一种钢铁酸洗废水综合利用方法

摘要

本发明涉及环保用药剂领域，具体关于一种钢铁酸洗废水综合利用方法；本发明的一种钢铁酸洗废水综合利用方法，本发明公布了一种钢铁酸洗废水综合利用方法，本方法不同于主流的焙烧法和中和法，本方法将钢盐酸酸洗废液这种典型的酸洗废液，作为制备聚合氯化铁的原材料，本方法使用一种重金属离子选择性吸附剂，将废液中含有的少量重金属离子除去，解决了产品中重金属残留的难题，为酸洗废液制备水质净化药剂出去了安全性障碍；本发明的盐酸酸洗废液制备水质净化药剂不仅成本低，而且属于废物资源化循环经济范畴，国家大力倡导。

权利要求

1.一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其具体制备方案如下：按照质量份数，先将800-1000份的钢铁酸洗废水除去油污，过滤，除去机械杂质，然后向废水中加入30-100份的吸附剂，常温搅拌后过滤出吸附剂，检测废水中的铁含量，然后加入5-40份的铁屑，控制溶液中铁含量为10%-16%，然后通入氯气10-30min，充分氧化亚铁离子，检测废水中的氢离子含量，再加入10-30份的浓盐酸，调节氢离子和铁的摩尔比为0.68-

1.00；完成后控温35-55℃，加入8-14份的磷酸铵，混合搅拌均匀后加入60-90份的碳酸氢钠和20-30份的氢氧化钙碱化剂，搅拌反应30-60min后即可得到聚合氯化铁絮凝剂;所述的吸附剂为一种重金属离子选择性吸附剂，其制备方法如下：按照质量份数，在反应釜中加入100份的聚合硅烷苯乙烯共聚材料，15-30份乙烯基丙基二硫醚，0.02-0.3份的乙烯基吡啶，0.5-1.8份氯铂酸，100-200份的正丁醇，60-72℃混合

2-5小时，蒸发，烘干，得到重金属离子选择性吸附剂;所述的聚合硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：在反应釜中，按重量份计，加入100份的苯乙烯、5-20份的二乙烯苯、1-10份的烯丙基二甲氧基硅烷，20-60份的甲苯，在80-90℃反应6-11h,烘干后，放入1000-1500份溶剂油,将甲苯抽提干净，烘干,得到聚合硅烷苯乙烯共聚材料。

2.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其特征在于：所述的钢铁酸洗废水为盐酸酸洗废水。

3.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其特征在于：所述的钢铁酸洗废水过滤采用耐腐蚀陶瓷过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其特征在于：所述的钢铁酸洗废水除去油污采用气浮油水分离设备。

说明书

一种钢铁酸洗废水综合利用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环保用药剂领域，尤其是一种钢铁酸洗废水综合利用方法。

背景技术

[0002] 工业酸清洗是目前清除钢材表面杂质、改善钢材表面性质使其易于再加工的钢规方法，钢铁酸洗废液作为一种危险废物，处理、处置困难，回收利用成本高，一种困扰着从业
者。

[0003] CN107456791A公开了一种酸洗废液渣沉淀系统，其包含滤网组件，滤网组件包括集废斗组件、滤网和滑块，滤网和集废斗组件固定于滑块上；集废斗组件包括斗底壁，斗底
壁设有透水槽，集废斗组件设有朝向废液流入入液口的开口。其中滤网为缓流防堵滤网，包
括不透水的板面，所述板面上设有凸起，所述凸起底部包括有不透水的滤面，所述滤面上设
有用于流体通过并过滤颗粒物的滤孔，所述滤孔为用于流体由下至上进行流动的竖直设
置，滤孔入口朝下设置。当待过滤的废液缓慢流动时，可以有效防止废液中的颗粒物堵塞滤
孔；采用该滤网的滤网组件和酸洗废液渣沉淀池其清洗维护成本较低，并且可以快速的对
酸洗废液进行过滤分离和沉淀。

[0004] CN105385851A公开了一种钢铁业酸洗废液处理方法。该发明包括以下步骤：1）分离铁：酸洗废液通入空气的同时，用氨水调节pH值到6，沉淀Fe(OH)3、过滤分离得到滤液和
Fe(OH)3沉淀；2）铬的分离：在步骤1）中最后所得的滤液中加入铬离子还原剂，使铬离子还
原到3价后，继续加入氨水调节pH值到10-12后过滤，回收氢氧化铬滤渣，滤液为镍氨络合
物；3）镍分子筛催化剂制备：4）聚合硫酸铁的制备。该发明实现酸洗废液的资源化，降低环
境污染，提高企业的产值，降低成本。

[0005] CN1041538C公开了一种处理酸洗废液的方法包括以下步骤：(a)向酸洗溶液内添加絮凝剂；(b)使酸洗溶液内至少某些二氧化硅开始絮凝；(c)再次向酸洗溶液内添加絮凝
剂；(d)使在步骤(b)内产生的含二氧化硅的絮凝物的粒径增长；(e)使用物理方法将步骤
(d)内产生的絮凝物同酸洗溶液分开。

[0006] 钢铁酸洗废水种含有大量的铁离子，亚铁离子，镍离子和盐酸，以及少量的铬离子等重金属离子，要无害化的处理这种废水，会花费大量的中和药剂和沉淀药剂，处理成本高
昂。

发明内容

[0007] 为了解决上述问题，本发明提供了一种钢铁酸洗废水综合利用方法。

[0008] 一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其具体制备方案如下：

[0009] 按照质量份数，先将800-1000份的钢铁酸洗废水除去油污，过滤，除去机械杂质，然后向废水中加入30-100份的吸附剂，常温搅拌后过滤出吸附剂，检测废水中的铁含量，然
后加入5-40份的铁屑，控制溶液中铁含量为10%-16%，然后通入氯气10-30min，充分氧化亚
铁离子，检测废水中的氢离子含量，再加入10-30份的浓盐酸，调节氢离子和铁的摩尔比为
0.68-1.00；完成后控温35-55℃，加入8-14份的磷酸铵，混合搅拌均匀后加入60-90份的碳
酸氢钠和20-30份的氢氧化钙碱化剂，搅拌反应30-60min后即可得到聚合氯化铁絮凝剂。

[0010] 所述的吸附剂为一种重金属离子选择性吸附剂，其制备方法如下：

[0011] 按照质量份数，在反应釜中加入100份的硅烷苯乙烯共聚材料，15-30份乙烯基丙基二硫醚，0.02-0.3份的乙烯基吡啶，0.5-1.8份氯铂酸，100-200份的正丁醇，60-72℃混合
2-5小时，蒸发，烘干，得到重金属离子选择性吸附剂。

[0012] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0013] 在反应釜中，按重量份计，加入100份的苯乙烯、5-20份的二乙烯苯、1-10份的烯丙基二甲氧基硅烷，2000-6000份的水，2-4份的过氧化苯甲酰，2-4份的聚乙烯醇，在80-90℃
反应6-11h,烘干后，放入1000-1500份溶剂油,将甲苯抽提干净，过滤，烘干,得到聚合硅烷
苯乙烯共聚材料，

[0014] 其反应机理为:硅烷苯乙烯共聚材料的二甲氧基硅烷与乙烯基丙基二硫醚，乙烯基吡啶分别发生硅氢加成反应,将二硫醚, 吡啶等官能团引入硅烷苯乙烯共聚材料中,赋
予其重金属离子选择性吸附的技术效果。部分反应示意如下:

[0015]

[0016]所述的钢铁酸洗废水为盐酸酸洗废水。

[0017] 所述的钢铁酸洗废水过滤采用耐腐蚀陶瓷过滤器。

[0018] 所述的钢铁酸洗废水除去油污采用气浮油水分离设备。

[0019] 所述的氯气采用釜底曝气方式，气体流量为60-80L/min。

[0020] 本发明的一种钢铁酸洗废水综合利用方法，本发明公布了一种钢铁酸洗废水综合利用方法，本方法不同于主流的焙烧法和中和法，本方法将钢盐酸酸洗废液这种典型的酸
洗废液，作为制备聚合氯化铁的原材料，本方法使用一种重金属离子选择性吸附剂，将废液
中含有的少量重金属离子除去，解决了产品中重金属残留的难题，为酸洗废液制备水质净
化药剂出去了安全性障碍；本发明的盐酸酸洗废液制备水质净化药剂不仅成本低，而且属
于废物资源化循环经济范畴，国家大力倡导。

附图说明

[0021] 图1为实施例1制备的重金属离子选择性吸附剂产品的傅里叶红外光谱图。

[0022] 由图1可知，在1605/1498/1451/1421cm-1附近存在苯环骨架的伸缩吸收峰，在1037cm-1附近存在硅氧单键的反对称伸缩吸收峰，在874cm-1附近存在硅碳的吸收峰，说明
-1
聚合硅烷苯乙烯共聚材料参与了反应；在694cm 附近存在碳硫单键的吸收峰，在3023/
2964cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰，说明乙烯基丙基二硫醚参与了反应；在986cm-1附近
存在碳氮单键的吸收峰，在1660cm-1附近存在碳氮双键的伸缩吸收峰，说明乙烯基吡啶参与
了反应；在1641cm-1附近无明显的碳碳双键吸收峰，说明双键均已参与反应。

具体实施方式

[0023] 下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：

[0024] 本实验取不同批次的酸洗废水进行试验，取样5g试验制备的聚合氯化铁用1.0mol/L的酸化澄清后的溶液测定重金属含量，用ICP检测滤液中重金属Pb、Ni、Cr离子含
量。

[0025] 实施例1

[0026] 一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其具体制备方案如下：

[0027] 先将800g钢铁酸洗废水除去油污，过滤，除去机械杂质，然后向废水中加入30g吸附剂，常温搅拌后过滤出吸附剂，检测废水中的铁含量，然后加入5g铁屑，控制溶液中铁含
量为10%，然后通入氯气10min，充分氧化亚铁离子，检测废水中的氢离子含量，再加入10g浓
盐酸，调节氢离子和铁的摩尔比为0.68；完成后控温35℃，加入8g磷酸铵，混合搅拌均匀后
加入60g碳酸氢钠和20g氢氧化钙碱化剂，搅拌反应30min后即可得到聚合氯化铁絮凝剂。

[0028] 在反应釜中加入100g的硅烷苯乙烯共聚材料，15g乙烯基丙基二硫醚，0.02g的乙烯基吡啶，0.5g氯铂酸，100g的正丁醇，60℃混合2小时，蒸发，烘干，得到重金属离子选择性
吸附剂。

[0029] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0030] 在反应釜中，加入100g的苯乙烯、5g的二乙烯苯、1g的烯丙基二甲氧基硅烷，20g的甲苯，在800℃反应6h,烘干后，放入1000g溶剂油,将甲苯抽提干净，烘干,得到聚合硅烷苯
乙烯共聚材料，

[0031] 所述的钢铁酸洗废水为盐酸酸洗废水。

[0032] 所述的钢铁酸洗废水过滤采用耐腐蚀陶瓷过滤器。

[0033] 所述的钢铁酸洗废水除去油污采用气浮油水分离设备。

[0034] 所述的氯气采用釜底曝气方式，气体流量为60L/min。

[0035] 本实验的钢铁酸洗废水重金属铅的含量为67.3mg/L，重金属镍的含量为96.6mg/L，重金属铬的含量为53.2mg/L，产品聚合氯化铁絮凝剂中的重金属铅的含量为0.8mg/L，重
金属镍的含量为0.4mg/L，重金属铬的含量为0.1mg/L。

[0036] 实施例2

[0037] 一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其具体制备方案如下：

[0038] 先将900g钢铁酸洗废水除去油污，过滤，除去机械杂质，然后向废水中加入70g吸附剂，常温搅拌后过滤出吸附剂，检测废水中的铁含量，然后加入5-40g铁屑，控制溶液中铁
含量为13%，然后通入氯气20min，充分氧化亚铁离子，检测废水中的氢离子含量，再加入10-
30g浓盐酸，调节氢离子和铁的摩尔比为0.83；完成后控温45℃，加入10g磷酸铵，混合搅拌
均匀后加入80g碳酸氢钠和25g氢氧化钙碱化剂，搅拌反应40min后即可得到聚合氯化铁絮
凝剂。

[0039] 所述的吸附剂为一种重金属离子选择性吸附剂，其制备方法如下：

[0040] 在反应釜中加入100g的硅烷苯乙烯共聚材料，18g乙烯基丙基二硫醚，0.09g的乙烯基吡啶，0.8g氯铂酸，115g的正丁醇，65℃混合3小时，蒸发，烘干，得到重金属离子选择性
吸附剂。

[0041] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0042] 在反应釜中，加入100g的苯乙烯、12g的二乙烯苯、7g的烯丙基二甲氧基硅烷，40g的甲苯，在85℃反应7h,烘干后，放入1200g溶剂油,将甲苯抽提干净，烘干,得到聚合硅烷苯
乙烯共聚材料，

[0043] 所述的钢铁酸洗废水为盐酸酸洗废水。

[0044] 所述的钢铁酸洗废水过滤采用耐腐蚀陶瓷过滤器。

[0045] 所述的钢铁酸洗废水除去油污采用气浮油水分离设备。

[0046] 所述的氯气采用釜底曝气方式，气体流量为70L/min。

[0047] 本实验的钢铁酸洗废水重金属铅的含量为71.6mg/L，重金属镍的含量为87.2mg/L，重金属铬的含量为62.4mg/L，产品聚合氯化铁絮凝剂中的重金属铅的含量为0.7mg/L，重
金属镍的含量为0.3mg/L，重金属铬的含量为0.1mg/L。

[0048] 实施例3

[0049] 一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其具体制备方案如下：

[0050] 先将1000g钢铁酸洗废水除去油污，过滤，除去机械杂质，然后向废水中加入100g吸附剂，常温搅拌后过滤出吸附剂，检测废水中的铁含量，然后加入40g铁屑，控制溶液中铁
含量为16%，然后通入氯气30min，充分氧化亚铁离子，检测废水中的氢离子含量，再加入30g
浓盐酸，调节氢离子和铁的摩尔比为1.00；完成后控温55℃，加入14g磷酸铵，混合搅拌均匀
后加入90g碳酸氢钠和30g氢氧化钙碱化剂，搅拌反应60min后即可得到聚合氯化铁絮凝剂。

[0051] 所述的吸附剂为一种重金属离子选择性吸附剂，其制备方法如下：

[0052] 在反应釜中加入100g的硅烷苯乙烯共聚材料，30g乙烯基丙基二硫醚，0.3g的乙烯基吡啶，1.8g氯铂酸，200g的正丁醇，72℃混合5小时，蒸发，烘干，得到重金属离子选择性吸
附剂。

[0053] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0054] 在反应釜中，加入100g的苯乙烯、20g的二乙烯苯、10g的烯丙基二甲氧基硅烷，60g的甲苯，在90℃反应11h,烘干后，放入1500g溶剂油,将甲苯抽提干净，烘干,得到聚合硅烷
苯乙烯共聚材料，

[0055] 所述的钢铁酸洗废水为盐酸酸洗废水。

[0056] 所述的钢铁酸洗废水过滤采用耐腐蚀陶瓷过滤器。

[0057] 所述的钢铁酸洗废水除去油污采用气浮油水分离设备。

[0058] 所述的氯气采用釜底曝气方式，气体流量为80L/min。

[0059] 本实验的钢铁酸洗废水重金属铅的含量为74.8mg/L，重金属镍的含量为92.7mg/L，重金属铬的含量为64.1mg/L，产品聚合氯化铁絮凝剂中的重金属铅的含量为0.4mg/L，重
金属镍的含量为0.1mg/L，重金属铬的含量为0.07mg/L。

[0060] 对比例1

[0061] 一种钢铁酸洗废水综合利用方法，其具体制备方案如下：

[0062] 先将800g钢铁酸洗废水除去油污，过滤，除去机械杂质，检测废水中的铁含量，然后加入5g铁屑，控制溶液中铁含量为10%，然后通入氯气10min，充分氧化亚铁离子，检测废
水中的氢离子含量，再加入10g浓盐酸，调节氢离子和铁的摩尔比为0.68；完成后控温35℃，
加入8g磷酸铵，混合搅拌均匀后加入60g碳酸氢钠和20g氢氧化钙碱化剂，搅拌反应30min后
即可得到聚合氯化铁絮凝剂。

[0063] 所述的吸附剂为分子筛

[0064] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0065] 所述的钢铁酸洗废水为盐酸酸洗废水。

[0066] 所述的钢铁酸洗废水过滤采用耐腐蚀陶瓷过滤器。

[0067] 所述的钢铁酸洗废水除去油污采用气浮油水分离设备。

[0068] 所述的氯气采用釜底曝气方式，气体流量为60L/min。

[0069] 本实验的钢铁酸洗废水重金属铅的含量为67.3mg/L，重金属镍的含量为96.6mg/L，重金属铬的含量为53.2mg/L，产品聚合氯化铁絮凝剂中的重金属铅的含量为63.1mg/L，
重金属镍的含量为77.4mg/L，重金属铬的含量为43.7mg/L。

[0070] 对比例2

[0071] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0072] 在反应釜中，加入100g的苯乙烯、5g的二乙烯苯、1g的烯丙基二甲氧基硅烷，20g的甲苯，在800℃反应6h,烘干后，放入1000g溶剂油,将甲苯抽提干净，烘干,得到聚合硅烷苯
乙烯共聚材料，

[0073] 其它同实施例1

[0074] 本实验的钢铁酸洗废水重金属铅的含量为67.3mg/L，重金属镍的含量为96.6mg/L，重金属铬的含量为53.2mg/L，产品聚合氯化铁絮凝剂中的重金属铅的含量为38.6mg/L，
重金属镍的含量为57.9mg/L，重金属铬的含量为22.7mg/L。

[0075] 对比例3

[0076] 所述的硅烷苯乙烯共聚材料制备方法如下：

[0077] 在反应釜中，加入100g的苯乙烯、5g的二乙烯苯、1g的烯丙基二甲氧基硅烷，20g的甲苯，在800℃反应6h,烘干后，放入1000g溶剂油,将甲苯抽提干净，烘干,得到聚合硅烷苯
乙烯共聚材料，

[0078] 其它同实施例1

[0079] 本实验的钢铁酸洗废水重金属铅的含量为67.3mg/L，重金属镍的含量为96.6mg/L，重金属铬的含量为53.2mg/L，产品聚合氯化铁絮凝剂中的重金属铅的含量为36.8mg/L，
重金属镍的含量为31.2mg/L，重金属铬的含量为16.7mg/L。