从钢铁酸洗废液制备聚合氯化铁及其应用研究

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]。

浊度
处理前废水
1450 -
460
-
10. 0 39
FeC l3 处理后废水 449 69. 0 216 53. 0 8. 0 2. 3
PFS 处理后废水 391 73. 0 165 64. 1 7. 2 1. 4
PFC 处理后废水 357 75. 4 152 67. 0 6. 5 1. 2
3 结论
3. 1 以钢铁酸洗废液和废铁屑为原料, 把过量的废铁屑加入 钢铁酸洗废液中, 使整个溶液还原成氯化亚铁溶液。 采用氯酸 钠氧化法, 在 (60～ 70) ℃范围内经氧化、水解、聚合, 然后加入 一定量的稳定剂制得聚合氯化铁 (PFC) 溶液。 3. 2 测定了钢铁盐酸酸洗废液中 Fe2+ 和 Fe3+ 的含量分别为 3. 4%、6. 7%。 3. 3 对炼油厂废水进行处理, 聚合氯化铁的处理效果明显优 于市售聚合硫酸铁和三氯化铁。
4FeC l2+ (22n) HC l N aC lO 3 2Fe (O H ) nC l62n+ 2 (12n) H 2O ( 0≤n ≤2)
H 2O H H 2O H H 2O H H 2O
H 2O
O
O
O
Fe
Fe
Fe
F e 2222
H 2O
O
O
O
H 2O H H 2O H H 2O H H 2O
方法. 第 3 版. 北京: 中国环境科学出版社, 1989.
V o l. 25 N o. 12
Chongqing Environm en ta l Science s
Abstracts 209
safety and stab ility is a focu s of resea rch and it can be eva lua t2 ed by the w a ste dam πs acco rd ing to the accep ted theo ry of the eng ineering m echan ics. T he po ssib le com p rehen sive sm a llest inner2friction ang le is ob ta ined by ana lyzing the stab le slop e of the landfill and is u sed to ca lcu la te the po ten tia l fo rce p roduced by w a ste body on w a ste dam in th ree typ ica l sta tes, w h ich can be u sed to estim a te dam s stab ility. Tw o fo rm u la s and a series of m ethod s tha t is va luab le fo r con struction of th is k ind of landfill is p ropo sed to eva lua te the safety and stab ility of m u2 n icip a l so lid w a ste landfill in va lley.

聚合氯化铁在废水处理中的应用摘要：目前随着经济的发展，水体污染情况日益严重，聚合氯化铁作为絮凝剂的一种在废水处理中具有投资小、见效快的特点，在废水处理中的适用范围特别广。

本文在聚合氯化铁的制备的基础上，对聚合氯化铁在印染废水、生活污水处理等方面的应用进行了详细的探讨。

关键词：聚合氯化铁；制备；废水处理聚合氯化铁是絮凝剂的一种，是一种新出现的高效絮凝剂，具有投资小、见效快的特点。

随着水体污染程度的增加，水体处理的难度也在增加，聚合氯化铁的应用有效的降低了被污染水体的处理难度，尤其是在印染废水和生活废水的处理方面具有重要的意义[1]。

一、聚合氯化铁的优点聚合氯化铁作为一种新型的絮凝剂在处理废水的过程中具有以下特点：第一，聚合氯化铁在水中的溶解速度比较快，水合作用比较弱。

反应之后形成的矾花比较密实，沉降速度比较快。

同时聚合氯化铁的应用受水温的影响比较小，对在流动过程中形成的剪切力比较容易满足。

第二，适用范围广。

聚合氯化铁可以在工业用水、生活污水、生活用水和工业污水处理中应用，可以有效的将废水中的铝离子和游离态铝离子进行过滤和去除，有效的实现各种废水的处理[2]。

第三，聚合氯化铁在使用的过程中的使用量比较少，但是对水体的处理效果比较好，相对于其他的混凝剂来说，使用聚合氯化铁来进行水体处理可以节约10%-20%左右的费用。

二、聚合氯化铁的制备本文用来制备聚合氯化铁的原料是钢铁盐酸酸洗废液与废铁屑，具体的制备方法有两种，分别是：（一）氧气氧化法来制备聚合氯化铁使用氧气氧化法来制备聚合氯化铁的过程如下：在反应塔中加入含有氯化亚铁的废酸液，在反应塔的塔顶加入亚硝酸钠催化剂，然后在塔底通入氧气，同时加入稳定剂。

在反应的过程中将温度控制在40摄氏度——90摄氏度，从而保证络合物能够进行有效的分解。

在这个过程中由循环泵来保证液体在反应塔与贮罐之间的循化，从而保证亚铁氧化过程的连续性，保证氧化过程不会中断，直到被完全氧化。

加 Ｐ Ｃ 的 Ｃ Ｄ值 低 ２ ％ ， 相 同 的处 理 效 果 时 ， Ｆ Ｏ ５ 在
由以上对 Ｐ Ｃ与 Ｐ Ｓ处理效果 的对 比可 以看 Ｆ Ｆ 出 ，Ｆ Ｐ Ｃ在 饮用 水 处 理 和 污 水 处理 中都 有 一定 的优 势。
４ 结束 语
Ｐ Ｃ要 比 Ｐ Ｃ少投加 １ ％。 Ｆ Ｆ ５
用 。传统工艺是将废酸与铁屑混合反应生成氯化铁
溶 液 ， 经初 步 加 工 后 制 成 剂 。但 是 由 于此 种 再 昆凝
氧化反应是整个反应过程中的主反应 ，ｅ １在 ＦＣ：
强 氧 化 剂作 用 下 ， 速 氧 化 成 ＦＣ 水 解 反应 是 在 迅 ｅ １； 氧化反 应 的基 础上 进行 的 ， 氧化 过 程 中产 生 的 Ｆ¨ ｅ 与 Ｏ 发 生水 解 反 应 ， 生 溶 解 态 的聚 合 铁 离子 ； Ｈ一 产 聚合反 应是 整 个 反 应 的最 终 反应 ，ｅ 在强 氧化 剂 Ｆ
［］ ３ 李新 民．Ｐ Ｃ在 水 处 理 中 的应 用试 验 ［ ］ 化 工 环保 ， Ｆ Ｊ．
２０ ０４， ２４： ６５ —３６ ３ ７．
［］ ４ 李风亭 ， 刘遂 庆．无 机 高分子 混凝剂 聚合氯化 铁 的合 成
方法 工业水处理 ，９ ９ １ （ ） ２ ２ ． １９ ，９ ６ ：６— ７
无机高分子絮凝剂是 一种新 型高效水处理剂 ， 聚合氯化铁又称碱式氯化铁 （ Ｆ Ｏ ｎ １ ） ［ ｅ（ Ｈ） Ｃ ］ ， 一 是一种新型高效水处理剂 ， 比传统 的水处理剂具 它
好 ， 毒无 害 ， 可应 用于 污水 处理 和生 活饮用 水 的 无 还
净化 引。
另外 ， 聚合氯化铁在制备过程中存在一个特点 ： 随着盐基度的增高 ， 产品稳定性差 ， 在低温或短时间 存放后易凝结成胶状 ， 而本 研究探索采用稳定氧化 法来制备的聚氯化铁 ， 具有盐基度高、 稳定性好的优