一种热镀锌废酸联合制备氧化铁红和盐酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热镀锌废酸联合制备氧化铁红和盐酸的方法，属于工业废弃物资源化处理技术领域。
【背景技术】
[0002]氧化铁常用作建筑、橡胶、汽车等行业的着色剂，工业上通常用绿钒煅烧法、溶液沉淀法生产。绿钒锻纱法生产氧化铁烟尘量大、电耗高、对环境的污染严重。特别是现如今国家对环境的严格要求，火法煅烧生产氧化锌工艺受到严格限制。溶液沉淀法生产氧化铁通常是用氯化亚铁做原料，包括结晶、氧化、沉淀等流程，反应时间长、工艺流程复杂。
[0003]对钢板镀锌处理前，钢板表面覆盖有大量氧化铁、油污等杂质，这些杂质使得镀锌后的钢板产生漏渡、镀层表面不均匀等现象，镀锌钢板的使用性能将受到影响，因此钢板镀锌前需用大量酸将表面杂质除去，产生的废酸液中含有足够高浓度二价铁离子。目前热镀锌废酸的处理方法有盐酸再生法、酸碱中和法等，处理工艺复杂、流程长、处理费用高、溶液中的Fe等资源没有充分利用。
[0004]中国专利ZL201310554055.2公布了一种高温煅烧制备氧化铁的方法，采用铁的硫酸盐与二硫化亚铁按摩尔比1.8?11: 1混合，得到混合物料，然后将混合物料于550?800°C下焙烧0.5?3h，得到二氧化硫和氧化铁红。然而该类工艺酸碱中和操作，具有原料消耗大；且需要高温煅烧，存在设备投资和能耗高的缺点。此外，产品的纯度较低，正如该专利所述，其产品纯度仅为80%以上。
[0005]中国专利CN102689930B公开了盐酸酸洗废液的资源化综合利用制备氧化铁和硫酸铵的方法，该专利是以盐酸溶液为酸洗液将钢铁元件进行酸洗处理以清除表面氧化物过程中得到的含铁盐酸酸洗废液为原料，通过步骤:(1)固-液分离；(2 )预热升温；(3 )混合置换；(4)闪蒸蒸发；(5)蒸发结晶；(6)固-液分离；(7)混合溶解；(8)调节pH值；(9)吸附除杂；(10)固-液分离；(11)中和氧化；(12)固-液分离:液相物料进一步制备硫酸铵产品，固相物料进一步制备氧化铁产品，且在进一步制备硫酸铵产品时可制备出硫酸铵副产品。该工艺流程虽然能得到氧化铁，但得到的氧化铁粒度大，工艺流程复杂、生产成本尚ο
【发明内容】
[0006]针对现有废酸制备氧化铁红技术存在的问题及不足，本发明提供一种热镀锌废酸联合制备氧化铁红和盐酸的方法。本方法旨在解决热镀锌废酸的处理难题，制备纯度高粒度小的氧化铁红，本发明通过以下技术方案实现。
[0007]—种热镀锌废酸联合制备氧化铁红和盐酸的方法，其具体步骤如下:
(1)首先将热镀锌废酸采用雾化器以雾化速率为0.1?1.0m3/h喷入到微波反应室中，然后从微波反应室底部通入流速50?300m3/h的氧化性气体，在温度为350°C ~850°C条件下热解1?10s，制备得到氧化铁红颗粒和含盐酸的尾气； (2)将步骤(1)得到的含盐酸的尾气经收尘后回收氧化铁红颗粒，剩余的尾气冷却后采用水吸收得到工业盐酸，经水吸收后的剩余尾气通过碱性溶液吸收，达到工业废气排放标准后排放。
[0008]所述步骤(1)中的热镀锌废酸包括以下质量百分比组分:FeCl28%?40%、FeCl30.1%?5%，HC10.2%?4%、杂质含量(钙、镁、锰的盐类等)0.05%?0.3%，余量为水。
[0009]所述步骤(1)中氧化性气体为纯氧、富氧或空气
所述步骤(2)中碱性溶液为稀氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，浓度为0.01?2mol/L。
[0010]上述步骤(1)中雾化器的雾化方法为超声雾化、压力雾化、转盘雾化或气体雾化。
[0011]上述步骤(2)中收尘为布袋收尘、重力收尘、旋风收尘或电收尘。
[0012]上述步骤(2 )中冷却为工业常用的空气冷却法、水浴冷却法、循环水冷却等冷却方式的一种或多种的组合。
[0013]上述步骤(2)中的水吸收可以为一级水吸收也可以为多级串联的水吸收。
[0014]上述步骤(2)中的氧化铁红的纯度是通过废酸的雾化量和氧化性气体流量调节的。
[0015]本发明的发明原理为:
热镀锌废酸经雾化后其中的Fe2+、水蒸汽、氧气经微波热解生成氧化铁红颗粒和含盐酸的尾气，反应方程式为:
4FeCl2+4H20+02=2Fe203+8HCl。
[0016]本发明的有益效果是:
(1)雾化技术在制备超细粉体方面有显著优势，制备的氧化铁红具有晶型一致，粒径均匀的优势。
[0017](2)微波加热技术与常规加热技术相比，具有选择性对物料进行加热、物料升温速度快、物料反应时间短等优点，本专利所述的制备氧化铁红的技术具有反应速率快的优势，可降低生产成本；
(3)尾气热处理回收得到的盐酸返回用于热镀锌前钢板的表面酸处理流程，使得盐酸得到回收利用，减少盐酸采购量，降低企业成本；
(4)解决了热镀锌废酸的处理问题，整个工艺流程简单，可一步法制备氧化铁红和盐酸两个产品。
【附图说明】
[0018]图1是本发明工艺流程图；
图2是本发明实施例1制备得到的氧化铁红扫描电镜照片；
图3是本发明实施例1制备得到的氧化铁红X-衍射图谱。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0020]实施例1
如图1所示，该热镀锌废酸联合制备氧化铁红和盐酸的方法，其具体步骤如下: (1)首先将热镀锌废酸(FeCl240%、FeCl30.1%，HC10.2%、杂质含量(钙、镁、锰的盐类等)0.05%，余量为水)采用雾化器以雾化速率为0.25m3/h喷入到微波反应室中，然后从微波反应室底部通入流速300m3/h的氧化性气体(氧化性气体为纯氧)，在温度为350°C条件下热解10s，制备得到氧化铁红颗粒和含盐酸的尾气；
(2)将步骤(1)得到的含盐酸的尾气经收尘后回收氧化铁红颗粒，剩余的尾气冷却后采用水吸收得到工业盐酸，经水吸收后的剩余尾气通过碱性溶液(碱性溶液为氢氧化钠溶液，浓度为0.01mol/L)吸收，达到工业废气排放标准后排放。
[0021]本实施例制备得到的氧化铁红颗粒的扫描电镜照片和X-衍射图谱分别如图2和图3所示，从图2中可以看出氧化铁红颗粒粒径均匀为1.1?3 μπι;从图中可以看出氧化铁红晶型