CN110127774A - 利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法 - Google Patents

利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法 Download PDF

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薛贤
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Abstract

本发明公开了一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：（1）脱水干燥：将钢管酸洗中和污泥进行脱水干燥，冷却得到污泥干粉；（2）水解：将污泥干粉加入硫酸溶液之中进行水解；（3）氧化聚合：水解之后加入氧化剂进行氧化聚合；（4）保温熟化：检测反应终点，终点达到之后保温熟化反应，得到絮凝剂聚合硫酸铁；（5）检测：检测絮凝剂聚合硫酸铁性能。本发明经过干燥、水解、氧化、聚合的技术手段，改变废弃物钢管酸洗中和污泥的结构、性质，达到资源化综合利用和无害化、零污染处理的目的。

Description

利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法
技术领域
本发明涉及钢管酸洗中和污泥处理技术领域，特别是涉及一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法。
背景技术
钢管酸洗冷拔、无缝钢管、电力钢杆及汽车专用薄板、轧钢等企业在生产过程中产生酸洗冲洗水中和污泥固废物，且三废总量较大，目前对固废一般处置方法填埋、焚烧等没有充分利用；由于粗犷型的方法不仅资源利用率低，而且浪费严重，资源没有发挥效应，形成废弃物。废弃物对环境造成严重污染及资源的浪费，是当今环境和资源综合利用主要问题之一，因此能否把废弃物中有用物质重新利用，变废为宝，是摆在我们面前的具有现实意义的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，能够改变废弃物钢管酸洗中和污泥的结构、性质，达到资源化综合利用和无害化、零污染处理的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：
（1）脱水干燥：将钢管酸洗中和污泥进行脱水干燥，冷却得到污泥干粉；
（2）水解：将污泥干粉加入硫酸溶液之中进行水解；
（3）氧化聚合：水解之后加入氧化剂进行氧化聚合；
（4）保温熟化：检测反应终点，终点达到之后保温熟化反应，得到絮凝剂聚合硫酸铁；
（5）检测：检测絮凝剂聚合硫酸铁性能。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）在110-120℃脱水干燥4-5小时。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中将污泥干粉慢慢地加入硫酸溶液之中，控制加料时间为0.8-1.2小时，加料完毕之后搅拌25-35min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（3）中的氧化剂为NaClO、KClO3或NaClO3、MnO2、H2O2、HNO3或氧气。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）用质量百分比浓度为0.15%邻二氮菲水溶液检测终点。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）终点达到之后保温熟化反应1.2-1.8小时。
本发明的有益效果是：本发明经过干燥、水解、氧化、聚合的技术手段，改变废弃物钢管酸洗中和污泥的结构、性质，达到资源化综合利用和无害化、零污染处理的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，实施例1：
一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：
（1）脱水干燥：取A企业钢管酸洗中和污泥的滤饼固废物500g，该滤饼固废物含有质量百分比为50% Fe(OH)3，放入120℃恒温烘箱中脱水干燥5小时，冷却得249g Fe(OH)3的干粉；
（2）水解：将249g Fe(OH)3的干粉慢慢地加入852g质量百分比浓度为41.5%硫酸溶液之中，控制加料时间为1小时，加毕之后搅拌30分钟，其中，质量百分比浓度为41.5%硫酸溶液由361g质量百分比浓度为98% H2SO4 和491g去离子水配制；
（3）氧化聚合：水解之后再加质量百分比浓度10-30%双氧水5g进行氧化聚合；
（4）保温熟化：检测反应终点，反应终点用质量百分比为0.15%邻二氮菲水溶液检测终点，不显示橙红色即为终点，终点达到之后保温熟化反应1.5小时，得浅棕色絮凝剂（PFS）1100g，收率99.45%；
（5）检测：经检测絮凝剂全铁含量11.23%、密度：1.50g/mL。
请参阅图1，实施例2：
一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：
（1）脱水干燥：取B企业钢管酸洗中和污泥的滤饼固废物500g，该滤饼固废物含有质量百分比为45% Fe(OH)3，放入110℃恒温烘箱中脱水干燥4小时，冷却得222g Fe(OH)3的干粉；
（2）水解：将222g Fe(OH)3的干粉慢慢地加入760g质量百分比浓度为38%硫酸溶液之中，控制加料时间为1.5小时，加毕之后搅拌30分钟，其中，质量百分比浓度为38%硫酸溶液由295g质量百分比浓度为98% H2SO4 和465g去离子水配制；
（3）氧化聚合：水解之后再加质量百分比浓度30%双氧水3g进行氧化聚合；
（4）保温熟化：检测反应终点，反应终点用质量百分比为0.1%氢氧化钠水溶液检测终点，不出现蓝色絮状物即为终点，终点达到之后保温熟化反应1小时，得浅棕色絮凝剂（PFS）965.3g，收率98.0%；
（5）检测：经检测絮凝剂全铁含量11.15%、密度：1.46g/mL。
请参阅图1，实施例3：
一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：
（1）脱水干燥：取C企业钢管酸洗中和污泥的滤饼固废物800g，该滤饼固废物含有质量百分比为35% Fe(OH)3，放入120℃恒温烘箱中脱水干燥6小时，冷却得275g Fe(OH)3的干粉；
（2）水解：将275g Fe(OH)3的干粉慢慢地加入970g质量百分比浓度为40%硫酸溶液之中，控制加料时间为1小时，加毕之后搅拌30分钟，其中，质量百分比浓度为40%硫酸溶液由395g质量百分比浓度为98% H2SO4 和538g去离子水配制；
（3）氧化聚合：水解之后再加质量百分比浓度63%硝酸5g加入适量氧气进行氧化聚合；
（4）保温熟化：检测反应终点，反应终点用质量百分比为0.15%邻二氮菲水溶液检测终点，不显示橙红色即为终点，终点达到之后保温熟化反应1.5小时，得浅棕色絮凝剂（PFS）1240g，收率99.20%；
（5）检测：经检测絮凝剂全铁含量11.20%、密度：1.47g/mL。
反应机理：
在酸性介质液体中Fe2+离子被氧化剂氧化为Fe3+离子，当溶液中硫酸根离子浓度不能满足要求时，Fe3+离子部分水解生成各种高价铁离子并在一定条件下得絮凝剂聚合硫酸铁，反应方程式如下：
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3+ 6H2O
2FeSO4 +H2SO4 +1/2 O2 = Fe2(SO4)3+ H2O
Fe2(SO4)3+ nH2O = Fe2(OH)n(SO4)3-1/2n +1/2 nH2SO4
mFe2(OH)n(SO4)3-1/2n = [Fe2(OH)n(SO4)3-1/2n]m
实施例1-实施例3制备的絮凝剂聚合硫酸铁的质量指标如表1所示。
表1
本发明经过干燥、水解、氧化、聚合的技术手段，改变废弃物钢管酸洗中和污泥的结构、性质，达到资源化综合利用和无害化、零污染处理的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）脱水干燥：将钢管酸洗中和污泥进行脱水干燥，冷却得到污泥干粉；
（2）水解：将污泥干粉加入硫酸溶液之中进行水解；
（3）氧化聚合：水解之后加入氧化剂进行氧化聚合；
（4）保温熟化：检测反应终点，终点达到之后保温熟化反应，得到絮凝剂聚合硫酸铁；
（5）检测：检测絮凝剂聚合硫酸铁性能。
2.根据权利要求1所述的利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，其特征在于，步骤（1）在110-120℃脱水干燥4-5小时。
3.根据权利要求1所述的利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，其特征在于，步骤（2）中将污泥干粉慢慢地加入硫酸溶液之中，控制加料时间为0.8-1.2小时，加料完毕之后搅拌25-35min。
4.根据权利要求1所述的利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，其特和氧气征在于，步骤（3）中的氧化剂为NaClO、KClO3或NaClO3、MnO2、H2O2、HNO3或氧气。
5.根据权利要求1所述的利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，其特征在于，步骤（4）用质量百分比浓度为0.15%邻二氮菲水溶液检测终点。
6.根据权利要求1所述的利用钢管酸洗中和污泥制备絮凝剂聚合硫酸铁的方法，其特征在于，步骤（4）终点达到之后保温熟化反应1.2-1.8小时。
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