一种利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液的装置及其方法与流程

本发明涉及一种利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液的装置，属于废物再生技术领域。

背景技术：

在金属建材的制造过程中，为了去除退火后金属表面的氧化皮，通常采用混酸进行表面清洗，此过程被称为酸洗，所用的混酸称为酸洗液。酸洗的过程中不断将铁、铬及镍等变成离子从金属表面的氧化皮或金属材料中溶出，使酸洗液变成酸与金属的混合物，随着酸洗的进行，酸的浓度降低、酸洗效果下降，无法再次使用变成酸洗废液。该废液产量大、酸度高、金属离子含量大，主要以铁(fe)离子为主，还含有少量其它有毒污染物(镍、铬、氟等)等，属于难处理的废液。其主要危害是腐蚀地下管道和钢筋混凝土等构筑物，进入地表水会破坏土层结构，影响农作物生长。

目前，国内普遍处理酸洗废液的方法为中和法，但是，存在如下问题：废液处理量受到限制、废液中的资源未能得到有效利用、污泥量大且处理困难、易带来二次污染；同时，中和法需要的人力多，占用场地大，还需要进一步解决废渣堆放、运输等问题。因此，寻找一种更加环保、资源可以回收的处理方法开始得到人们的重视，它不仅具有明显的经济效益，还会带来相应的社会效益。

技术实现要素：

本发明从资源回收再利用、节能的角度出发，解决酸洗废液中铁资源浪费、环境污染和酸洗液再生的问题，本发明通过以钛微孔阳极管为阳极、不锈钢电化学反应罐为阴极，外加电压，使酸洗废液中阴、阳离子在电场下移动，发生电化学反应，从而实现铁资源的回收及酸洗液再生并达到回收利用的目的。

本发明提供了一种利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液的装置，所述装置包括不锈钢电化学反应罐；

所述不锈钢电化学反应罐的顶端设有阴极出水口，所述不锈钢电化学反应罐的底端设有进水口；

所述不锈钢电化学反应罐内设有钛微孔阳极管；

所述钛微孔阳极管的顶端设有阳极出水口；

可调直流电源与所述不锈钢电化学反应罐连接。

本发明所述装置优选为包括储罐、泵；

所述泵的入口与储罐连接，所述泵的出口与不锈钢电化学反应罐底端的进水口连接；

所述不锈钢电化学反应罐顶端的阴极出水口与储罐连接；

所述钛微孔阳极管顶端的阳极出水口与储罐连接。

本发明另一目的为提供一种利用上述装置的制备超细氧化铁及再生酸洗液的方法，所述方法包括如下步骤：

将酸洗废液加入到储罐中，利用泵将酸洗废液在储罐与不锈钢电化学反应罐之间循环；

开启可调直流电源，使酸洗废液中阴、阳离子在电场作用下分别向阴、阳两极移动，fe²⁺在阳极失去电子氧化得到fe³⁺，再次循环到不锈钢电化学反应罐内的fe²⁺、fe³⁺在阴极转化为氢氧化铁；

将阴极上析出的氢氧化铁通过高温脱水得到超细氧化铁，储罐中溶液ph降至1-2得到再生酸洗液。

本发明所述可调直流电源的电压优选为12-24v。

本发明所述利用上述装置的制备超细氧化铁及再生酸洗液方法的原理如下：

①fe²⁺-e^-→fe³⁺；

②fe³⁺+3oh^-→fe(oh)3；

③fe(oh)3→α(β)feooh→fe3o4(fe2o3)。

本发明所述利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液的装置包括不锈钢电化学反应罐，其顶端设有阴极出水口、底端设有进水口；所述不锈钢电化学反应罐内设有钛微孔阳极管，其顶端设有阳极出水口；可调直流电源与所述不锈钢电化学反应罐连接。本发明使酸洗废液中铁资源成功回收，并得到ph低的再生酸洗液。

附图说明

本发明附图3幅，

图1为实施例2制备的超细氧化铁xrd谱图；

图2为实施例2制备的超细氧化铁sem图；

图3为实施例1所述利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液装置的结构示意图；

其中，1、不锈钢电化学反应罐，11、不锈钢电化学反应罐的进水口，12、不锈钢电化学反应罐的阴极出水口，13、钛微孔阳极管，14、钛微孔阳极管的阳极出水口，2、可调直流电源，3、泵，4、储罐。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液的装置，所述装置包括不锈钢电化学反应罐1、可调直流电源2、泵3、储罐4；

所述不锈钢电化学反应罐1的顶端设有阴极出水口12，所述不锈钢电化学反应罐1的底端设有进水口11；

所述不锈钢电化学反应罐1内设有钛微孔阳极管13；

所述钛微孔阳极管13的顶端设有阳极出水口14；

所述可调直流电源2与不锈钢电化学反应罐1连接；

所述泵3的入口与储罐4连接，所述泵3的出口与不锈钢电化学反应罐1底端的进水口11连接；

所述不锈钢电化学反应罐1顶端的阴极出水口12与储罐4连接；

所述钛微孔阳极管13顶端的阳极出水口14与储罐4连接。

本实施例所述装置对人力需求小，占地面积小，能耗低，对环境污染小，操作简便，使用寿命长，运行费用低。

实施例2

一种利用实施例1所述装置的制备超细氧化铁及再生酸洗液的方法，所述方法包括如下步骤：

将酸洗废液加入到储罐4中，利用泵3将酸洗废液在储罐4与不锈钢电化学反应罐1之间循环；

开启可调直流电源2，调节电压至24v，使酸洗废液中阴、阳离子在电场作用下分别向阴、阳两极移动，fe²⁺在阳极失去电子氧化得到fe³⁺，再次循环到不锈钢电化学反应罐1内的fe²⁺、fe³⁺在阴极转化为氢氧化铁；

将阴极上析出的氢氧化铁通过高温脱水得到超细氧化铁，储罐4中溶液ph降至1.5得到再生酸洗液。

本实施例所述方法可以成功回收酸洗废液中的铁资源，并得到低ph的再生酸洗液。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种利用酸洗废液制备超细氧化铁及再生酸洗液的装置，属于废物再生技术领域。所述装置包括不锈钢电化学反应罐；所述不锈钢电化学反应罐的顶端设有阴极出水口，所述不锈钢电化学反应罐的底端设有进水口；所述不锈钢电化学反应罐内设有钛微孔阳极管；所述钛微孔阳极管的顶端设有阳极出水口；可调直流电源与所述不锈钢电化学反应罐连接。本发明使酸洗废液中铁资源成功回收，并得到pH低的再生酸洗液。

技术研发人员：李刚;李彦生;张跃;王晓昱
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：2017.12.21
技术公布日：2018.05.29