù)熱升溫；(3 )混合置換；(4)閃蒸蒸發(fā)；(5)蒸發(fā)結(jié)晶；(6)固-液分離；(7)混合溶解；(8)調(diào)節(jié)pH值；(9)吸附除雜；(10)固-液分離；(11)中和氧化；(12)固-液分離:液相物料進(jìn)一步制備硫酸銨產(chǎn)品，固相物料進(jìn)一步制備氧化鐵產(chǎn)品，且在進(jìn)一步制備硫酸銨產(chǎn)品時(shí)可制備出硫酸銨副產(chǎn)品。該工藝流程雖然能得到氧化鐵，但得到的氧化鐵粒度大，工藝流程復(fù)雜、生產(chǎn)成本尚ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有廢酸制備氧化鐵紅技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本發(fā)明提供一種熱鍍鋅廢酸聯(lián)合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法。本方法旨在解決熱鍍鋅廢酸的處理難題，制備純度高粒度小的氧化鐵紅，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]—種熱鍍鋅廢酸聯(lián)合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將熱鍍鋅廢酸采用霧化器以霧化速率為0.1?1.0m3/h噴入到微波反應(yīng)室中，然后從微波反應(yīng)室底部通入流速50?300m3/h的氧化性氣體，在溫度為350°C ~850°C條件下熱解1?10s，制備得到氧化鐵紅顆粒和含鹽酸的尾氣； (2)將步驟(1)得到的含鹽酸的尾氣經(jīng)收塵后回收氧化鐵紅顆粒，剩余的尾氣冷卻后采用水吸收得到工業(yè)鹽酸，經(jīng)水吸收后的剩余尾氣通過(guò)堿性溶液吸收，達(dá)到工業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
[0008]所述步驟(1)中的熱鍍鋅廢酸包括以下質(zhì)量百分比組分:FeCl28%?40%、FeCl30.1%?5%，HC10.2%?4%、雜質(zhì)含量(鈣、鎂、錳的鹽類(lèi)等)0.05%?0.3%，余量為水。
[0009]所述步驟(1)中氧化性氣體為純氧、富氧或空氣
所述步驟(2)中堿性溶液為稀氨水、氫氧化鈉溶液或氫氧化鈣溶液，濃度為0.01?2mol/L。
[0010]上述步驟(1)中霧化器的霧化方法為超聲霧化、壓力霧化、轉(zhuǎn)盤(pán)霧化或氣體霧化。
[0011]上述步驟(2)中收塵為布袋收塵、重力收塵、旋風(fēng)收塵或電收塵。
[0012]上述步驟(2 )中冷卻為工業(yè)常用的空氣冷卻法、水浴冷卻法、循環(huán)水冷卻等冷卻方式的一種或多種的組合。
[0013]上述步驟(2)中的水吸收可以為一級(jí)水吸收也可以為多級(jí)串聯(lián)的水吸收。
[0014]上述步驟(2)中的氧化鐵紅的純度是通過(guò)廢酸的霧化量和氧化性氣體流量調(diào)節(jié)的。
[0015]本發(fā)明的發(fā)明原理為:
熱鍍鋅廢酸經(jīng)霧化后其中的Fe2+、水蒸汽、氧氣經(jīng)微波熱解生成氧化鐵紅顆粒和含鹽酸的尾氣，反應(yīng)方程式為:
4FeCl2+4H20+02=2Fe203+8HCl。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
(1)霧化技術(shù)在制備超細(xì)粉體方面有顯著優(yōu)勢(shì)，制備的氧化鐵紅具有晶型一致，粒徑均勻的優(yōu)勢(shì)。
[0017](2)微波加熱技術(shù)與常規(guī)加熱技術(shù)相比，具有選擇性對(duì)物料進(jìn)行加熱、物料升溫速度快、物料反應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，本專(zhuān)利所述的制備氧化鐵紅的技術(shù)具有反應(yīng)速率快的優(yōu)勢(shì)，可降低生產(chǎn)成本；
(3)尾氣熱處理回收得到的鹽酸返回用于熱鍍鋅前鋼板的表面酸處理流程，使得鹽酸得到回收利用，減少鹽酸采購(gòu)量，降低企業(yè)成本；
(4)解決了熱鍍鋅廢酸的處理問(wèn)題，整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，可一步法制備氧化鐵紅和鹽酸兩個(gè)產(chǎn)品。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的氧化鐵紅掃描電鏡照片；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的氧化鐵紅X-衍射圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1
如圖1所示，該熱鍍鋅廢酸聯(lián)合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，其具體步驟如下: (1)首先將熱鍍鋅廢酸(FeCl240%、FeCl30.1%，HC10.2%、雜質(zhì)含量(鈣、鎂、錳的鹽類(lèi)等)0.05%，余量為水)采用霧化器以霧化速率為0.25m3/h噴入到微波反應(yīng)室中，然后從微波反應(yīng)室底部通入流速300m3/h的氧化性氣體(氧化性氣體為純氧)，在溫度為350°C條件下熱解10s，制備得到氧化鐵紅顆粒和含鹽酸的尾氣；
(2)將步驟(1)得到的含鹽酸的尾氣經(jīng)收塵后回收氧化鐵紅顆粒，剩余的尾氣冷卻后采用水吸收得到工業(yè)鹽酸，經(jīng)水吸收后的剩余尾氣通過(guò)堿性溶液(堿性溶液為氫氧化鈉溶液，濃度為0.01mol/L)吸收，達(dá)到工業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
[0021]本實(shí)施例制備得到的氧化鐵紅顆粒的掃描電鏡照片和X-衍射圖譜分別如圖2和圖3所示，從圖2中可以看出氧化鐵紅顆粒粒徑均勻?yàn)?.1?3 μπι;從圖中可以看出氧化鐵紅晶型