CN107954479A - 一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法 - Google Patents
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Abstract
一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，属于废物资源化领域。其方法为：向含铁含锌的废水中加入液碱，搅拌，将含铁含锌的溶液在15℃～30℃调节PH值为4‑6.5，同时通入氧化性气体，进行氧化，氧化时间为4‑8h。待完全氧化后，过滤，得到氢氧化铁。该方法是热镀锌厂含铁含锌的废水回收铁的有效简易的工艺，其具有设备投资小，能耗小和制备的产品纯度高，环保无污染等优点。
Description
技术领域
本发明属于废物资源化处理技术领域，涉及一种含铁含锌的废水提取铁并制备出氢氧化铁的方法。
背景技术
氢氧化铁，化学式为Fe(OH)3，为棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀，在一定条件下分散系为胶体，密度3.4～3.9g/cm3。具有两性但其碱性强于酸性，新制得的氢氧化铁易溶于无机酸和有机酸，亦可溶于热浓碱。具有强氧化剂(如次氯酸钠)在碱性介质中，能将新制的氢氧化铁氧化成+Ⅵ氧化态的高铁酸钠Na2FeO4。不溶于水、乙醚和乙醇，溶于酸，在酸中的溶解度随制成时间的长短而定，新制的易溶于酸，若放置时间长，则难溶解。加热分解，氢氧化铁在烘干时易分解，但温度不高时不完全，也就是逐渐失水，但在低于500摄氏度时能达到完全脱水成氧化铁。氢氧化铁可用来制颜料、药物，也可用来做砷的解毒药等。
同时热镀锌厂产生的含铁含锌的废水是一种热镀锌厂车间酸洗水排出的污染性工业废水，由于各生产厂家工艺不同，通常含铁量在0.6g/L～3g/L之间，锌0.1g/L～0.3g/L。其中废水包含的主要污染物为氯化铁、氯化亚铁、氯化锌等，另外废水在多数热镀锌厂采用直接加碱然后压滤净化的方法，在这个过程中会产生大量含铁含锌且含水的固体废渣红泥，这些红泥在堆放的过程中除了占用大量的土地外，其中的一些化学成分还会随水入渗土地，易造成土地的组成、结构与其物化性质的恶化，更为严重的是这种髙含锌废弃物产生的污水渗入地下易造成地下水污染，使其地下水形成重金属污染，同时也易造成资源的浪费。
对于废水中铁的提取，大部分工艺是先制备成晶种，然后褪色，使其Fe3+全部变成Fe2+，然后再二次氧化，过滤，最后进行干燥。其中二次氧化在加热中进行。其温度最高达到85℃。
其工艺操作过于复杂，对操作人员要求较高，而且能耗很高，用此工艺处理铁离子浓度低的废水产生不了好的经济效益。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，该方法为热镀锌厂含铁含锌废水提取铁并制备氢氧化铁的方法。该方法通过加入碱液调节pH值，鼓起氧化，过滤及分离，自然风干或烘干即可得到高纯的氢氧化铁，其具有操作简单，设备投资小，能耗低和制备的产品纯度高的优点。本发明的目的是用低成本生产高纯度的氢氧化铁，将废水变废为宝，消除了废水的二次污染，保护了生态环境。相对于上者，其特点是操作简单，工艺设备要求低，其成本低的同时还可以得到高纯度的氢氧化铁。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，包括以下步骤：
步骤1，加入碱液
在15℃～30℃条件下，向含铁含锌的废水中加碱液，调节pH值为4-6.5，均匀搅拌，得到含锌含铁溶液，所述含锌含铁溶液中含有氢氧化亚铁；其中，碱液的质量百分数浓度为15％～45％。
步骤2，低温氧化
将氧化性气体通入步骤1得到的含锌含铁溶液中，使其部分的Fe2+被氧化成Fe3+，氧化时间为4-8h，溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成。
步骤3，过滤分离铁和锌
将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到滤饼和含锌的溶液；滤饼为氢氧化铁胶体。
步骤4，制备氢氧化铁
将步骤3得到的滤饼洗涤后得到高纯度的氢氧化铁。
所述的含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中质量分数为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水。其中含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁、氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。
所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt％。
所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。
本发明的有益效果是：1)本发明消除了废水的二次污染，保护了生态环境，实现了废物再利用的资源循环利用效果。2)本发明符合我国节约减排的产业政策，投资小，设备要求低，提铁的效率高。3)本发明操作简单，其流程短。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例采用的含铁含锌污泥为热镀锌生产过程中产生的，其中质量分数为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水。其中含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁、氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。
实施例1
取2L废水放入烧杯中，向含铁含锌的废水中加入碱液(质量百分数浓度为15％)25ml，调节PH值为4.5，得到含氢氧化亚铁的溶液。
对含氢氧化亚铁液中通入氧气，其中气压为0.5MPa。使其部分的Fe2+被氧化成Fe3 +，氧化时间为4h，在这过程中继续加入碱液11ml，使其PH值保持在5，溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成。
将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到为氢氧化铁胶体的滤饼和含锌的溶液。
将滤饼进行洗涤后，进行风干，对其进行称重为2.87g。对其进行研磨即可得到高纯度的氢氧化铁。
实施例2
取2L废水放入烧杯中，向含铁含锌的废水中加入碱液(质量百分数浓度为30％)13ml，调节PH值为5.5得到含氢氧化铁的溶液。
对含氢氧化亚铁液中通入氧气，其中气压为0.5MPa。使其部分的Fe2+被氧化成Fe3 +，氧化时间为4h，溶液由浅绿色呈现出黄褐色，则氧化充分完成。
将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到为氢氧化铁胶体的滤饼和含锌的溶液。
将滤饼进行洗涤后，进行风干，对其进行称重为3.25g。对其进行研磨即可得到高纯度的氢氧化铁。
实施例3
取2L废水放入烧杯中，向含铁含锌的废水中加入碱液(质量百分数浓度为45％)10ml，调节PH值为6得到含氢氧化铁的溶液。
对含氢氧化亚铁液中通入空气，其中气压为0.4MPa。使其部分的Fe2+被氧化成Fe3 +，氧化时间为4h，溶液由浅绿色呈现出黄褐色，则氧化充分完成。
将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到为氢氧化铁胶体的滤饼和含锌的溶液。
将滤饼进行洗涤后，进行风干，得到高纯度的氢氧化铁。
Claims (5)
1.一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，其特征在于以下步骤：
步骤1，加入碱液
在15℃～30℃条件下，向含铁含锌的废水中加碱液，调节pH值为4-6.5，均匀搅拌，得到含锌含铁溶液，所述含锌含铁溶液中含有氢氧化亚铁；
步骤2，低温氧化
将氧化性气体通入步骤1得到的含锌含铁溶液中，使其部分的Fe2+被氧化成Fe3+，氧化时间为4-8h，溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成；
步骤3，过滤分离铁和锌
将氧化的含锌含铁溶液进行过滤，得到滤饼和含锌的溶液；滤饼为氢氧化铁胶体；
步骤4，制备氢氧化铁
将步骤3得到的滤饼洗涤后得到氢氧化铁。
2.根据权利要求1所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，其特征在于，所述的含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中质量分数为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水；其中含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁、氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。
3.根据权利要求1或2所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt％。
4.根据权利要求1或2所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。
5.根据权利要求3所述的一种含铁含锌的废水提取铁并制备氢氧化铁的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109897954A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 东北师范大学 | 一种用于冷轧铁泥的纯化方法 |
| CN110078129A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-02 | 上海大学 | 利用含铁锌废酸液制备磁性颜料前驱体的方法 |
| CN114455561A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-05-10 | 四川科尔瑞环保科技有限责任公司 | 一种热镀锌酸洗废水综合利用工艺以及制备电池级磷酸铁的方法 |
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