阅读说明：本技术 一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法 (Method for preparing ferric salt and iron oxyhydroxide from pickling waste liquid ) 是由 宋德生 吴勇基 侯汝龙 蓝立财 江仲厅 丁德才 肖晋宜 于 2021-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于环保技术领域,提供一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法,包括以下步骤：采用含酸洗废液为原料,与含单质铁物料进行置换反应,过滤得到高纯度的亚铁溶液；再将所述的亚铁溶液依次进行氧气氧化、过滤分离,获得铁盐产物及羟基氧化铁。本发明方法采用酸洗废液为原料制备铁盐、羟基氧化铁,不仅对危险废物得到资源化利用,而且达到以废治废、变废为宝的效果；本发明方法具有工艺简单、操作方便、成本费用低特点,容易实现工业化应用。(The invention belongs to the technical field of environmental protection, and provides a method for preparing ferric salt and hydroxyl ferric oxide from pickling waste liquid, which comprises the following steps: the method comprises the following steps of (1) performing a displacement reaction on acid-containing washing waste liquid serving as a raw material and a material containing simple substance iron, and filtering to obtain a high-purity ferrous solution; and then sequentially carrying out oxygen oxidation, filtration and separation on the ferrous solution to obtain an iron salt product and ferric oxyhydroxide. The method adopts the pickling waste liquid as the raw material to prepare the ferric salt and the ferric hydroxide, thereby not only realizing resource utilization of hazardous wastes, but also achieving the effects of treating wastes with processes of wastes against one another and changing wastes into valuables; the method has the characteristics of simple process, convenient operation and low cost, and is easy to realize industrial application.)

一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法。

背景技术

羟基氧化铁是一种重要的工业材料，在磁性材料、催化、颜料、陶瓷、橡胶、生物医疗、重金属脱除、污水处理等方面有广泛的用途，及其具有优越的应用前景。钢铁酸洗废液是在钢铁加工行业中，采用盐酸溶液清洗钢铁部件表面的氧化物所产生。酸洗废液的处理不当，不仅严重污染生态环境，而且造成了极大的资源浪费。

因此，开发一种利用酸洗废液生产铁盐、羟基氧化铁的工艺，具有重大的实用价值意义。本工艺不仅将酸洗废液危险废物得到了“减量化、资源化、无害化”的应用，还发展了以废治废、变废为宝的绿色循环经济。

现有技术中，羟基氧化铁的制备主要将Fe²⁺金属盐溶液和碱溶液混合，控制体系pH、温度，采用含氧的气体进行氧化，过滤、干燥可得到羟基氧化铁成品。上述方法虽能大批量、稳定地生产制备羟基氧化铁，但该方法采用碱溶液为原料调节溶液pH，引入盐分杂质、原料成本高；Fe²⁺沉淀的速度慢，耗时较长，反应效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的工艺方法，本发明采用含单质铁物料与酸性废液反应，得到高纯度亚铁溶液，在一定的条件下，进行氧气氧化，得到铁盐、羟基氧化铁。

本发明的技术方案为：

一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.向酸洗废液中加入含单质铁物料，得到高纯度的亚铁溶液。

在本发明一个实施方案中，向酸洗废液中加入含单质铁物料，含单质铁物料与酸洗废液中盐酸反应，降低溶液酸度，产生氯化亚铁，提高物料中铁的质量分数；随着原料中酸度的降低，含单质铁物料还会与物料中铜离子、镍离子、三价铁离子、六价铬离子等金属离子发生氧化还原反应，杂质金属离子被还原形成单质，同时三价铬离子在pH≥3时，也会形成氢氧化铬（Ⅲ）沉淀，经过滤，即可分离得到高纯度的亚铁溶液。该步骤主要作用为降低原料的杂质，提高质量及纯度。

S2.将所得高纯度的亚铁溶液，进一步进行氧气氧化、过滤分离，即可分别得到铁盐产物及羟基氧化铁。

在本发明一个实施例中，酸洗废液经单质铁置换除杂后的亚铁溶液，置于反应釜中，设置搅拌速度为100-1000r/min，反应温度为70-100℃、反应压力为0.07-0.3MPa、催化剂硝酸的加入量为物料质量的0.0-0.03%、反应时间为1-6h，反应结束后，经过滤分离，均能获得铁盐及羟基氧化铁产品。

本发明中，向酸洗废液中加入含单质铁物料，得到高纯度的亚铁溶液。一方面，物料中单质铁可以置换除去酸洗废液中的杂质金属离子，同时降低溶液中酸度，提高原料液中铁含量，并使得物料中重金属水解发生沉淀及除去；提高物料中铁的质量分数，减少杂质，进一步提高产品纯度。

将所得高纯度的亚铁溶液，进一步进行氧气氧化、过滤分离，即可分别得到铁盐产物及羟基氧化铁。该反应过程，反应速度快；无需加入碱溶液，降低生产成本；该工艺具有工艺简单，操作方便，易于工业化生产。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明方法采用酸洗废液为原料制备铁盐、羟基氧化铁，不仅对危险废物得到资源化利用，而且达到以废治废、变废为宝的效果；

（2）本发明先将酸洗废液进行置换除杂，同时避免使用碱溶液进行调节pH，一方面，可得纯度较高、质量较好的产品；另一方面，反应速度快，过程简单，原料成本低；

（3）本发明方法具有工艺简单、操作方便、成本费用低特点，容易实现工业化应用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

实施例1

一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法，包括以下步骤：

将1000g盐酸酸洗废液（Fe：8.68%，Fe²⁺：8.44%，HCl：4.73%）投入适量的还原铁粉，反应结束后，经过滤，获得1074g氯化亚铁溶液（Fe：14.96%，Fe²⁺：14.96%，HCl：0.01%），置于氧化反应釜中，调节搅拌速度为100r/min，反应温度为90℃，不加入催化剂，通入氧气，保持反应釜压力为0.15 MPa，反应时间4h，反应结束后，过滤，可得927g三氯化铁和85g羟基氧化铁（干基）。

实施例2

一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法，包括以下步骤：

将1000g盐酸酸洗废液（Fe：9.30%，Fe²⁺：8.90%，HCl：2.37%）投入适量的铁皮，反应结束后，经过滤，获得1039g氯化亚铁溶液（Fe：12.72%，Fe²⁺：12.72%，HCl：0.01%），置于氧化反应釜中，调节搅拌速度为500r/min，反应温度为75℃，加入催化剂硝酸0.5g，通入氧气，保持反应釜压力为0.3 MPa，反应时间3h,反应结束后，过滤，可得918g三氯化铁和70g羟基氧化铁（干基）。

实施例3

一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法，包括以下步骤：

将1000g盐酸酸洗废液（Fe：12.35%，Fe2+：11.55%，HCl：3.17%）投入适量的圈铁，反应结束后，经过滤，获得1040g氯化亚铁溶液（Fe：16.38%，Fe²⁺：16.38%，HCl：0.01%）置于氧化反应釜中，调节搅拌速度为600r/min，反应温度为70℃，通入氧气，保持反应釜压力为0.10MPa，反应时间5h,反应结束后，过滤，可得973.2g三氯化铁和90.3g羟基氧化铁（干基）。

实施例4

一种酸洗废液制备铁盐、羟基氧化铁的方法，包括以下步骤：

将1000g盐酸酸洗废液（Fe：7.88%，Fe2+：7.52%，HCl：1.48%）置于氧化反应釜中，调节搅拌速度为700r/min，反应温度为80℃，通入氧气，保持反应釜压力为0.09MPa，反应时间4h,反应结束后，过滤，可得983.9g三氯化铁和27.4g羟基氧化铁（干基）。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。