[发明专利]一种包含锌和铁离子的酸洗废液后处理方法

说明书

本发明公开一种包含锌和铁离子的酸洗废液后处理方法。目前的酸洗废液喷雾焙烧法要在七百多度才能再生盐酸和产生出氧化铁，波里法在150℃和7个大气压下才能再生盐酸和产生出氧化铁。本发明采用的技术方案包括：离子交换树脂回收氯化锌、真空蒸发浓缩和加热氧化反应回收红色氧化铁、水热合成回收黑色氧化铁和再生盐酸，并控制氧化釜与水热合成釜内呈微负压。本发明实现了对包含锌、铁离子的酸洗废液在中温下回收高纯度的氯化锌、氧化铁和再生盐酸，能耗省、投资少、运行成本低，而且不会产生二次污染等有益效果。

技术领域

本发明属于酸洗废液处理领域，具体地说是一种针对包含锌和铁离子的酸洗废液后处理的方法，以及在此过程中回收氯化锌、氧化铁和再生的盐酸并循环用于酸洗废液后处理的方法。

背景技术

热镀锌行业产生的酸洗废液(通常被称为酸洗废液，简称WPL)主要是含有氯化亚铁的溶液。这类溶液通常是通过一种被称为高温热解的方法进行处置，在700-900℃时，酸洗废液被喷入到热的燃烧的气体中，二价铁氧化成三价铁，再经分解获得盐酸和氧化铁产品，用这个方法获得的盐酸浓度不会超过18％；除大型钢厂外，高能耗、高投资使得这个方法难以普遍为其它行业所用。

而另一个PORI流程(波里法)，也能从WPL中回收盐酸和氧化铁。该流程是一种非常规的湿法冶金方法，通过从氯化铁/氯化亚铁溶液中获得赤铁矿的沉淀，从而实现盐酸的再生。这个流程被分成两个主要的步骤：

1)氧化步骤：过量的水的蒸发和二价铁氧化成三价铁；

2)水解步骤：在水存在的情况下，氯化铁转化形成赤铁矿和盐酸。

在此流程的第一个步骤里(氧化步骤)，氯化亚铁的水溶液，比如废盐酸洗液，被氧化。反应方程式(1)为：

12FeCl₂(aq)+3O₂(g)＝8FeCl₃(aq)+2Fe₂O₃(s) (1)

这个氧化步骤反应发生在加压釜里：在150℃、7个大气压下，空气呈雾状喷入氯化亚铁溶液的同时生成了氯化铁和赤铁矿，这一步骤生成了赤铁矿总量的三分之一。

接下来的水解步骤在常压条件下，上面反应方程式(1)所生成的氯化铁转化电脑成盐酸和赤铁矿的反应方程式(2)：

2FeCl₃(aq)+3H₂O(l)＝6HCl(g)+Fe₂O₃(s) (2)

水解步骤中氯化铁溶液被泵入到另一个容器里，在常压下，温度被加热至～200℃。根据上述反应方程式(1)，FeCl₃完全地转换成气态的HCl和赤铁矿产品，其平均粒径在20-40μm。用这个方法获得的盐酸浓度可以达到30％，但这个方法不适合于除氯化铁外的含有其它氯化物盐类的溶液。另外，由于加压釜要在7个大气压下、150℃的温度下工作，加压釜耐腐蚀材质的价格也是贵的惊人；同样的，除大型钢厂外，也难以被其它行业所接受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种反应条件较温和、低设备成本的从包含锌、铁离子的酸洗废液中回收氯化锌、氧化铁和再生盐酸的方法。

为此，本发明采用的技术方案为：一种包含锌和铁离子的酸洗废液后处理方法，其包括步骤：

1)氯化锌回收

a)含锌和铁离子的酸洗废液通过对Zn²⁺有高选择性吸附的空载离子交换树脂，得Zn²⁺负载离子交换树脂和脱锌酸洗废液；

b)Zn²⁺负载离子交换树脂以水进行反洗锌，形成氯化锌，反洗后的树脂恢复成空载离子交换树脂，返回到步骤a)；