一種熱鍍鋅廢酸聯合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱鍍鋅廢酸聯合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，屬于工業廢棄物資源化處理技術領域。
【背景技術】
[0002]氧化鐵常用作建筑、橡膠、汽車等行業的著色劑，工業上通常用綠釩煅燒法、溶液沉淀法生產。綠釩鍛紗法生產氧化鐵煙塵量大、電耗高、對環境的污染嚴重。特別是現如今國家對環境的嚴格要求，火法煅燒生產氧化鋅工藝受到嚴格限制。溶液沉淀法生產氧化鐵通常是用氯化亞鐵做原料，包括結晶、氧化、沉淀等流程，反應時間長、工藝流程復雜。
[0003]對鋼板鍍鋅處理前，鋼板表面覆蓋有大量氧化鐵、油污等雜質，這些雜質使得鍍鋅后的鋼板產生漏渡、鍍層表面不均勻等現象，鍍鋅鋼板的使用性能將受到影響，因此鋼板鍍鋅前需用大量酸將表面雜質除去，產生的廢酸液中含有足夠高濃度二價鐵離子。目前熱鍍鋅廢酸的處理方法有鹽酸再生法、酸堿中和法等，處理工藝復雜、流程長、處理費用高、溶液中的Fe等資源沒有充分利用。
[0004]中國專利ZL201310554055.2公布了一種高溫煅燒制備氧化鐵的方法，采用鐵的硫酸鹽與二硫化亞鐵按摩爾比1.8?11: 1混合，得到混合物料，然后將混合物料于550?800°C下焙燒0.5?3h，得到二氧化硫和氧化鐵紅。然而該類工藝酸堿中和操作，具有原料消耗大；且需要高溫煅燒，存在設備投資和能耗高的缺點。此外，產品的純度較低，正如該專利所述，其產品純度僅為80%以上。
[0005]中國專利CN102689930B公開了鹽酸酸洗廢液的資源化綜合利用制備氧化鐵和硫酸銨的方法，該專利是以鹽酸溶液為酸洗液將鋼鐵元件進行酸洗處理以清除表面氧化物過程中得到的含鐵鹽酸酸洗廢液為原料，通過步驟:(1)固-液分離；(2 )預熱升溫；(3 )混合置換；(4)閃蒸蒸發；(5)蒸發結晶；(6)固-液分離；(7)混合溶解；(8)調節pH值；(9)吸附除雜；(10)固-液分離；(11)中和氧化；(12)固-液分離:液相物料進一步制備硫酸銨產品，固相物料進一步制備氧化鐵產品，且在進一步制備硫酸銨產品時可制備出硫酸銨副產品。該工藝流程雖然能得到氧化鐵，但得到的氧化鐵粒度大，工藝流程復雜、生產成本尚ο

【發明內容】

[0006]針對現有廢酸制備氧化鐵紅技術存在的問題及不足，本發明提供一種熱鍍鋅廢酸聯合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法。本方法旨在解決熱鍍鋅廢酸的處理難題，制備純度高粒度小的氧化鐵紅，本發明通過以下技術方案實現。
[0007]—種熱鍍鋅廢酸聯合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將熱鍍鋅廢酸采用霧化器以霧化速率為0.1?1.0m3/h噴入到微波反應室中，然后從微波反應室底部通入流速50?300m3/h的氧化性氣體，在溫度為350°C ~850°C條件下熱解1?10s，制備得到氧化鐵紅顆粒和含鹽酸的尾氣； (2)將步驟(1)得到的含鹽酸的尾氣經收塵后回收氧化鐵紅顆粒，剩余的尾氣冷卻后采用水吸收得到工業鹽酸，經水吸收后的剩余尾氣通過堿性溶液吸收，達到工業廢氣排放標準后排放。
[0008]所述步驟(1)中的熱鍍鋅廢酸包括以下質量百分比組分:FeCl28%?40%、FeCl30.1%?5%，HC10.2%?4%、雜質含量(鈣、鎂、錳的鹽類等)0.05%?0.3%，余量為水。
[0009]所述步驟(1)中氧化性氣體為純氧、富氧或空氣
所述步驟(2)中堿性溶液為稀氨水、氫氧化鈉溶液或氫氧化鈣溶液，濃度為0.01?2mol/L。
[0010]上述步驟(1)中霧化器的霧化方法為超聲霧化、壓力霧化、轉盤霧化或氣體霧化。
[0011]上述步驟(2)中收塵為布袋收塵、重力收塵、旋風收塵或電收塵。
[0012]上述步驟(2 )中冷卻為工業常用的空氣冷卻法、水浴冷卻法、循環水冷卻等冷卻方式的一種或多種的組合。
[0013]上述步驟(2)中的水吸收可以為一級水吸收也可以為多級串聯的水吸收。
[0014]上述步驟(2)中的氧化鐵紅的純度是通過廢酸的霧化量和氧化性氣體流量調節的。
[0015]本發明的發明原理為:
熱鍍鋅廢酸經霧化后其中的Fe2+、水蒸汽、氧氣經微波熱解生成氧化鐵紅顆粒和含鹽酸的尾氣，反應方程式為:
4FeCl2+4H20+02=2Fe203+8HCl。
[0016]本發明的有益效果是:
(1)霧化技術在制備超細粉體方面有顯著優勢，制備的氧化鐵紅具有晶型一致，粒徑均勻的優勢。
[0017](2)微波加熱技術與常規加熱技術相比，具有選擇性對物料進行加熱、物料升溫速度快、物料反應時間短等優點，本專利所述的制備氧化鐵紅的技術具有反應速率快的優勢，可降低生產成本；
(3)尾氣熱處理回收得到的鹽酸返回用于熱鍍鋅前鋼板的表面酸處理流程，使得鹽酸得到回收利用，減少鹽酸采購量，降低企業成本；
(4)解決了熱鍍鋅廢酸的處理問題，整個工藝流程簡單，可一步法制備氧化鐵紅和鹽酸兩個產品。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明工藝流程圖；
圖2是本發明實施例1制備得到的氧化鐵紅掃描電鏡照片；
圖3是本發明實施例1制備得到的氧化鐵紅X-衍射圖譜。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
[0020]實施例1
如圖1所示，該熱鍍鋅廢酸聯合制備氧化鐵紅和鹽酸的方法，其具體步驟如下: (1)首先將熱鍍鋅廢酸(FeCl240%、FeCl30.1%，HC10.2%、雜質含量(鈣、鎂、錳的鹽類等)0.05%，余量為水)采用霧化器以霧化速率為0.25m3/h噴入到微波反應室中，然后從微波反應室底部通入流速300m3/h的氧化性氣體(氧化性氣體為純氧)，在溫度為350°C條件下熱解10s，制備得到氧化鐵紅顆粒和含鹽酸的尾氣；
(2)將步驟(1)得到的含鹽酸的尾氣經收塵后回收氧化鐵紅顆粒，剩余的尾氣冷卻后采用水吸收得到工業鹽酸，經水吸收后的剩余尾氣通過堿性溶液(堿性溶液為氫氧化鈉溶液，濃度為0.01mol/L)吸收，達到工業廢氣排放標準后排放。
[0021]本實施例制備得到的氧化鐵紅顆粒的掃描電鏡照片和X-衍射圖譜分別如圖2和圖3所示，從圖2中可以看出氧化鐵紅顆粒粒徑均勻為1.1?3 μπι;從圖中可以看出氧化鐵紅晶型