一種低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法技術

一種低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法，屬于廢酸處理領域。特征是首先配制包括成核劑和助長劑的復合提純劑溶液，然后用石墨加熱器將酸洗液加熱至６０－８０℃，以１０－２５ｍ３／ｈ的流量注入反應罐中，向反應罐中以在酸洗液中濃度約為３０－１００ｍｇ／Ｌ的比例添加成核劑，攪拌１０－６０ｍｉｎ，使膠體的、懸浮的含硅微小顆粒“成核”，再向反應罐中以在酸洗液中濃度約為５－２５ｍｇ／Ｌ的比例添加助長劑，使已“成核”懸浮含硅雜質顆粒與助長劑結合“長大”，攪拌１０－３０ｍｉｎ后，將反應罐中的混合液用泵引入緩沖罐中，攪拌１０－３０ｍｉｎ后引入沉積罐實現含硅雜質沉降分離。本發明專利技術操作要求較低，工藝流程簡單，生產成本低廉，生產過程流暢，基本能夠實現自動化操作，提純后的酸洗鐵紅可直接出售或投入后續生產工序，提高了經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金工業的
，特別是廢酸處理
，涉及一種從廢酸酸 洗液中低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法。
技術介紹
眾所周知，熱軋帶鋼經過鹽酸酸洗后，方能進行冷軋。鹽酸酸洗時，帶鋼表面鐵及 氧化皮被鹽酸洗掉，消耗的鹽酸轉變成以FeCl2為主的氯化物，溶解在鹽酸溶液中。帶鋼經 過鹽酸清洗，去除帶鋼表面的氧化皮，以確保冷軋鋼板的表面質量。其主要反應化學方程式 為Fe+2HC1 = FeCl2+H20Fe0+2HC1 = FeCl2+H20目前國內外基本采用Ruthner-噴霧焙燒技術工藝對酸洗液進行處理，鹽酸再生 的同時得到大量副產品Fe2O3 (俗稱“鐵紅”)，作為磁性材料的原料。其主要反應化學方程 式為4FeCl2+4H20+02 = 2Fe203+8HCl 個2FeCl3+3H20 = Fe203+6HC1 個經過以上多級工藝步驟，鋼種中添加的特殊化學元素以及工業用水、灰塵中的各 種雜質不可避免地摻入鐵紅中。在諸多雜質中，人們特別關心的是“高靈敏度”雜質Si，因 為其萬分之幾的微量即可引起磁性材料質量的巨大變化。噴霧焙燒氧化鐵粉中的Si在磁 性材料預燒過程中在晶界聚集，呈不均勻分布狀態，預燒后的粉碎效應并不能使雜質重新 均勻分布，因此會引起燒結中的非均勻晶粒生長，使鐵氧體的微觀結構及電氣性能惡化。因 此，在酸再生之前是否實現脫硅，將嚴重影響氧化鐵粉的質量，從而影響經濟效益。為得到 優質高檔的酸洗鐵紅，鹽酸酸洗液在再生之前必須將其含有的Si雜質除去。經過對現場酸洗液成分化驗研究發現，酸洗液中的Si以單硅酸、硅酸聚合物、硅 溶膠等形式存在，呈極其微小的絮狀微粒懸浮在酸洗液中，利用普通的機械過濾方法無法 產生明顯的效果。中國專利申請號為01107095. 1公開一種酸洗廢酸中硅的脫除方法，其 工藝流程是加入碎鐵中和酸洗液中游離的HC1，加入堿調整酸洗液的pH值，利用產生的 Fe(OH)3膠體的吸附作用并加入絮凝劑將含Si雜質絮凝沉降，從而將硅從酸洗液中脫除。該 方法的不足之處在于，加入碎鐵中和酸洗液中游離的HCl，加入堿調整酸洗液的pH值，酸洗 液不經過進一步的反應處理無法直接進行循環利用，并且該方法操作較復雜，工藝步驟較 長，從而大大增加了能源消耗和生產運營成本，降低了生產效率。該方法中加入堿為氨水， 不僅對操作人員的身體健康造成威脅，而且會污染環境。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種工業化提純酸洗鐵紅的技術方法，實現低成本、高效率、 環境友好型優質高檔酸洗鐵紅的大規模生產。本專利技術的構思原理是酸洗液為強酸性環境，其中含有大量陰離子(Cl_)，使帶正 電荷的硅酸溶膠粒子表面吸附大量負電荷，形成雙電層，通過添加成核-助長復合提純劑， 使這些溶膠粒子通過電中和成核、吸附架橋長大而脫穩沉降，從而達到除硅的目的。成核劑 是一種兩性離子型聚合物電解質，成核劑中帶正(負)電的官能團中和了凝聚界面上的負 (正)電荷，使ζ電位降低，排斥能減小，通過電中和使溶膠粒子脫穩，成為大量絮凝物的 “成核”位置，將幾個粒子連接起來成為大粒子。助長劑是一種非離子型聚合物電解質，其通 過吸附架橋作用，使懸浮粒子的吸附(凝聚)及粒子之間的交聯容易進行，從而使絮凝結構 增大變粗，最終達到使顆粒沉降。這種復合提純劑的加入，不僅使廢酸中的Si雜質得以去 除，同時這種絮凝物也將溶液中的部分雜質離子吸附，一同沉淀，從而能進一步達到提純的 目的。本專利技術提供的復合提純劑，無毒無害，低成本高效率，并且適用范圍廣。，依次按以下步驟進行1.配制復合提純劑將成核劑和助長劑分別在不同容器中溶解，溶劑為蒸餾水或 去離子水。快速(200-400r/min)攪拌l_2h，再慢速(50_150r/min)攪拌30_60min，成核劑 溶液的質量分數為0. 05% -0. 25%，助長劑溶液的質量分數為0. 01% -0. 05%。2.廢酸罐的酸洗液以10-30m3/h的流量，經石墨加熱器將其加熱至60-80°C后注 入反應罐中。3.先向反應罐中添加成核劑，攪拌速度設為100-400r/min轉速，反應10-60min ； 再向反應罐中添加助長劑，攪拌速度設為50-200r/min轉速，反應10-30min后，將反應罐中 混合液引入緩沖罐中。4.緩沖罐中攪拌速度設為50-200r/min，攪拌10-30min。5.將經上述反應后的混合液引入沉積罐中，使廢酸上清液與沉積物分離，得到脫 硅后的廢酸清液。本方法中反應罐設有成核劑添加口和助長劑添加口，成核劑和助長劑在同一個反 應罐中發揮作用，不必在兩個反應容器中使用。成核劑要求使用溫度為60-80°C，助長劑要 求使用溫度為50-80°C，在上述溫度范圍內，成核劑和助長劑能夠發揮各自的最優效能。通 過石墨加熱器將酸洗液加熱后進入反應罐中，酸洗液在攪拌和流動過程中散失熱量，整個 過程中酸洗液冷卻后的溫度可達到成核劑和助長劑的使用要求，不必添加冷卻器。這樣從 很大程度上減少設備投資、能源消耗和運行周期。本方法為連續進料和產出方式，技術操作要求較低，工藝流程簡單，生產過程流 暢，基本能夠實現自動化操作，提純后的酸洗鐵紅可直接出售或投入后續生產工序，提高了 經濟效益，滿足了工業化大生產對酸洗鐵紅產品質量和產量的需求，亦滿足循環經濟和環 境保護的要求。附圖說明圖1現有技術的工藝流程2本專利技術的工藝流程圖具體實施方案實施例1 本實施例中酸洗液的Fe2+濃度為135g/L，游離HCl濃度為36g/L，Si濃度為 30mg/L。1.稱取成核劑lKg，向溶解罐中注入500L去離子水，將成核劑緩慢分散撒入溶解 罐中，開動攪拌器，快速(350r/min)攪拌60min，慢速(120r/min)攪拌20min至形成均勻的 粘稠溶液。2.稱取助長劑200g，向溶解罐中注入500L去離子水，將助長劑緩慢分散撒入溶解 罐中，開動攪拌器，快速(300r/min)攪拌80min，慢速(120r/min)攪拌30min至形成均勻的 粘稠溶液。3.廢酸罐的酸洗液通過廢酸泵以20m3/h的流量，經過石墨加熱器將酸洗液加熱至 80°C后注入反應罐中，注入總量為14m3。在石墨加熱器中，酸洗液走管程，加熱蒸汽走殼程， 在加熱器內酸洗液被加熱至80°C。4.當反應罐中酸洗液達2m3時，立即將配制好的成核劑溶液以2m3/h的流量注入 反應罐中，同時開動攪拌器，攪拌速度調至250r/min，使酸洗液中的硅酸膠體粒子開始脫穩 成核。5.成核劑注入完畢后，攪拌速度調至lOOr/min，攪拌20min后，向反應罐中以2m3/ h的流量注入助長劑溶液，使酸洗液中已成核的膠體粒子相互吸附長大，形成大顆粒雜質產 物。6.助長劑注入完畢后，經上述反應后得到的廢酸混合液經反應罐由廢酸泵引入緩 沖罐中，開動攪拌器，攪拌速度調至lOOr/min。7.廢酸混合液全部注入緩沖罐后，持續攪拌15min后，由廢酸泵引入沉積罐中。沉 積罐中上清液即為除硅后的廢酸液。該廢酸清液自沉積罐的上部溢流進入廢酸收集罐，與 沉積罐中的雜質沉積物分離，從而得到除硅后的廢酸清液。沉積罐底部的雜質沉積物經泵 送到壓濾機，擠壓后得到的廢酸清液送入廢酸收集罐中，擠壓后的濾餅由工廠處理。實施例2 本實施例中酸洗本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
一種低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法，其特征在于將酸洗液加熱至60 80℃后注入反應罐中，通過添加復合提純劑，使得酸洗液中的膠狀的、懸浮的含硅微小顆粒形成較大顆粒，經攪拌將反應罐中的混合液引入緩沖罐，沉積罐最終實現含硅雜質沉降分離；配制復合提純劑的方法為將成核劑和助長劑分別在不同容器中溶解，溶劑為蒸餾水或去離子水，先200 400r/min攪拌1 2h，再50 150r/min攪拌30 60min，成核劑溶液的質量分數為0.05％ 0.25％，助長劑溶液的質量分數為0.01％ 0.05％。2.根據權利要求1所述低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法，其特征在于添加的成核 劑是一種兩性離子型聚合物電解質，其平均分子量為10萬-100萬。3.根據權利要求1所述低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法，其特征在于添加的助長 劑是一種非離子型聚合物電解質，其平均分子量為800萬-2000萬。4.根據權利要求1所述低成本工業化提純酸洗鐵紅的方法，其特征在于使添加的成 核劑在酸洗液中的濃...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邵慧萍，韓繼征，陳存廣，孫長杰，羅驥，謝強，楊薇薇，邢紀萍，
申請(專利權)人：北京科技大學，中冶恒通冷軋技術有限公司，
類型：發明
國別省市：11