专利名称：一种钢铁工业废水除铁剂及其制备方法
技术领域：
本发明属废水处理领域，具体涉及一种钢铁工业废水除铁剂及其制备方法。
背景技术：
钢铁企业是水资源消耗和废水排放的大户，废水回用是降低钢耗新水量的重要途径之一。但钢铁企业的外排废水受其来源影响，其水中的铁离子特别是三价铁离子的含量
相对较高。而工业用水重复利用时都有具体的铁含量要求，如《城市污水再生利用-工
业用水水质》GB/T 19923— 2005标准要求等。因此除铁是钢铁废水回用的关键技术。而目前报道的废水除铁措施主要有采用自然曝气及重力式无阀滤池过滤工艺或生物除铁，无具体针对三价铁离子高的钢铁行业废水的除铁剂。兰炭是煤气化中的一种固体废弃物，目前除了做燃料外没有较好的利用途径，而HPF脱硫工艺如焦化厂HPF脱硫工艺产生的脱硫废液中含有大量的SCN —，如可将两者综合利用，结合兰炭和脱硫废液这两种工业废弃物可开发一种专门针对钢铁行业废水的除铁齐U，必将会在钢铁工业废水除铁中产生重要的影响意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种除铁效果好、经济实用的钢铁工业废水除铁剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为
一种钢铁工业废水除铁剂，其特征在于它为颗粒状，以干燥兰炭为基体并与HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液在600-800°C密闭反应得到的。按上述方案，所述钢铁工业废水除铁剂的粒径为l_5mm。按上述方案，所述HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液中SCN_浓度宜优选控制在800mg/L以上。一种钢铁工业废水除铁剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤
(1)将兰炭干燥除水、破碎；
(2)将处理后的干燥兰炭与HPF脱硫工艺产生的含有SCN—的脱硫废液于600-800°C密闭反应30-60min ；
(3)反应完成后，冷却至室温即得钢铁工业废水除铁剂。按上述方案，所述步骤(I)中的兰炭干燥除水的干燥温度为200 - 400°C，干燥时间为l_3h ;所述步骤(I)包括将破碎后的兰炭筛分得到粒度为1_5_的干燥兰炭。按上述方案，所述HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液的体积与兰炭的质量的比例为0. 3-0. 5mL/g，所述HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液中SCN_浓度宜控制在800mg/L以上。按上述方案，所述的HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液为焦化厂HPF脱硫
工艺产生。
使用时，将一定量该除铁剂与含铁钢铁工业废水充分混合后，静置一定时间，或将除铁剂放入吸附柱中，然后在吸附柱中加入待处理的含铁钢铁工艺废水，使其流经吸附柱中，并保持一定的水力停留时间，即可使废水中的铁离子可得到有效降低。本发明所述的钢铁工业废水除铁剂通过以煤气化后的固体废弃物兰炭为基体，将兰炭干燥除水后，再与HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液进行高温密闭改性反应，一方面可使脱硫废液中的水在高温下产生的水蒸汽和兰炭进行造孔反应，使兰炭的孔容和比表面积得到大大提高，从而增大除铁剂的物理吸附性能，另一方面，HPF脱硫工艺产生的脱硫废液中含有的大量SCN—会在高温密闭反应过程中均匀地附着在除铁剂的孔洞中，而综合通过兰炭对废水中铁离子的物理吸附作用和SCN—对铁离子的很好的络合作用达到进一步提闻除铁剂除铁 能力的目的。且由于该除铁剂是基于兰炭改性得到的，该除铁剂在与工业废水混合吸附除铁后，还可作为烧结配矿原料直接使用，从而达到在使除铁剂不形成二次污染，避免使用传统除铁剂带来的污染物转移问题发生的同时，还能够使钢铁工业废水中的铁元素回流至炼铁工艺，减少钢铁生产工艺的铁素外流。本发明的有益效果
I)本发明提供的钢铁工业废水用除铁剂可高效去除钢铁工业废水中的铁离子，除铁效果好，经济实用。实验表明将本发明提供的除铁剂与钢铁工业废水作用30min后，钢铁工业废水中的铁离子浓度可由12. 5mg/L降低到8. 3mg/L,降低率可达到33. 3%，作用60min时，钢铁工业废水中的铁离子浓度可由12. 5mg/L降低到4. 2mg/L,降低率达到65. 3%。2)生产成本低廉，工艺简单。该除铁剂的主要原料兰炭是煤气化后的固体废弃物，目前成本价格在400元/吨，而脱硫废液目前焦化厂均可以提供免费使用。3)实现了脱硫废液中SCN一资源化利用，解决了现时焦化工艺产生的含有SCN一的脱硫废液处理的难题。4)使用完毕后的除铁剂及吸附的铁元素可一同送至烧结配矿，从而使钢铁工艺废水中的铁元素不外流，实现二次资源的利用。
图1是本发明钢铁工业废水除铁剂的制备工艺流程图。图2是本发明的钢铁工业废水中的铁含量随除铁时间变化的曲线。图中■原始铁离子浓度为12. 5mg/L的废水体系，▽为原始铁离子浓度为18mg/L的废水体系。
具体实施例方式实施例1
如图1所述的工艺流程图所示(I)将煤气化后的固体废弃物兰炭200°C烘烤2 — 3小时，干燥除水、破碎、筛分得到粒径I 一 2mm的干燥兰炭；(2)将处理后的干燥兰炭颗粒200g放置于高温反应筒中，然后加入焦化厂HPF脱硫工艺产生的脱硫废液IOOmL,所述脱硫废液中SCN_浓度为1532mg/L，升温至700°C，密闭反应30min ; (3)反应完成后，冷却至室温即得钢铁工业废水除铁剂。将原始铁离子浓度不同(分别为12. 5mg/L和18mg/L)的两种焦化厂生化外排水分别加入上述除铁剂进行除铁处理，具体为将上述除铁剂加入到吸附柱中，然后在吸附柱中加入焦化厂生化外排水中，使其流经吸附柱中，并保持设定的水力停留时间，其中所述的除铁剂的加入量为500g，在此同时测定体系中铁离子的浓度变化随处理时间的实验曲线，具体见图2。经除铁处理后的废水从吸附柱中流出。吸附铁离子后的除铁剂可作为烧结配矿原料进行烧结配矿，而使废水中的铁元素回流至钢铁生产工艺。由图2可知本发明所述的除铁剂对废水中的铁离子有很好的去除能力。以原始铁离子浓度为12. 5mg/L的废水体系为例将本发明提供的除铁剂与其作用30min后，该体系中的铁离子浓度可由12. 5mg/L降低到8. 3mg/L,降低率可达到33. 3%,作用60min时,钢铁工业废水中的铁离子浓度可由12. 5mg/L降低到4. 2mg/L,降低率达到65. 3%。实施例2
(1)将煤气化后的固体废弃物兰炭400°C烘烤干燥2h除水、破碎、筛分得到粒径I一5mm的干燥兰炭；
(2)将处理后的干燥兰炭颗粒200g放置于高温反应筒中，然后加入焦化厂HPF脱硫工艺产生的脱硫废液60 mL,所述脱硫废液中SCN_浓度为2132mg/L，升温至600°C，密闭反应60min ；
(3)反应完成后，冷却至室温即得钢铁工业废水除铁剂。将除铁剂加入到吸附柱中，然后在吸附柱中加入铁离子浓度为12. 3mg/L的炼铁浊环水，使其流经吸附柱中，并保持30min，然后将经除铁处理后的废水从吸附柱中流出。吸附铁离子后的除铁剂可作为烧结配矿原料进行烧结配矿，而使废水中的铁元素回流至钢铁生产工艺。结果表明将炼铁浊环水用除铁剂处理30min后，体系中铁离子的浓度由12. 3mg/L降低至IJ 3. lmg/L,降低率可达到74. 8%。实施例3
(1)将煤气化后的固体废弃物兰炭300°C烘烤干燥除水、破碎、筛分得到粒径I一 5_的干燥兰炭；
(2)将处理后的干燥兰炭颗粒200g放置于高温反应筒中，然后加入焦化厂HPF脱硫工艺产生的脱硫废液，升温至800°C，密闭反应30min ；
(3)反应完成后，冷却至室温即得钢铁工业废水除铁剂。将除铁剂加入到吸附柱中，然后在吸附柱中加入铁离子浓度3. 8mg/L的冷轧净循环水排污水中，使其流经吸附柱中，并保持50min，然后将经除铁处理后的废水从吸附柱中流出。吸附铁离子后的除铁剂可作为烧结配矿原料进行烧结配矿，而使废水中的铁元素回流至钢铁生产工艺。结果表明将冷轧净循环水排污水用除铁剂处理50min后，体系中铁离子的浓度由3. 8mg/L降低到0. 7mg/L,降低率可达到81. 6%。
权利要求
1.一种钢铁工业废水除铁剂，其特征在于它为颗粒状，以干燥兰炭为基体并与HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液在600-800°C密闭反应得到的。
2.根据权利要求1所述的钢铁工业废水除铁剂，其特征在于所述钢铁工业废水除铁剂的粒径为l_5mm。
3.根据权利要求1所述的钢铁工业废水除铁剂，其特征在于所述HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液中SCN_浓度宜优选控制在800mg/L以上。
4.权利要求1所述的钢铁工业废水除铁剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)将兰炭干燥除水、破碎；(2)将处理后的干燥兰炭与HPF脱硫工艺产生的含有SCN—的脱硫废液于600-800°C密闭反应30-60min ；(3)反应完成后，冷却至室温即得钢铁工业废水除铁剂。
5.根据权利要求4所述的钢铁工业废水除铁剂的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中的兰炭干燥除水的干燥温度为200 - 400°C，干燥时间为l_3h ;所述步骤(I)包括将破碎后的兰炭筛分得到粒度为l_5mm的干燥兰炭。
6.根据权利要求4所述的钢铁工业废水除铁剂的制备方法，其特征在于所述HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液的体积与兰炭的质量的比例为O. 3-0. 5mL/g，所述HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液中SCN_浓度宜控制在800mg/L以上。
7.根据权利要求4所述的钢铁工业废水除铁剂的制备方法，其特征在于所述的HPF脱硫工艺产生的含有SCN —的脱硫废液为焦化厂HPF脱硫工艺产生。
全文摘要
本发明涉及一种钢铁工业废水除铁剂及其制备方法。它包括以下步骤(1)将兰炭干燥除水、破碎；(2)将处理后的干燥兰炭与HPF脱硫工艺产生的含有SCN－的脱硫废液于600-800℃密闭反应30-60min；(3)反应完成后，冷却至室温即得钢铁工业废水除铁剂。该除铁剂可高效去除钢铁工业废水中的铁离子，除铁效果好，经济实用；生产成本低廉，工艺简单；实现了脱硫废液中的SCN-资源化利用，解决了现时焦化工艺产生的含有SCN－的脱硫废液处理的难题，且使用完毕后吸附了铁元素的除铁剂可送至烧结配矿，从而达到在使除铁剂不形成二次污染的同时，还能够使钢铁工业废水中的铁元素回流至炼铁工艺，减少钢铁生产工艺的铁素外流，实现资源的二次利用。
文档编号C02F1/64GK103007883SQ20121054449
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者刘尚超, 薛改凤, 刘璞, 张垒, 王丽娜, 吴亮军, 张楠, 付本全, 段建峰 申请人:武汉钢铁(集团)公司