目前, 聚合硫酸鐵的生產(chǎn)一般以硫酸亞鐵和硫酸為原料, 先調節亞鐵和硫酸根的比例, 然后加入氧化劑將亞鐵氧化制得, 其中氧化方式分為直接氧化和催化氧化,直接氧化法利用Na Cl O3、KCl O3、H2O2等作為氧化劑將亞鐵直接氧化, 催化氧化法則以Na NO2、HNO3等為催化劑, 以氧氣為氧化劑進(jìn)行氧化。以鋼鐵表面清除所得的氧化皮和電子廠(chǎng)清洗元件產(chǎn)生的廢硫酸為原料, 經(jīng)過(guò)酸溶、氧化和過(guò)濾三個(gè)步驟制得液體聚合硫酸鐵, 研究酸溶階段的反應條件。為了便于快速獲得產(chǎn)品, 本試驗采用Na Cl O3直接氧化法。
氧化皮是鋼鐵在高溫下發(fā)生氧化作用而形成的腐蝕產(chǎn)物, 由氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵組成, 附著(zhù)于鋼鐵表面。鋼鐵加工過(guò)程中, 氧化皮的存在會(huì )引起鍛件表面粗糙、鍛造能量消耗增加、鍛模磨損加快、對耐火磚起化學(xué)腐蝕等許多不良后果, 因此在大多工序前必須去除氧化皮。氧化皮的去除方法有噴砂法、酸洗法等, 得到的氧化皮鐵含量在60%~75%, 具有很大的利用價(jià)值。
試驗原料
廣東惠州某鋼鐵廠(chǎng)提供的氧化皮, 外觀(guān)為黑色片狀固體, 鐵含量74.5%, 其中三價(jià)鐵含量29.1%、二價(jià)鐵含量45.4%, 重金屬含量在0.000%~0.006%;廣東惠州某電子廠(chǎng)家清洗元件產(chǎn)生的廢硫酸, 外觀(guān)為白色透明液體, 硫酸濃度約為67%;工業(yè)固體氯酸鈉, 純度大于99.8%。
制備方法
取一定體積的廢硫酸與水混合配成溶液, 加入80 g氧化皮在60~80℃下攪拌3 h, 檢測溶解后的二價(jià)鐵含量, 稱(chēng)取氧化所需的氯酸鈉固體。然后, 將溶液轉至60℃繼續攪拌, 分多次加入氯酸鈉, 1 h內加完, 再繼續攪拌1 h, 過(guò)濾, 制得紅棕色黏稠液體產(chǎn)品。
分析方法
按國家標準《水處理劑聚合硫酸鐵》 (GBT14591-2016) 所列試驗方法對所得液體產(chǎn)品進(jìn)行檢測。
廢渣的后續利用
生產(chǎn)聚合硫酸鐵的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生少量固體廢渣, 其中含有未溶解的鐵氧化物和少量酸不溶物, 可以先集中收集, 再以30%濃度廢硫酸進(jìn)行二次溶解并過(guò)濾, 濾液通過(guò)調節硫酸濃度后作為原料繼續使用。少量濾渣為酸不溶物, 不含有毒有害成分, 可以作為道路基料或制磚成分使用。
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