無縫鋼管酸洗廢液制備聚合氯化鐵系混凝劑的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水處理劑的制備方法，尤其設(shè)及無縫鋼管酸洗廢液制備聚合氯化鐵系 混凝劑的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 無縫鋼管在加工過程中需進(jìn)行脫脂、水洗、酸洗、水洗、二次酸洗、中和、純化、水洗 等一系列化學(xué)處理工藝；其中酸洗常采用價(jià)格便宜的鹽酸，在酸洗過程中，鹽酸洗液中的鹽 酸不斷被消耗，同時(shí)其中的二價(jià)鐵離子也在不斷隨著鹽酸的消耗而增加，由此而產(chǎn)生大量 含鐵酸洗廢液，其組成一般含氯化亞鐵10%~14%，氯化氨為3%~5%;-般每洗涂50噸 無縫鋼管排放一噸含鐵廢酸液，若按年產(chǎn)30萬噸無縫鋼管計(jì)，則有約6000噸W上高濃度含 鐵鹽酸廢液產(chǎn)生；再加上電鍛行業(yè)，鋼板加工行業(yè)等產(chǎn)生的廢酸液，估計(jì)總量在10000噸W 上。對(duì)于運(yùn)種高濃度的含鐵廢酸液，如不經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚?，將?huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此廢酸液處 理技術(shù)也是一項(xiàng)重要的任務(wù)。目前尚未找到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、實(shí)用的處理方法，隨著我國(guó)環(huán)境保 護(hù)法嚴(yán)格實(shí)施，廢酸液的處理排放已嚴(yán)重制約著鋼管產(chǎn)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。如能將運(yùn)些廢 酸有效回收或再生利用，生產(chǎn)有價(jià)值的產(chǎn)品，不但可W減少環(huán)境污染，同時(shí)可W減少資源的 浪費(fèi)，將是一件利國(guó)利民的好事。
[0003] 聚合氯化鐵是一種高分子無機(jī)物，對(duì)水質(zhì)的凈化效果好。不僅具有安全無生物毒 性，而且形成的抓花大結(jié)構(gòu)密實(shí)、用量少、沉降快，污泥脫水性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于處理低 溫、低濁度廢水有優(yōu)勢(shì)?？蓮V泛用于地下水凈化、印染、造紙、洗煤、食品、制革工業(yè)廢水和城 市生活污水的處理，對(duì)水中各種有害元素都有較高的脫除率，是一種綜合性能俱佳的水處 理劑產(chǎn)品，市場(chǎng)前景廣闊。
[0004] 由于酸洗廢液含有一定量可循環(huán)利用的鐵離子和鹽酸，因此是一種制備聚合氯 化鐵混凝劑的理想原料，如利用含鐵廢酸液，通過一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化制備聚合鐵系水處 理用混凝劑，從而達(dá)到含鐵廢酸液資源化利用，變廢為寶，既保護(hù)了環(huán)境，又增加了經(jīng)濟(jì)效 益，也帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 陽0化]S氯異氯尿酸又稱S氯-均S嗦2,4,6(1H，3H，5H)S酬是一種極強(qiáng)的氧化劑和氯 化劑，具有殺菌、漂白和消毒作用，對(duì)細(xì)菌、病毒、真菌、芽抱等都有殺滅作用。
[0006] 中國(guó)專利文件CN1266889A公開了W鹽酸鋼鐵酸洗廢液作為主要生產(chǎn)原料，采用 穩(wěn)定、氧化方法制備高濃度穩(wěn)定化聚合氯化鐵混凝劑及其生產(chǎn)工藝，根據(jù)鹽酸酸洗廢液游 離酸含量及含鐵量，采用鐵屑溶解調(diào)整總鐵含量，然后引入適量的聚合穩(wěn)定劑，在穩(wěn)定劑與 鐵鹽溶液充分反應(yīng)后，再加入聚合氧化劑進(jìn)行氧化聚合反應(yīng)并W鹽酸調(diào)節(jié)堿化度，最終得 到高濃度穩(wěn)定性聚合氯化鐵絮凝劑。但是，該工藝使用大量的氯酸鹽，而氯酸鹽還原后變 為鹽酸鹽，增加了體系含鹽量。中國(guó)專利文件CN101462776A公開了一種聚合氯化鐵的制 備方法，將含鐵酸洗液或廢鹽酸置于反應(yīng)蓋裝置中，同時(shí)加入鐵粉或鐵屑，酸與鐵發(fā)生放熱 反應(yīng)產(chǎn)生的熱能對(duì)物料預(yù)加熱，然后加入催化劑并通入氧氣，再開啟循環(huán)累，使反應(yīng)液循環(huán) 3 - 5小時(shí)，待聚合反應(yīng)完全；將反應(yīng)液轉(zhuǎn)入沉淀槽沉淀或W過濾方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分離和富 集。但是，該方法采用氧氣作氧化劑制備聚合氯化鐵，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，需加非環(huán)境友好型催化 劑-亞硝酸鋼或鐘，會(huì)產(chǎn)生二次污染。中國(guó)專利文件CN1789147A公開了一種用酸洗廢液制 備聚合氯化鐵的方法，具體為：將鹽酸酸洗廢液，濃硝酸和濃鹽酸加入耐腐蝕的反應(yīng)器中， 在1.O~3.O個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和持續(xù)通氧的條件下，控制溫度在50~120°C，反應(yīng)40~90分 鐘，制得聚合氯化鐵產(chǎn)品。但是，該方法需鍋爐加熱至90-95°C，耗能大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用無縫鋼管酸洗廢液，在常溫常壓下制備 聚合氯化鐵系混凝劑的方法。
[0008] 本法明W無縫鋼管酸洗廢液為原料，采用分步氧化方式，即初始階段采用空氣或 氧氣氧化、硝酸作催化劑，并控制空氣或氧氣通氣量；后期采用=氯異氯尿酸氧化劑進(jìn)行氧 化；并采用異丙醇胺為穩(wěn)定劑，在常溫常壓下制備聚合氯化鐵系混凝劑。本發(fā)明方法節(jié)能環(huán) 保，制備的產(chǎn)品鐵含量達(dá)11.6wt%W上，鹽基度16.8%，穩(wěn)定性好，具有較好的凈水效果。 對(duì)模擬廢水及城市生活廢水進(jìn)行處理試驗(yàn)，濁度去除率均達(dá)90.0%W上。 陽009] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種無縫鋼管酸洗廢液制備聚合氯化鐵系混凝劑的生產(chǎn)工藝，包括步驟如下： 1] (1)將無縫鋼管酸洗廢液過濾后，用鹽酸調(diào)節(jié)廢液中肥1含量為7~15wt%，室溫 下通入空氣或氧氣，加入催化劑，室溫下反應(yīng)4~化； 陽〇1引 似加入立氯異氯尿酸，繼續(xù)反應(yīng)1~5h，然后加入穩(wěn)定劑，過濾，濾液即為聚合氯 化鐵系混凝劑。
[001引根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中用鹽酸調(diào)節(jié)廢液中肥1含量為8~12wt% ;
[0014] 優(yōu)選的，空氣的通氣量為每噸無縫鋼管酸洗廢液960~2400,進(jìn)一步優(yōu)選1200~ 2400升；氧氣通氣量為每噸無縫鋼管酸洗廢液960~2400,進(jìn)一步優(yōu)選960~1500升；
[0015] 優(yōu)選的，空氣通氣速率為2~5升/分鐘，氧氣通氣速率為1~2升/分鐘；
[0016] 優(yōu)選的，所述的催化劑為10~40wt%的硝酸，進(jìn)一步優(yōu)選的，催化劑的加入量為 反應(yīng)液總質(zhì)量的0.2~2%。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中所述的無縫鋼管酸洗廢液的總鐵含量為16. 0~ 18.Owt%，肥1含量為4.0~6.Owt% ;進(jìn)一步優(yōu)選的，總鐵含量中：Fe3+含量為2.0~ 4.Owt%，F(xiàn)e2+含量為 12. 0 ~15.Owt%。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（2)中所述的=氯異氯尿酸的用量為無縫鋼管酸洗廢 液總量的3~IOwt% ;
[0019] 優(yōu)選的，所述的穩(wěn)定劑為異丙醇胺，進(jìn)一步優(yōu)選的，穩(wěn)定劑的加入量為無縫鋼管酸 洗廢液總量的0.1~Iwt%。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1.采用分步氧化工藝，即先用空氣或氧氣為氧化劑進(jìn)行氧化，再用=氯異氯尿酸 為氧化劑進(jìn)行氧化，反應(yīng)完全徹底，轉(zhuǎn)化效率高； 陽022] 2.采用硝酸作為空氣或氧氣氧化的催化劑，不使用亞硝酸鋼或鐘，避免產(chǎn)生二次 污染； 陽02引 3.采用異丙醇胺作穩(wěn)定劑，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良；
[0024] 4.采用室溫下進(jìn)行反應(yīng)，無需外部加熱，能耗小，投資少，工藝簡(jiǎn)單，可達(dá)到"W廢 治廢、變廢為寶"的環(huán)保目的，實(shí)現(xiàn)了廢物循環(huán)利用，并可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[00巧]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。 陽026] 實(shí)施例中所用的無縫鋼管酸洗廢液的總鐵含量為17.Owt%，其中：Fe3+含量為 3.Owt%，F(xiàn)e2+含量為 14.Owt% ;肥1 含量為 5.Owt%。 陽〇27] 實(shí)施例1
[0028] 將4000公斤無縫鋼管酸洗廢液經(jīng)沉降、過濾，用耐酸累抽入至6立方米搪瓷耐酸 反應(yīng)蓋中，加入1000公斤工業(yè)鹽酸（36wt% )，調(diào)整溶液中肥1含量為lOwt% ;開動(dòng)攬拌， 控制攬拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘，室溫下加入36wt%的硝酸25公斤（占反應(yīng)液總量0. 5wt% ) 作為催化劑；W3升/分鐘速度通入空氣，氧化反應(yīng)6小時(shí)；再加入250公斤=氯異氯尿酸 (為反應(yīng)液總量的5w% )，繼續(xù)氧化反應(yīng)3小時(shí)，空氣的通氣量為每噸反應(yīng)液1440升；氧化 反應(yīng)結(jié)束后，加入25公斤（占反應(yīng)液總量的0. 5w% )異丙醇胺作為穩(wěn)定劑，將反應(yīng)液過濾 后轉(zhuǎn)移至耐酸儲(chǔ)罐，即得聚合氯化鐵系混凝劑。經(jīng)測(cè)定產(chǎn)品中，鐵含量為11. 9wt%，鹽基度 為 17. 0%。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 將4000公斤無縫鋼管酸洗廢液經(jīng)沉降、過濾，用耐酸累抽入至6立方米搪瓷耐酸 反應(yīng)蓋中，加入1000公斤工業(yè)鹽酸（36wt% )，控制溶液中肥1含量為lOwt% ;開動(dòng)攬拌， 攬拌速度控制80轉(zhuǎn)/分鐘，室溫下加入36wt%的硝酸50公斤（占反應(yīng)液總量Iwt% )作 為催化劑；W2升/分鐘速度通入氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)6小時(shí)；再加入250公斤=氯異氯尿酸 (為反應(yīng)液總量的5wt% )繼續(xù)氧化反應(yīng)3小時(shí)，氧氣的通氣量為每噸反應(yīng)液960升；氧化 反應(yīng)結(jié)束后，加入25公斤（占反應(yīng)液總量0. 5wt% )異丙醇胺作為穩(wěn)定劑，將反應(yīng)液過濾后 轉(zhuǎn)移至耐酸儲(chǔ)罐，即得聚合氯化鐵系混凝劑。經(jīng)測(cè)定產(chǎn)品中，鐵含量為12.2wt%，鹽基度達(dá) 17. 2%。 陽0川 實(shí)施例3
[0032] 將4000公斤無縫鋼管酸洗廢液經(jīng)沉降、過濾，用耐酸累抽入至6立方米搪瓷耐酸 反應(yīng)蓋中，加入1000公斤工業(yè)鹽酸（36wt% )，控制溶液中肥1含量為lOwt% ;開動(dòng)攬