公布日：2024.12.13
申请日：2024.07.23
分类号：C01G49/08(2006.01)I;B01D53/68(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I;C02F1/52(2023.01)I
摘要
本发明涉及环保化工技术领域，具体为一种氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，通过将氯化亚铁废水代替氢氧化钠溶液打料至尾气喷淋塔吸收氯气，氯化亚铁和氯气反应后会生成三氯化铁，再将氯化亚铁溶液和三氯化铁溶液按一定比例混合均匀，使其二价铁和三价铁摩尔比为1：2，加氢氧化钠溶液中和使其ph为13左右，再通过搅拌、保温等条件，使其反应生成不含结晶水的四氧化三铁，改善中和渣沉淀过滤性能，干燥性能，减少了渣量，提升了渣的运输、冶炼经济性，同时也吸收了氯气尾气。
权利要求书
1.一种氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：具体包括如下步骤：S10：将氯化亚铁废水打至尾气吸收塔吸收氯气，吸收结束后，排出检测二价铁离子和三价铁离子浓度；S20：再检测未吸收过氯气的氯化亚铁废水二价铁离子和三价铁离子浓度；S30：计算氯化亚铁废水和吸收过氯气的氯化铁废水配比，加一定量的氯化亚铁废水和吸收过氯气的氯化铁废水至混合罐混合均匀；S40：将混合溶液排入中和搅拌罐，缓慢加入浓度为30％氢氧化钠溶液中和调节ph，使其ph为12-14；S50：排料进入保温罐，中和反应反应热将物料进行加热，做好保温，保温20小时；S60：保温结束后，将物料打入压滤机进行压滤，滤渣经水洗后再次压滤，滤液配制碱液后再次用于步骤S30中和；S70：烘干滤渣，将固体干燥至一定湿度，得到最终的产品Fe3O4，反应式为：2FeCl2+Cl2→2FeCl3FeCl2+2FeCl3+8NaOH→Fe3O4+8NaCl+4H2O。
2.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S10中的尾气吸收塔采用多级逆流吸收塔，且每一级均设置有喷淋系统。
3.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S20中未吸收过氯气的氯化亚铁废水二价铁离子和三价铁离子浓度的检测方法为离子色谱法。
4.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：所述离子色谱法的具体步骤为：S21进样：将氯化铁废水通过进样器被引入色谱柱中；S22离子交换：在色谱柱中，氯化铁废水中离子与固定相进行离子交换，实现离子的分离；S23检测：分离后的离子通过检测器进行检测，测定离子的浓度以确定混合物中各个离子的含量。
5.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S22中所述固定相采用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。
6.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S30中所述氯化亚铁废水加入量为4t，所述吸收过氯气的氯化铁废水加入量为7-10t，使二价铁和三价铁的摩尔比为1：2。
7.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S40中所述30％氢氧化钠溶液的加入方式为自动滴加控制，通过在线pH监测仪实时监测混合溶液的pH值，并根据监测结果自动调整氢氧化钠溶液的滴加速度，以确保混合溶液的pH值稳定在12-14之间。
8.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S50中所述加热和保温的温度为90-100℃，且保温的时间为15-25h。
9.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S60中所述压滤机为板框式压滤机，且所述板框式压滤机的施压范围为0.5-1.6MPa。
10.根据权利要求1的氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，其特征在于：步骤S70中所述烘干滤渣设备为热风循环烘箱，烘干的温度为90-110℃，烘干后滤渣的含水率为10％以下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，以解决上述背景技术中提出氢氧化亚铁废渣含有结晶水，铁含量低，拉运冶炼回收铁经济效益差，只能就近堆放的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种氯化亚铁废水联合氯气尾气处理方法，具体包括如下步骤：
S10：将氯化亚铁废水打至尾气吸收塔吸收氯气，吸收结束后，排出检测二价铁离子和三价铁离子浓度；
S20：再检测未吸收过氯气的氯化亚铁废水二价铁离子和三价铁离子浓度；
S30：计算氯化亚铁废水和吸收过氯气的氯化铁废水配比，加一定量的氯化亚铁废水和吸收过氯气的氯化铁废水至混合罐混合均匀；
S40：将混合溶液排入中和搅拌罐，缓慢加入浓度为30％氢氧化钠溶液中和调节ph，使其ph为12-14；
S50：排料进入保温罐，中和反应反应热将物料进行加热，做好保温，保温20小时；
S60：保温结束后，将物料打入压滤机进行压滤，滤渣经水洗后再次压滤，滤液配制碱液后再次用于步骤S30中和；
S70：烘干滤渣，将固体干燥至一定湿度，得到最终的产品Fe3O4，反应式为：
2FeCl2+Cl2→2FeCl3
FeCl2+2FeCl3+8NaOH→Fe3O4+8NaCl+4H2O。
作为优选，步骤S10中的尾气吸收塔采用多级逆流吸收塔，且每一级均设置有喷淋系统。
作为优选，步骤S20中未吸收过氯气的氯化亚铁废水二价铁离子和三价铁离子浓度的检测方法为离子色谱法。
作为优选，所述离子色谱法的具体步骤为：
S21进样：将氯化铁废水通过进样器被引入色谱柱中；
S22离子交换：在色谱柱中，氯化铁废水中离子与固定相进行离子交换，实现离子的分离；
S23检测：分离后的离子通过检测器进行检测，测定离子的浓度以确定混合物中各个离子的含量。
作为优选，步骤S22中所述固定相采用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。
作为优选，步骤S30中所述氯化亚铁废水加入量为4t，所述吸收过氯气的氯化铁废水加入量为7-10t，使二价铁和三价铁的摩尔比为1：2。
作为优选，步骤S40中所述30％氢氧化钠溶液的加入方式为自动滴加控制，通过在线pH监测仪实时监测混合溶液的pH值，并根据监测结果自动调整氢氧化钠溶液的滴加速度，以确保混合溶液的pH值稳定在12-14之间。
作为优选，步骤S50中所述加热和保温的温度为90-100℃，且保温的时间为15-25h。
作为优选，步骤S60中所述压滤机为板框式压滤机，且所述板框式压滤机的施压范围为0.5-1.6MPa。
作为优选，步骤S70中所述烘干滤渣设备为热风循环烘箱，烘干的温度为90-110℃，烘干后滤渣的含水率为10％以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)资源回收与利用：氯化亚铁废水原本是需要处理的废物，而本发明将其转化为有价值的资源，用于吸收氯气生成三氯化铁溶液。这不仅减少废物处理成本，还实现资源的有效回收和再利用。
(2)节能减排：相比传统的使用氢氧化钠溶液吸收氯气的方法，本发明方案避免大量氢氧化钠的消耗，降低原材料成本，同时减少生产过程中的能源消耗和二氧化碳排放，符合节能减排的环保要求。
(3)产物价值提升：通过控制氯化亚铁废水和三氯化铁溶液的混合比例，使二价铁和三价铁的摩尔比达到1：2，经过中和反应生成不含结晶水的四氧化三铁。四氧化三铁是一种重要的磁性材料，具有广泛的应用前景，如电子、磁记录、催化剂等领域。因此，本发明提高产物的价值，增加经济效益。
(4)废水处理效果优化：废水中含有的少量镍、铬、锰、钛、铝、钒等其它元素成分，在反应过程中会形成各自对应的氢氧化物、氧化物沉淀。这些沉淀物可以通过压滤等工艺进行分离和回收，进一步降低废水处理的难度和成本，提高废水处理效果。
(5)工艺简便易行：本发明方案的工艺流程相对简单，易于操作和控制。通过调节氯化亚铁废水和三氯化铁溶液的混合比例、氢氧化钠溶液的加入量等参数，可以方便地控制反应条件和产物质量。
综上所述，本发明方案通过利用氯化亚铁废水代替氢氧化钠溶液吸收氯气，不仅实现资源的回收和再利用，降低生产成本和能耗，还提高产物的价值和废水处理效果。因此，本发明具有显著的经济效益和环保效益。
（发明人：李建军;陈建立;李俊;黄海广;普红平;梁德志;罗金和;李品燕）
