氯化亞鐵廢酸液回收利用工藝研究.pdf

1、隨著國家電網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)等行業(yè)的迅猛發(fā)展，對鐵塔的需求日益劇增，鐵塔構(gòu)件進(jìn)行防腐處理前，常采用稀鹽酸清洗以去除其表面的疏松氧化層。該酸洗廢水Fe2+、Zn2+含量高，pH值低，有較強(qiáng)腐蝕性，目前尚未有經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。因此，回收利用酸洗廢液生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品越來越受到人們的重視。
　　針對某鐵塔鋼構(gòu)廠的氯化亞鐵廢酸液，在分析了其基本成分和性質(zhì)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種氯化亞鐵廢酸液回收利用的新工藝，該工藝主要包括降溫結(jié)晶法回收廢酸液制備氯

2、化亞鐵、氯化亞鐵制備氧化鐵黃晶種、鐵黃晶種的生長三個步驟。該工藝流程具有能量消耗低、生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量大、廢液資源化利用率高等優(yōu)點(diǎn)，成功將廢酸液“變廢為寶”。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)加熱濃縮-降溫結(jié)晶法回收制備氯化亞鐵，通過Aspen Plus軟件模擬和優(yōu)化，采用四效蒸發(fā)-降溫結(jié)晶法制備氯化亞鐵晶體，設(shè)置第一效蒸發(fā)器壓力5atm、汽化分率0.09;第二效蒸發(fā)器壓力3 atm、溫度143.65℃;第三效蒸發(fā)器壓力1 atm、

3、溫度113.95℃;第四效蒸發(fā)器壓力0.2 atm、溫度76.45℃;并通過結(jié)晶器降溫至25℃結(jié)晶，得到氯化亞鐵晶體。根據(jù)模擬結(jié)果，每蒸出1kg水，四效蒸發(fā)比直接加熱濃縮-降溫結(jié)晶法節(jié)約能量67.4％，大大提高了降溫結(jié)晶法回收廢酸液的能量利用效率。
　　(2)設(shè)計(jì)并制作了一種氧化鐵黃顏料制備的氣液固三相反應(yīng)器，并利用該反應(yīng)器開展了氧化鐵黃晶種制備、晶種生長的實(shí)驗(yàn)研究。首先，考察了溫度、壓力、初始Fe(OH)2濃度對鐵黃晶種生成速率

4、的影響，得到了鐵黃晶種生成速率的關(guān)系式。結(jié)果表明，常溫下，在三相反應(yīng)器內(nèi)，增加空氣流量、液相流量、原料液濃度及反應(yīng)壓力，降低Fe(OH)2膠體顆粒粒徑，均有利于氧化鐵黃晶種的生成。氣液固三相反應(yīng)器中，晶種制備的最佳工藝條件為:氣相流量V=700 L/h、液相流量L=70 L/h、初始pH=7.5、Fe(OH)2膠體顆粒700 nm、初始Fe(OH)2濃度C=0.2～0.6mol/L、反應(yīng)器壓力P=0.1～0.5MPa、反應(yīng)溫度20～30

5、℃。其次，將制得的晶種送入三相反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶種的長大，控制反應(yīng)溫度120℃，反應(yīng)壓力3atm，反應(yīng)15～25min后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥等處理后得到氧化鐵黃樣品，并通過SEM、XRD等技術(shù)對樣品進(jìn)行了分析和評價，所得氧化鐵黃顏料達(dá)到了我國化工行業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)設(shè)計(jì)并組裝了氧化鐵黃連續(xù)化生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置，考察了Fe(OH)2初始濃度和進(jìn)料流量對氧化鐵黃制備的影響，獲得了三塔串聯(lián)氧化鐵黃制備的最佳工藝條件:氫氧化亞鐵進(jìn)料流量20