钢件酸洗废盐酸氧气催化氧化制取氯化铁试验研究

收稿日期:2006-08-10基金项目:国家993计划项目资助(2004CB619108)。

作者简介:林永增(1972-),男,上海人,博士研究生。

轧钢酸洗废液制备聚合氯化铁的工艺条件研究Proce ss Study on Poly Ferric Chloride From Steel Rolling Acid Waste林永增1,2　王国栋1　刘相华1　张　雷2(1.东北大学材料与冶金学院　沈阳　110004);(2.上海宝钢股份有限公司　上海　200431)摘要　利用轧钢酸洗废液制备出一种新型高效的无机高分子絮凝剂-聚合氯化铁,进行了合成条件研究。

研究结果表明利用酸洗废液制备聚合氯化铁的反应条件:反应温度控制在常温,废液中二价铁与氧化剂氯酸钠的物质的量的比为1∶0108,每100mL 酸洗废液加入17mL 浓盐酸,反应时间在5min 。

所制得的聚合氯化铁产品,总铁含量大于40%,盐基度为5817%,密度为113g/mL 。

关键词　轧钢　酸洗废酸　聚合氯化铁　制备Abstract One new inorganic poly ferric chloride was prepared from steel rolling acid waste in lab..The results showed that the optimum synthetic conditions were :reaction temperature was controlled at room ,mass proportion of Fe 2+in acid waste and oxidant NaClO 3was 1∶0108,volume of HCl adding in 100mL acid waste was 17mL and reaction time was 5min.The total iron of the prepared PFC is bigger than 40%,the average basicity is 5817%and the density is 113g/mL.Key words Steel Rolling Acid Waste Poly Ferric Chloride Preparation 无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统铝盐、铁盐基础发展起来的一种新型水处理药剂,与传统的水处理药剂相比,它可以提高混凝效能且适应性强,价格相应较低,因而得到广泛应用[1]。

2018年7月m itJournal of Green Science and Technology第14期盐酸酸洗废液综合处理制备液态氯化铁的研究刘月月、陈杰2,张震斌3(1.辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121001;2.辽宁工业大学研究生学院，辽宁锦州121001;3,辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121001)摘要：指出了酸洗废液是金属锻造过程中经常产生的金属废弃液，其中含有大量盐（硫）酸和重金属离子，为满足生产工艺的要求，工厂需更新外排，但直接排放或经简单地酸碱中和处理会造成严重的环境污染。

研究了以酸洗废液、废氧化铁皮为原料，双氧水为氧化剂，最终制备了高纯度三氯化铁（FeCl3)絮凝剂的方案，并对产品质量进行了表征。

关键词：酸洗废液；环保；制备；三氯化铁；絮凝剂中图分类号：X703 文献标识码：A1引言酸作为一种清洗剂在冶金、机械及金属制品加工等 行业得到广泛应用[1]。

常用的酸洗液有硫酸酸洗液，盐酸酸洗液，因浓硫酸有强烈的刺激和腐蚀作用，属危险 化学品，如有操作不当便会造成人身伤害，而相同条件 下盐酸对铸铁件表面的清洗能力远大于硫酸，高效且安 全[2]，故近年来工厂多用盐酸酸洗液[3]。

当酸洗液中酸 的浓度降低到一定程度时，其清洗、除镑效果显著下降 而成为废酸液（或称酸洗废液）。

酸洗废液酸性强[4]并 含有大量铁离子(Fe3+、Fe2+)，被列为危废进行管理，如 不妥善处理会造成严重的环境污染及资源浪费[5]。

膜 技术[s’7]、渗析技术™和蒸酸技术[9]是有效的废酸再生 技术；中和沉淀技术[1°~12]、析晶技术[13]、离子交换技术[14]是有效的金属回收技术[15]。

但是各种技术都有其文章编号：1674-9944(2018)14-0170-03优点和缺点，单纯回收酸洗废液中的酸或金属盐，都会 造成其他有用成分的浪费。

综合比较下本文研究了以 锦州北方铁道机车车辆配件制造有限公司的盐酸酸洗 废液为原料处理生产三氯化铁（FeCl3)絮凝剂[16’17]的工 艺，以下为具体工艺介绍。

区域治理CASE轧钢酸洗废液制备聚合氯化铁的工艺条件研究本钢板材股份有限公司冷轧总厂 关庆芳摘要：随着技术水平不断提高，轧钢酸洗液的利用在技术层面上有了更多的用处，通过轧钢酸洗液作用，制成新型化高效的无机高分子絮凝剂，形成聚合氯化铁，在这一过程中，实现合成条件的有效研究。

结合研究结果可以知道，通过这一反应因素引导，设置相应的反应条件，将生成反应需要的温度控制在常温状态中，处于废液中的相应物质产生的量比显示为1:0.08，通常情况下这一反应物质是二价铁以及氧化剂氯酸钠,在每100ml中的酸洗废液中增加17ml浓盐酸，反应时间基本控制在5分钟。

通过这一实验获得聚合氯化铁产品，其中铁的含量超过40%，盐基度显示为58.7%，物质存在的密度显示为1.3g/ml。

关键词：轧钢酸洗废液；聚合氯化铁；工艺条件中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）51-0100-0001在工业生产中，对钢材进行深加工，一般情况下清洗钢材表面需要使用的物质主要是盐酸或是硫酸。

这一过程中金属表面整体整洁度以及金属表面结构的改善具有重要作用，在经过这一步骤之后产生的废液物质就是研究所说的酸洗废液。

一、在聚合氯化铁制备过程中应用的反应机理概述在整体反应过程中应用的主要反应是氧化反应，通过强氧化剂的作用影响，FeCl2会在较短的时间内生成FeCl3；在经过水解反应之后，其将氧化反应作为基础，在氧化过程中会生成Fe3+以及OH-产生水解反应之后，逐渐生成状态为溶解态的聚合铁离子；这一过程中的聚合反应是整体反应中产生的最终反应，Fe2+会在强氧化剂作用影响下被完全氧化成为Fe3+，与此同时，会生成比较强烈的聚合反应。

氧化剂的使用主要是NaClO3[1]。

二、实验步骤概述首先获得100Mml的酸洗废液，将其放置于烧杯中，烧杯需要置于磁力加热搅拌器中，这一过程中加入一定量的固体氯酸钠，在反应完全之后，使用相应浓度的碱调节酸碱值，设置一定时间之后，获得聚合氯化铁。

钢件酸洗废盐酸氧气催化氧化制取氯化铁试验研究发布时间：2022-05-04T12:47:48.269Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷1期作者：王昌鑫刘璇李洪瑞郝彦龙刘琦[导读] 文章对某化工厂钢件酸洗废盐酸进行试验研究王昌鑫刘璇李洪瑞郝彦龙刘琦北方工程设计研究院有限公司摘要：文章对某化工厂钢件酸洗废盐酸进行试验研究，采用亚硝酸钠催化+氧气氧化工艺进行处理，结果发现“氧气+亚硝酸钠催化氧化”技术具有较好的处理效果，可将废盐酸中的氯化亚铁高效的转化为氯化铁。

在氧气流量3.5L/min、亚硝酸钠投加量0.348mol/L、反应温度为常温的反应条件下，催化氧化6h后，废盐酸中的氯化亚铁已几乎完全转化为氯化铁。

关键词：钢件酸洗废盐酸，亚硝酸钠，氧气，催化氧化，铁在钢铁加工行业中为了清除钢材表面氧化铁皮，使用盐酸进行酸洗，酸洗过程中会产生大量的盐酸酸洗废液，如果不加以合理处置，会对环境造成严重的污染。

此外，废盐酸属于危险废物，必须经过严格的处理才能够达标排放，吨处理成本数百元，并且产生大量的污泥。

送有资质的单位处理则费用昂贵。

三氯化铁是一种良好的无机絮凝剂，广泛用于工业用水、废水、污水处理。

目前，三氯化铁的生产方法主要是亚铁盐氧化法。

而在钢铁酸洗废液中有残酸和FeC I2，可以用来制取三氯化铁，其转化工艺较简单，易于实现废酸的综合利用。

本实验以某工厂钢件酸洗废盐酸为原料，主要含盐酸、氯化亚铁、氯化铁等污染物。

酸度大，Fe2+含量高，Fe3+含量少。

为了达到环境保护的要求，同时节约处理成本，本实验利用钢件酸洗废盐酸的特性制取氯化铁。

既解决了环保问题，还产生一定的经济效益，为日后工厂利用废盐酸制备氯化铁提供理论支撑。

1实验水质及检测方法1.1钢件酸洗废盐酸基本水质钢件酸洗废盐酸水质见表13.5废盐酸感官特征的变化催化氧化反应之前，钢件酸洗废盐酸呈现很深的墨绿色，反应3h之前溶液依然呈现墨绿色；3h以后，溶液颜色逐渐开始呈现棕红色；等到反应5h后，呈现出明显的棕黄色。

一、实验目的1. 了解铁锈的形成原因及成分。

2. 掌握使用稀盐酸除锈的原理及方法。

3. 通过实验验证铁锈与稀盐酸的反应。

二、实验原理铁锈是铁与氧气、水等物质发生化学反应生成的氧化物，主要成分是氧化铁（Fe2O3）。

氧化铁能与稀盐酸发生反应，生成氯化铁（FeCl3）和水（H2O）。

反应方程式如下：Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O三、实验材料1. 铁制品（如铁钉、铁片等）2. 稀盐酸（浓度约为1mol/L）3. 烧杯4. 玻璃棒5. 滤纸6. 水槽7. 试管8. 烧瓶9. 滴管四、实验步骤1. 将铁制品用砂纸打磨干净，去除表面的锈层。

2. 在烧杯中加入适量的稀盐酸，用玻璃棒搅拌均匀。

3. 将打磨干净的铁制品放入烧杯中，观察铁锈逐渐溶解的过程。

4. 待铁锈完全溶解后，用滤纸过滤溶液，得到澄清的氯化铁溶液。

5. 将澄清的氯化铁溶液倒入试管中，观察溶液的颜色变化。

6. 用滴管将氯化铁溶液滴入烧瓶中，观察溶液与水反应的现象。

五、实验现象及结果1. 铁制品表面的铁锈逐渐溶解，溶液变为黄色。

2. 滤纸过滤后，得到澄清的氯化铁溶液。

3. 将氯化铁溶液滴入烧瓶中，溶液与水反应，生成红褐色沉淀。

六、实验结论1. 铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸发生反应生成氯化铁和水。

2. 通过实验验证了铁锈与稀盐酸的反应原理。

七、实验讨论1. 实验过程中，铁锈溶解速度与稀盐酸的浓度有关，浓度越高，溶解速度越快。

2. 在实验过程中，应注意安全操作，避免盐酸溅入眼睛或皮肤。

3. 铁制品在潮湿环境中容易生锈，可通过涂抹防锈油、涂漆等方法进行防护。

八、实验总结本次实验成功验证了铁锈与稀盐酸的反应原理，加深了对金属锈蚀及防护方法的认识。

在实验过程中，同学们积极参与，认真操作，取得了良好的实验效果。

同时，实验也提醒我们在日常生活中注意金属制品的保养，延长其使用寿命。

利用酸洗废液制备聚合氯化铁的实验研究鲁秀国;黄林长;段建菊;杨凌焱【摘要】Polymeric ferric chloride (PFC)was prepared from the hydrochloric acid pickling waste liquid in this study. The source and treatment method of pickling waste liquid were explored. PFC was synthesized by oxida-tion,hydrolysis and polymerization. The final products were measured to possess the following indexes:the pH (1%solution)is about 2.4;the ferrous content is less than 1.0%,the ferric content(Iron(III) oxide) is 15.4%;the basicity is about 12.3%. The related factors and reaction mechanism of the reaction were discussed as well.%利用盐酸酸洗废液为原料来制备聚合氯化铁(PFC).阐述了当前酸洗废液的来源和处理方法.经过氧化、水解和聚合得到聚合氯化铁.经检验,产品的pH(1%溶液)为2.4,亚铁含量≤1%,总铁(Fe2O3)15.4%,盐基度约12.3%.讨论了影响反应的相关因素和反应机理.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】6页(P45-50)【关键词】酸洗废液;聚合氯化铁;转化率【作者】鲁秀国;黄林长;段建菊;杨凌焱【作者单位】华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013;华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013;华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013;华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】X781钢材在深加工过程中，通常需要用盐酸或者硫酸对钢材的表面进行酸洗除锈，该过程使金属表面整洁和改善金属表面结构［1］。

盐酸酸洗废液制备聚氯化铁彭健;朱印;张登峰【摘要】钢铁生产过程中为了获得更好的产品性能,需要用盐酸进行淋洗或浸泡.酸洗后会产生大量腐蚀性和污染性的废液,酸洗废液直接排放会造成严重的环境污染.针对该废液,加入过氧化氢进行氧化,制备聚氯化铁,找出最佳处理工艺,达到资源回收和环境无害化的目的.磷酸二氢钾作稳定剂可使聚氯化铁更加稳定.溶液中n(磷)/n(铁)为0.048 6时,聚氯化铁产品一个月未出现沉淀;成品聚氯化铁中铁质量分数为11.04%,盐基度为10.2%,满足水处理剂聚氯化铁标准HG/T 4672—2014的要求.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2019(051)007【总页数】4页(P81-84)【关键词】酸洗废液;聚氯化铁;氧化;稳定剂【作者】彭健;朱印;张登峰【作者单位】昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TQ124.42钢材深加工过程中，为了改善钢材表面结构以获得更好的性能，需要用盐酸进行浸泡或者喷淋。

酸洗后会产生大量的废液，这种废液属于工业危险废物，具有腐蚀性和污染性。

为此，需要采取措施对其进行无害化处理［1-3］。

国内外对酸洗废液的处理研究历史悠久，目前的处理方式主要有中和沉淀法、直接焙烧法、浓缩结晶法、膜分离法、生物法和化学转化法［4-11］。

在实际的工业应用中，中和沉淀法药剂消耗量大，中和效果欠佳；直接焙烧法和浓缩结晶法需要消耗大量的燃料；膜分离法对于所处理的酸的要求较高；生物法目前只是适用于硫酸酸洗废液的处理以及回收单质硫。

在酸洗废液中加入氧化剂，最终可以得到聚氯化铁（PFC），相比于铝系混凝剂，PFC具有处理效果好且无毒的优点［4］。

过氧化氢是一种具有强氧化性、弱酸性的物质，其标准氧化还原电位仅次于臭氧，高于高锰酸钾和硝酸等［12］，能直接氧化酸洗废液中的Fe2+。

利用盐酸酸洗废液制备聚合氯化铁铝（PFAC）的研究的开题报告1. 研究背景和意义随着工业化的发展，水资源污染日益严重。

因此，水处理工艺的研究和发展成为了保障水质和人民健康的重要课题。

其中，聚合氯化铁铝（PFAC）是一种有效的水处理药剂，可用于净化地下水、河水、湖水以及废水。

传统的PFAC制备方法需要大量淡水用于冲洗，这将会增加水资源消耗，同时还会产生废水。

利用废弃物酸洗废液制备PFAC，不仅可以减少淡水耗用，还可以减少废水排放，降低环境污染，实现资源的循环利用，具有重要的环境和经济意义。

2. 研究内容本研究将以盐酸酸洗废液作为PFAC制备原料，通过改变反应条件和不同的混合比例，研究PFAC合成的最佳条件和性能。

同时，利用SEM、XRD等分析方法对合成的PFAC进行表征。

3. 研究方法本研究将采用随机实验设计法对影响PFAC制备的因素进行实验研究，考察不同配比下的PFAC制备条件和性能。

具体研究方法包括：利用盐酸酸洗废液、氢氧化铝和氯化铁为原材料，采用控制变量法分别考察制备温度、pH值、混合比例等因素对PFAC制备的影响。

制备后，采用SEM、XRD等方法对PFAC样品进行表征。

4. 预期成果通过本项研究，预计可获得如下成果：（1）建立盐酸酸洗废液制备PFAC的研究方法和流程。

（2）确定最佳PFAC制备条件和性能。

（3）为PFAC的废液资源化利用提供实用性建议。

（4）为水处理药剂的环保生产提供新思路和方法，促进该领域技术的发展。

5. 参考文献[1] 崔文, 郑保平, 于修华等. 废酸清洗液制备PAC/FeCl3共聚合铝协同凝聚剂的研究[J]. 化学与工程, 2019(02): 38-41.[2] 郝志潮, 涂浩岑, 邓健华等. 聚合氯化铁铝的制备与应用科研进展[J]. 现代化工, 2019(05): 37-43.[3] 黄晓凤, 熊亦雄, 章健等. 废酸洗涤液和硫酸废水合用制备氯化铝和聚合氯化铝[J]. 非金属矿, 2019(06): 23-25.。

利用除锈废盐酸生产氯化亚铁一、项目的意义金属制品业在生产过程中需要清除钢材表面氧化铁皮而使用盐酸进行酸洗，酸洗过程中会产生大量的废酸液，盐酸酸洗废液的成分主要是：游离酸、氯化亚铁和水。

其含量随酸洗工艺、操作温度、钢材材质、规格不同而异，一般含氯化亚铁：10—15%，游离酸；10－15%，其余为水。

这种盐酸废液直接排放。

会对环境产生严重的污染，直接排放还浪费有用的资源，利用盐酸废液生产氯化亚铁能够充分的利用资源，生产氯化亚铁产品。

直接用于污、废水理，作为还原剂和媒染剂，广泛用于织物印染，颜料染，制造等行业，同时还用于超高压润滑油组份，也用于医药，冶金和照相。

氯化亚铁具有独有的脱色能力，适用于染料染料中间体、印染、造纸行业的污水处理。

能简化水处理工艺，缩短水处理周期，降低水处理成本；对各类污水、电镀、皮革、造纸废水有明显的处理效果，对废水、污水中各类重金属离子的去除率接近100%；处理成本低，是污水处理比较理想的药剂。

直接用于污、废水处理，作为还原剂和媒染剂，广泛用于织物印染，颜料印染，制造等行业，同时还用于超高压润滑油组份，也用于医药，冶金和照相。

二、工艺选择工艺流程来自废酸槽的除锈液，加入反应器中再加入铁屑，盐酸和铁屑进行反应当废酸中的盐酸浓度达到要求后，放入沉降池，沉降后的清液加入冷凝加热器加热，加热后的氯化亚铁液体进入二效加热器，用一效蒸发器出来的二次蒸汽进行加热，在一效蒸发器中进行分离，分离后再进入一效加热器，采用来自锅炉的蒸汽加热，冷凝水回锅炉。

加热后的氯化亚铁液体进入一效蒸发器，进行气液分离。

饱和的氯化亚铁液体进入冷凝结晶器，结晶后的氯化亚铁经离心机分离后，固体成品进行包装，母液返回一效加热器。

一效蒸发出的蒸汽进入二效加热器，加热氯化亚铁液体。

冷凝加热器和二效加热器出来的冷凝液进入废酸。

三、经济效益估算1、日处理废酸液10吨，按年开车天数330天计，年处理废酸液3300吨。

生产氯化亚铁1600吨（F e CL24H2O）。

硫酸铁与盐酸生成氯化铁实验在化学实验中，我们经常会进行各种反应实验来观察不同物质之间的化学变化。

其中，硫酸铁与盐酸生成氯化铁实验是一种常见而又有趣的反应实验。

硫酸铁（FeSO4）是一种无色晶体，可溶于水，常用于制备其他铁化合物。

盐酸（HCl）是一种强酸，具有腐蚀性，与多种金属离子发生反应。

将这两种物质混合在一起，会发生一系列化学反应，生成氯化铁（FeCl3）。

这个实验需要一些基本的实验器材和试剂，例如试管、试剂瓶、加热器等。

首先，我们将一定量的硫酸铁溶液倒入一个试管中。

然后，逐滴加入盐酸溶液，慢慢搅拌。

在这个过程中，我们可以观察到实验物质的颜色发生变化。

初始时，硫酸铁溶液呈现淡黄色，而盐酸溶液无色透明。

当盐酸溶液逐渐与硫酸铁溶液混合时，溶液的颜色开始变深，从黄色逐渐转变为橙红色，最终变为深棕色。

这表明在反应过程中生成了氯化铁。

这种颜色变化的原因是由于化学反应引起的。

当硫酸铁与盐酸反应时，盐酸中的氯离子（Cl-）与硫酸铁中的铁离子（Fe2+）发生置换反应，生成氯化铁。

氯化铁溶液具有深棕色，因此溶液颜色的变化就是该反应进行的表征。

在实验中，我们可以通过控制盐酸的滴加速度和量来观察颜色变化的过程。

如果滴加速度太快，可能会导致反应过程过快，难以观察到颜色的变化；如果滴加量过多，可能会使得溶液过于浓稠，反应难以进行。

同时，我们也可以通过改变反应物质的浓度或温度来观察反应过程的变化。

除了颜色变化，该反应还伴随着其他一些现象。

例如，反应过程中会产生一些气体。

这是由于盐酸与硫酸铁反应时释放出了氯气（Cl2）和二氧化硫气体（SO2）。

氯气具有刺激性，有特殊气味，会导致眼睛或呼吸系统不适。

因此，在进行实验时需要保持良好的通风，避免气体的积聚。

通过硫酸铁与盐酸生成氯化铁的实验，我们可以观察到化学反应过程中物质的颜色变化、气体的生成等现象。

这个实验不仅可以帮助我们加深对化学反应的理解，还可以培养我们的实验观察能力和实验操作技巧。