[发明专利]无缝钢管酸洗废液制备聚合氯化铁系混凝剂的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水处理剂的制备方法，尤其涉及无缝钢管酸洗废液制备聚合氯化铁系混凝剂的生产工艺。

背景技术

无缝钢管在加工过程中需进行脱脂、水洗、酸洗、水洗、二次酸洗、中和、钝化、水洗等一系列化学处理工艺；其中酸洗常采用价格便宜的盐酸，在酸洗过程中，盐酸洗液中的盐酸不断被消耗，同时其中的二价铁离子也在不断随着盐酸的消耗而增加，由此而产生大量含铁酸洗废液，其组成一般含氯化亚铁10％～14％，氯化氢为3％～5％；一般每洗涤50吨无缝钢管排放一吨含铁废酸液，若按年产30万吨无缝钢管计，则有约6000吨以上高浓度含铁盐酸废液产生；再加上电镀行业，钢板加工行业等产生的废酸液，估计总量在10000吨以上。对于这种高浓度的含铁废酸液，如不经适当的处理，将会严重污染环境，因此废酸液处理技术也是一项重要的任务。目前尚未找到经济、环保、实用的处理方法，随着我国环境保护法严格实施，废酸液的处理排放已严重制约着钢管产业的健康、持续发展。如能将这些废酸有效回收或再生利用，生产有价值的产品，不但可以减少环境污染，同时可以减少资源的浪费，将是一件利国利民的好事。

聚合氯化铁是一种高分子无机物，对水质的净化效果好。不仅具有安全无生物毒性，而且形成的矾花大结构密实、用量少、沉降快，污泥脱水性好等优点，尤其对于处理低温、低浊度废水有优势。可广泛用于地下水净化、印染、造纸、洗煤、食品、制革工业废水和城市生活污水的处理，对水中各种有害元素都有较高的脱除率，是一种综合性能俱佳的水处理剂产品，市场前景广阔。

由于酸洗废液含有一定量可循环利用的铁离子和盐酸,因此是一种制备聚合氯化铁混凝剂的理想原料，如利用含铁废酸液，通过一系列化学反应转化制备聚合铁系水处理用混凝剂，从而达到含铁废酸液资源化利用，变废为宝，既保护了环境，又增加了经济效益，也带动地方经济的发展。

三氯异氰尿酸又称三氯-均三嗪2，4，6(1H，3H，5H)三酮是一种极强的氧化剂和氯化剂，具有杀菌、漂白和消毒作用，对细菌、病毒、真菌、芽孢等都有杀灭作用。

中国专利文件CN1266889A公开了以盐酸钢铁酸洗废液作为主要生产原料，采用稳定、氧化方法制备高浓度稳定化聚合氯化铁混凝剂及其生产工艺，根据盐酸酸洗废液游离酸含量及含铁量，采用铁屑溶解调整总铁含量，然后引入适量的聚合稳定剂，在稳定剂与铁盐溶液充分反应后，再加入聚合氧化剂进行氧化聚合反应并以盐酸调节碱化度，最终得到高浓度稳定性聚合氯化铁絮凝剂。但是，该工艺使用大量的氯酸盐，而氯酸盐还原后变为盐酸盐，增加了体系含盐量。中国专利文件CN101462776A公开了一种聚合氯化铁的制备方法，将含铁酸洗液或废盐酸置于反应釜装置中，同时加入铁粉或铁屑，酸与铁发生放热反应产生的热能对物料预加热，然后加入催化剂并通入氧气，再开启循环泵，使反应液循环3－5小时，待聚合反应完全；将反应液转入沉淀槽沉淀或以过滤方式对产品进行分离和富集。但是，该方法采用氧气作氧化剂制备聚合氯化铁，反应时间长，需加非环境友好型催化剂-亚硝酸钠或钾，会产生二次污染。中国专利文件CN1789147A公开了一种用酸洗废液制备聚合氯化铁的方法，具体为：将盐酸酸洗废液，浓硝酸和浓盐酸加入耐腐蚀的反应器中，在1.0～3.0个标准大气压和持续通氧的条件下，控制温度在50～120℃，反应40～90分钟，制得聚合氯化铁产品。但是，该方法需锅炉加热至90-95℃，耗能大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用无缝钢管酸洗废液，在常温常压下制备聚合氯化铁系混凝剂的方法。

本法明以无缝钢管酸洗废液为原料，采用分步氧化方式，即初始阶段采用空气或氧气氧化、硝酸作催化剂，并控制空气或氧气通气量；后期采用三氯异氰尿酸氧化剂进行氧化；并采用异丙醇胺为稳定剂，在常温常压下制备聚合氯化铁系混凝剂。本发明方法节能环保，制备的产品铁含量达11.6wt％以上，盐基度16.8％，稳定性好，具有较好的净水效果。对模拟废水及城市生活废水进行处理试验，浊度去除率均达90.0％以上。

本发明的技术方案如下：

一种无缝钢管酸洗废液制备聚合氯化铁系混凝剂的生产工艺，包括步骤如下：

(1)将无缝钢管酸洗废液过滤后，用盐酸调节废液中HCl含量为7～15wt％，室温下通入空气或氧气，加入催化剂，室温下反应4～8h；

(2)加入三氯异氰尿酸，继续反应1～5h，然后加入稳定剂，过滤，滤液即为聚合氯化铁系混凝剂。

根据本发明，优选的，步骤(1)中用盐酸调节废液中HCl含量为8～12wt％；