[发明专利]聚合氯化铁、利用废酸制备聚合氯化铁的方法及其应用

说明书

本申请公开了一种利用废酸制备聚合氯化铁的方法，包括如下步骤：S1、将硼酸与含氟废酸混合，搅拌反应后，制得氟硼酸溶液；S2、将氯化钾加入所述氟硼酸溶液中，搅拌反应后，进行过滤，固体物为氟硼酸钾，滤液为不含氟的盐酸溶液；S3、将所述不含氟的盐酸溶液与含铁废酸混合均匀后静置，取上清液；S4、将所述上清液、废盐酸、氯化亚铁、回用水混合均匀，制得混合液；S5、向所述混合液内充入氧气，搅拌反应后，制得所述聚合氯化铁。本申请所制得的聚合氯化铁可在净水剂领域应用。本申请利用含氟废酸制备聚合氯化铁，既可有效地除去含氟废酸中的氟，还制得中间产物氟硼酸钾，而且，本申请的反应条件温和，适合工业化生产。

技术领域

本申请涉及废酸处理技术领域，尤其是涉及聚合氯化铁、利用废酸制备聚合氯化铁的方法及其应用。

背景技术

在玻璃制品加工等处理工序中，需要使用氢氟酸或其它酸混合，进行表面处理，酸洗后产生大量的含氟废酸，含氟废酸中HF和HCl的浓度高，通常行业内的处理方法是过滤、加石灰中和、压滤等处理，目前处理含氟废酸的方法，只是单纯地处理了危废物，却忽视了含氟废酸资源的价值，并未充分利用含氟废酸，是对资源的一种浪费。在全球提倡节能降耗、发展低碳经济的时代，探索新的工艺将这些氟资源利用起来，再生产高附加值、有市场需求的产品是我们面临的一项迫切的任务。

发明内容

为了解决上述至少一种技术问题，开发一种利用含氟废酸制备具有市场需求的聚合氯化铁的工艺，本申请提供一种聚合氯化铁、利用废酸制备聚合氯化铁的方法及其应用，聚合氯化铁是一种污水处理中的混凝净水剂。

一方面，本申请提供的一种利用废酸制备聚合氯化铁的方法，包括如下步骤：

S1、将硼酸与含氟废酸按重量比为(8.4～9.3)：(97.2～104.4)混合，搅拌反应后，制得氟硼酸溶液；

S2、将氯化钾加入所述氟硼酸溶液中，搅拌反应后，进行过滤，固体物为氟硼酸钾，滤液为不含氟的盐酸溶液，所述不含氟的盐酸溶液中HCl的质量含量为8～10％；

S3、将所述不含氟的盐酸溶液与含铁废酸按重量比为(2.1～2.5)：(18.5～21)混合均匀后静置，取上清液；

S4、将所述上清液、废盐酸、氯化亚铁、回用水按重量比为(20.55～23.43)：(3.35～3.6)：(0.9～1.1)：(2～2.15)混合均匀，制得混合液；

S5、将所述混合液泵入反应釜中，向反应釜内充入氧气，搅拌反应后，制得所述聚合氯化铁。

通过采用上述技术方案，本申请利用含氟废酸制备聚合氯化铁，既可有效地除去含氟废酸中的氟，还制得中间产物氟硼酸钾；本申请在去除含氟废酸中的氟时，产生的不含氟的盐酸溶液用于制备聚合氯化铁，聚合氯化铁是一种常用的水处理剂；本申请变废为宝，反应条件温和，适合工业化生产。步骤S1中，硼酸与含氟废酸中的HF发生的反应如下：4HF+H₃BO₃——HBF₄+3H₂O，步骤S2中，氯化钾与氟硼酸溶液中的HBF₄发生的反应如下：HBF₄+KCl——KBF₄+HCl，步骤S3中，含铁废酸中的亚铁离子可以将不含氟的盐酸溶液中的重金属离子通过氧化还原反应生成沉淀物，通过以“废”制“废”，从而有效地去除不含氟的盐酸溶液中的重金属离子，步骤S5中生成聚合氯化铁的反应式如下：4FeCl₂+2(2-n)HCl+O₂——2Fe₃(OH)_nCl(6-n)+2(1-n)H₂O，式中：0≤n＜2。

可选的，所述步骤S1中，所述含氟废酸中HF的质量分数为9～11％，所述含氟废酸中HCl的质量分数为9～11％。

可选的，所述步骤S1中，所述硼酸与所述含氟废酸在温度为40～65℃，转速为200～400rpm的条件下搅拌20～30分钟。