氧化铁红硫铵法
此法是近几年发展起来的。目的是把废液中的铁直接氧化成铁红,将硫酸制成硫铵化肥分别进行回收。可以分为直接铁红法和间接铁红法。2003年舒华在pH值5.5、温度80℃、常压下通空气22h采用直接通空气法,将Fe2+氧化为Fe3+。并试制出产品铁红粉,回收率为77%。
对于一般的钢铁企业而言,采用铁红-硫铵法处理钢材酸洗废水较为适宜。因为它处理量适中,投资较少,只要严格规范操作就能生产出合格铁红和硫铵,产生好的社会效益和经济效益。
1.硫酸废液中主要金属离子的分离提取
1.1Fe2+的分离提取
轧钢工序硫酸酸洗主要是清理普通碳结钢,所以废酸中主要含FeSO4,游离酸和水。该废酸可直接用于生产铁红、硫铵。薄板工序的酸洗工艺主要清理不锈钢板材,废酸中除含有Fe2+外,还含有Ni2+、Cr3+等金属离子,因此废酸无论是生产铁盐或铁红、硫铵都对产品或资粮有影响,甚至产生毒副作用。故在生产铁红、硫铵前必须予以分离Ni2+、Cr3+,否则废酸将无法治理。
废液的主要成分为FeSO4、NiSO4、Cr25(SO4)3等混合盐的溶液(它们以离子状态存在于体系中),其中FeSO4为主要成分。根据这三种盐的溶解度的差异,可将FeSO4的约78%分离出来。将废液在反应釜内浓缩至Be’=40度。冷却结晶,析出FeSO4.7H2O。该工艺不产生二次污染,而且能耗低,经试验结晶前后废酸及结晶物中各主要离子含量如下表。
1.2Cr3+的分离提取
在上述母液中加入NaOH,调节PH大于13,Ni2+和Fe2+离子分别以Ni(OH)2、Fe(OH)2形式沉淀。此时Cr3+以CrO2-的形式进入溶液,经过滤使其与体系分离。
溶液与沉淀物分离后,将溶液酸化至PH=6,形成Cr(OH)3沉淀,溶液达标后排放(将Na2SO4结晶析出)。Cr(OH)3经800煅烧得Cr2O3,Cr2O3可作为炼钢原料重新投入使用。
1.3Ni2+的分离提取
将前步所得Fe(OH)2和Ni(OH)2的沉淀物用稀硫酸进行溶解,再用氨水中和至PH=10-11,在常温条件下形成Fe(OH)2的二次沉淀,此时Ni2+不形成沉淀而以配离子的形式进入溶液,体系再次分离。分离出的Fe(OH)2用于生产铁红。含(NH4)SO4及Ni配离子的滤液加适量硫酸以使配离子解离,得NiSO4与(NH4)2SO4的溶解度远大于NiSO4,加热先析出NiSO4而(NH4)2SO4尚留在母液中,进一步蒸发可到(NH4)2SO4。硫酸镍作为化工原料,而硫酸铵可作为化肥出售。
用上述方法对钢厂酸洗废液进行治理,可将全部废物除去,生产出有价值的产品。该工艺消除了环境污染,且不产生二次污染,具有良好的环境和经济效益。
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