公布日：2024.12.13
申請日：2024.07.23
分類號：C01G49/08(2006.01)I;B01D53/68(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I;C02F1/52(2023.01)I
摘要
本發明涉及環保化工技術領域，具體為一種氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，通過將氯化亞鐵廢水代替氫氧化鈉溶液打料至尾氣噴淋塔吸收氯氣，氯化亞鐵和氯氣反應后會生成三氯化鐵，再將氯化亞鐵溶液和三氯化鐵溶液按一定比例混合均勻，使其二價鐵和三價鐵摩爾比為1：2，加氫氧化鈉溶液中和使其ph為13左右，再通過攪拌、保溫等條件，使其反應生成不含結晶水的四氧化三鐵，改善中和渣沉淀過濾性能，干燥性能，減少了渣量，提升了渣的運輸、冶煉經濟性，同時也吸收了氯氣尾氣。
權利要求書
1.一種氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：具體包括如下步驟：S10：將氯化亞鐵廢水打至尾氣吸收塔吸收氯氣，吸收結束后，排出檢測二價鐵離子和三價鐵離子濃度；S20：再檢測未吸收過氯氣的氯化亞鐵廢水二價鐵離子和三價鐵離子濃度；S30：計算氯化亞鐵廢水和吸收過氯氣的氯化鐵廢水配比，加一定量的氯化亞鐵廢水和吸收過氯氣的氯化鐵廢水至混合罐混合均勻；S40：將混合溶液排入中和攪拌罐，緩慢加入濃度為30％氫氧化鈉溶液中和調節ph，使其ph為12-14；S50：排料進入保溫罐，中和反應反應熱將物料進行加熱，做好保溫，保溫20小時；S60：保溫結束后，將物料打入壓濾機進行壓濾，濾渣經水洗后再次壓濾，濾液配制堿液后再次用于步驟S30中和；S70：烘干濾渣，將固體干燥至一定濕度，得到最終的產品Fe3O4，反應式為：2FeCl2+Cl2→2FeCl3FeCl2+2FeCl3+8NaOH→Fe3O4+8NaCl+4H2O。
2.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S10中的尾氣吸收塔采用多級逆流吸收塔，且每一級均設置有噴淋系統。
3.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S20中未吸收過氯氣的氯化亞鐵廢水二價鐵離子和三價鐵離子濃度的檢測方法為離子色譜法。
4.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：所述離子色譜法的具體步驟為：S21進樣：將氯化鐵廢水通過進樣器被引入色譜柱中；S22離子交換：在色譜柱中，氯化鐵廢水中離子與固定相進行離子交換，實現離子的分離；S23檢測：分離后的離子通過檢測器進行檢測，測定離子的濃度以確定混合物中各個離子的含量。
5.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S22中所述固定相采用陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂。
6.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S30中所述氯化亞鐵廢水加入量為4t，所述吸收過氯氣的氯化鐵廢水加入量為7-10t，使二價鐵和三價鐵的摩爾比為1：2。
7.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S40中所述30％氫氧化鈉溶液的加入方式為自動滴加控制，通過在線pH監測儀實時監測混合溶液的pH值，并根據監測結果自動調整氫氧化鈉溶液的滴加速度，以確保混合溶液的pH值穩定在12-14之間。
8.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S50中所述加熱和保溫的溫度為90-100℃，且保溫的時間為15-25h。
9.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S60中所述壓濾機為板框式壓濾機，且所述板框式壓濾機的施壓范圍為0.5-1.6MPa。
10.根據權利要求1的氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，其特征在于：步驟S70中所述烘干濾渣設備為熱風循環烘箱，烘干的溫度為90-110℃，烘干后濾渣的含水率為10％以下。
發明內容
本發明的目的在于提供一種氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，以解決上述背景技術中提出氫氧化亞鐵廢渣含有結晶水，鐵含量低，拉運冶煉回收鐵經濟效益差，只能就近堆放的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種氯化亞鐵廢水聯合氯氣尾氣處理方法，具體包括如下步驟：
S10：將氯化亞鐵廢水打至尾氣吸收塔吸收氯氣，吸收結束后，排出檢測二價鐵離子和三價鐵離子濃度；
S20：再檢測未吸收過氯氣的氯化亞鐵廢水二價鐵離子和三價鐵離子濃度；
S30：計算氯化亞鐵廢水和吸收過氯氣的氯化鐵廢水配比，加一定量的氯化亞鐵廢水和吸收過氯氣的氯化鐵廢水至混合罐混合均勻；
S40：將混合溶液排入中和攪拌罐，緩慢加入濃度為30％氫氧化鈉溶液中和調節ph，使其ph為12-14；
S50：排料進入保溫罐，中和反應反應熱將物料進行加熱，做好保溫，保溫20小時；
S60：保溫結束后，將物料打入壓濾機進行壓濾，濾渣經水洗后再次壓濾，濾液配制堿液后再次用于步驟S30中和；
S70：烘干濾渣，將固體干燥至一定濕度，得到最終的產品Fe3O4，反應式為：
2FeCl2+Cl2→2FeCl3
FeCl2+2FeCl3+8NaOH→Fe3O4+8NaCl+4H2O。
作為優選，步驟S10中的尾氣吸收塔采用多級逆流吸收塔，且每一級均設置有噴淋系統。
作為優選，步驟S20中未吸收過氯氣的氯化亞鐵廢水二價鐵離子和三價鐵離子濃度的檢測方法為離子色譜法。
作為優選，所述離子色譜法的具體步驟為：
S21進樣：將氯化鐵廢水通過進樣器被引入色譜柱中；
S22離子交換：在色譜柱中，氯化鐵廢水中離子與固定相進行離子交換，實現離子的分離；
S23檢測：分離后的離子通過檢測器進行檢測，測定離子的濃度以確定混合物中各個離子的含量。
作為優選，步驟S22中所述固定相采用陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂。
作為優選，步驟S30中所述氯化亞鐵廢水加入量為4t，所述吸收過氯氣的氯化鐵廢水加入量為7-10t，使二價鐵和三價鐵的摩爾比為1：2。
作為優選，步驟S40中所述30％氫氧化鈉溶液的加入方式為自動滴加控制，通過在線pH監測儀實時監測混合溶液的pH值，并根據監測結果自動調整氫氧化鈉溶液的滴加速度，以確保混合溶液的pH值穩定在12-14之間。
作為優選，步驟S50中所述加熱和保溫的溫度為90-100℃，且保溫的時間為15-25h。
作為優選，步驟S60中所述壓濾機為板框式壓濾機，且所述板框式壓濾機的施壓范圍為0.5-1.6MPa。
作為優選，步驟S70中所述烘干濾渣設備為熱風循環烘箱，烘干的溫度為90-110℃，烘干后濾渣的含水率為10％以下。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
(1)資源回收與利用：氯化亞鐵廢水原本是需要處理的廢物，而本發明將其轉化為有價值的資源，用于吸收氯氣生成三氯化鐵溶液。這不僅減少廢物處理成本，還實現資源的有效回收和再利用。
(2)節能減排：相比傳統的使用氫氧化鈉溶液吸收氯氣的方法，本發明方案避免大量氫氧化鈉的消耗，降低原材料成本，同時減少生產過程中的能源消耗和二氧化碳排放，符合節能減排的環保要求。
(3)產物價值提升：通過控制氯化亞鐵廢水和三氯化鐵溶液的混合比例，使二價鐵和三價鐵的摩爾比達到1：2，經過中和反應生成不含結晶水的四氧化三鐵。四氧化三鐵是一種重要的磁性材料，具有廣泛的應用前景，如電子、磁記錄、催化劑等領域。因此，本發明提高產物的價值，增加經濟效益。
(4)廢水處理效果優化：廢水中含有的少量鎳、鉻、錳、鈦、鋁、釩等其它元素成分，在反應過程中會形成各自對應的氫氧化物、氧化物沉淀。這些沉淀物可以通過壓濾等工藝進行分離和回收，進一步降低廢水處理的難度和成本，提高廢水處理效果。
(5)工藝簡便易行：本發明方案的工藝流程相對簡單，易于操作和控制。通過調節氯化亞鐵廢水和三氯化鐵溶液的混合比例、氫氧化鈉溶液的加入量等參數，可以方便地控制反應條件和產物質量。
綜上所述，本發明方案通過利用氯化亞鐵廢水代替氫氧化鈉溶液吸收氯氣，不僅實現資源的回收和再利用，降低生產成本和能耗，還提高產物的價值和廢水處理效果。因此，本發明具有顯著的經濟效益和環保效益。
（發明人：李建軍;陳建立;李俊;黃海廣;普紅平;梁德志;羅金和;李品燕）
