目前, 聚合硫酸鐵的生產一般以硫酸亞鐵和硫酸為原料, 先調節亞鐵和硫酸根的比例, 然后加入氧化劑將亞鐵氧化制得, 其中氧化方式分為直接氧化和催化氧化,直接氧化法利用Na Cl O3、KCl O3、H2O2等作為氧化劑將亞鐵直接氧化, 催化氧化法則以Na NO2、HNO3等為催化劑, 以氧氣為氧化劑進行氧化。以鋼鐵表面清除所得的氧化皮和電子廠清洗元件產生的廢硫酸為原料, 經過酸溶、氧化和過濾三個步驟制得液體聚合硫酸鐵, 研究酸溶階段的反應條件。為了便于快速獲得產品, 本試驗采用Na Cl O3直接氧化法。
氧化皮是鋼鐵在高溫下發生氧化作用而形成的腐蝕產物, 由氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵組成, 附著于鋼鐵表面。鋼鐵加工過程中, 氧化皮的存在會引起鍛件表面粗糙、鍛造能量消耗增加、鍛模磨損加快、對耐火磚起化學腐蝕等許多不良后果, 因此在大多工序前必須去除氧化皮。氧化皮的去除方法有噴砂法、酸洗法等, 得到的氧化皮鐵含量在60%~75%, 具有很大的利用價值。
試驗原料
廣東惠州某鋼鐵廠提供的氧化皮, 外觀為黑色片狀固體, 鐵含量74.5%, 其中三價鐵含量29.1%、二價鐵含量45.4%, 重金屬含量在0.000%~0.006%;廣東惠州某電子廠家清洗元件產生的廢硫酸, 外觀為白色透明液體, 硫酸濃度約為67%;工業固體氯酸鈉, 純度大于99.8%。
制備方法
取一定體積的廢硫酸與水混合配成溶液, 加入80 g氧化皮在60~80℃下攪拌3 h, 檢測溶解后的二價鐵含量, 稱取氧化所需的氯酸鈉固體。然后, 將溶液轉至60℃繼續攪拌, 分多次加入氯酸鈉, 1 h內加完, 再繼續攪拌1 h, 過濾, 制得紅棕色黏稠液體產品。
分析方法
按國家標準《水處理劑聚合硫酸鐵》 (GBT14591-2016) 所列試驗方法對所得液體產品進行檢測。
廢渣的后續利用
生產聚合硫酸鐵的過程中會產生少量固體廢渣, 其中含有未溶解的鐵氧化物和少量酸不溶物, 可以先集中收集, 再以30%濃度廢硫酸進行二次溶解并過濾, 濾液通過調節硫酸濃度后作為原料繼續使用。少量濾渣為酸不溶物, 不含有毒有害成分, 可以作為道路基料或制磚成分使用。
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