从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及造纸厂含铁污泥处理处置技术，属于固体废物处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 芬顿/类芬顿氧化工艺是近年来逐步推广的一种催化氧化技术，利用酸性条件下 Fe2+和Fe3+催化双氧水产生强氧化性的羟基自由基（·ΟΗ)将废水中的难降解成分氧化。如 今普遍采用的均相芬顿技术不可避免的产生大量含铁泥，如何处置这些污泥将决定芬顿工 艺在未来工程化推广的可行性。芬顿法处理造纸废水后产生大量的铁泥，其中含有大量的 铁和其他有机质。若直接排放不仅二胺环境，而且还是资源的大大浪费。选择合适的方法 使铁泥中的铁回收或者制备其他铁系产品，是目前研宄的一个热点方向，将其变废为宝，既 保护了环境又将其资源化利用，具有很大的应用价值。
[0003] 现阶段芬顿铁泥的主要的处置方法有稳定化/固定化处理、焚烧、水泥基稳定处 理等，但由于成本往往很高，费用已成了污泥处理企业不得不面对的一个大问题，在当前情 况下，许多企业都不堪重负。
[0004] 由于芬顿铁泥中铁和腐殖酸的含量均较高，现阶段的研宄主要是回收铁元素，采 用的方法主要是用酸浸液还原法制得硫酸亚铁。国内外普遍采用的硫酸亚铁的回用方案大 概有制作氧化铁红和聚合硫酸铁两种。上述两种回用方法均存在过滤困难的问题，将铁泥 里的腐殖酸从铁泥中提取出来，不仅可用于制作肥料，更改善了酸浸液还原法提取污泥中 的铁元素时存在的过滤困难的问题。
[0005] 铁泥中的铁含量很高，将其提取出来制作铁肥，由于铁肥对硫酸亚铁纯度要求不 高，所以工艺要求低，操作简单易，较上述几种回用的方法大大降低了成本。铁泥中还含有 较多的有机质，和各种微量元素，从污泥中提取腐殖酸，用于生产液态肥，不仅可以节约煤 炭等不可再生资源，而且可以提高污泥肥料品质，扩大污泥资源化产品市场。污泥中含有大 量的氮、磷、钾及多种微量元素等，都有利于植物的生长。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服现有的铁泥处理方式的不足，提供一种部分解决污泥现有污 泥回用方法中过滤困难的问题，从污泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用如下工艺：
[0008] (1)在芬顿铁泥中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后离心，离心后上清液为提取液 Ε1，所述氢氧化钠的浓度0. 1~0. 3mol/L，加入量10L/kg污泥，优选为所述氢氧化钠的浓度 0· lmol/L ;(腐殖酸）；
[0009] (2)将步骤⑴离心后沉淀物中加入硫酸，在70°C水浴搅拌提取0. 5小时，得到提 取液E2,所述硫酸的浓度优选为25 %，加入量为4L/kg ;
[0010] (3)将提取液E2,加入还原铁粉，结晶、冷却、干燥制得无机铁肥，所述铁粉的加入 量是 0· 6kg/kg。
[0011] (4)将提取液E1，加入硝酸调节pH至中性，经浓缩即为腐殖酸。
[0012] 本发明所述离心机转速优选为4000转/分钟，离心时间优选为10分钟。本发明 中步骤（1)中的提取液可以回用作为下一批铁泥的氢氧化钠提取剂。该方法不仅解决了传 统方法中过滤困难的问题，而且可有效的提取铁泥中的铁元素、腐殖酸和微量元素等植物 所需要的营养成分。
[0013] 本发明的主要原理为：通过在铁泥中加入氢氧化钠用于提取污泥中的腐殖类物 质；加硫酸是用于提取铁泥中的铁元素；加入还原铁粉是用于将铁泥中的三价铁离子还原 为二价，使其全部转化为硫酸亚铁。
[0014] 本发明取得的有益效果是：
[0015] (1)该方法可有效的提取污泥中的铁元素、腐殖酸和其他微量元素等植物所需要 的营养成分。植物生长发育过程中，铁是必不可少的微量元素之一。它有能促进叶绿素的 合成和作物根内硝酸还原的作用，也是植物吸收氮和磷的限制因子。当植物缺少铁元素时， 吸收氮和磷的过程受到影响，除了造成巨大的经济损失外，更会引发一系列的生态问题。由 于铁是人类和动物所必需的元素，从生态系统角度来讲，植物缺铁就会限制铁元素在人体 和动物体内的吸收，以至于导致贫血病的发生。铁肥是一种微肥，能促进植物吸收氮磷元 素，可通过调节植物体内的氧化还原过程，从而加速有机物在土壤中的分解、若与一些杀病 农药混合施用，易造成作物的伤害。腐殖酸是高分子复合有机胶体，在其各单元结构上带有 一个或多个活性基团，其主要的活性基团是羧基、酚羟基和醌基。它们被植物吸收后，可促 进植物体内多酚氧化酶的活性，从而促进作物的新陈代谢和醣类及干物质的积累。对谷物 和薯类作物喷洒腐殖酸钠后，能显著降低空壳率，提高作物的产量。腐殖酸活性基团还有改 善土壤物理性质的作用。
[0016] (2)能够省去过滤步骤，工艺操作简单，与其他工艺相比，成本较低。
[0017] (3)腐殖酸液态肥含有植物所必需的微量元素，病原菌被灭活，施用后能提高作物 的抗逆性、促进作物植株生长旺盛，同时具有改良土壤、培肥地力、肥效长短结合、速缓效结 合、施用方便省时省力（可结合农药喷洒施肥、可结合灌溉施肥、可叶面喷施根部冲施、可 作基肥亦可作追肥）之明显特效。
[0018] (4)无机铁肥作为叶面肥喷施使用，这样能够有效避免高pH值土壤中出现铁的固 定反应。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】 [0020] 实施例
[0021] 某造纸厂芬顿铁泥主要指标如下表所示。
[0022] 表1某污水处理厂污泥主要指标
[0023]
[0024] 表2污泥的化学组成
[0025]
[0026] 表3污泥?其余重i属含量0ng/g污泥V重） ' '
[0027]
[0028] 将污泥放置于烧杯中，向其中加入0. lmol/L的NaOH(加入量为10L/kg污泥），以 10转/每分钟的转速搅拌6小时后以4000转/每分钟的速度离心10分钟，收集提取液El。 沉淀加入25 %的硫酸（加入量为4L/kg污泥），以10转/每分钟的转速在70°C的水浴下搅 拌提取〇. 5小时，收集提取液记为E2。向提取液E2中加入还原铁粉（0. 6kg/kg)，再经过结 晶冷却干燥后制得无机铁肥。将提取液El浓缩，即可制得有机腐殖酸叶面肥。
【主权项】
1. 从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 在芬顿铁泥中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后离心，离心后上清液收集提取液 El； (2) 在步骤⑴离心后沉淀物中加入硫酸，在70°C水浴搅拌提取0.5小时，得到提取液 E2 ； (3) 将步骤（2)中的提取液E2,加入还原铁粉，结晶、冷却、干燥制得无机铁肥； (4) 将步骤（1)中的提取液E1，加入硝酸调节pH至中性，经浓缩即为腐殖酸液态肥。2. 如权利要求1所述的从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法，其特征 是，所述步骤（1)氢氧化钠的浓度〇.lmol/L，加入量为10L/kg污泥。3. 如权利要求2所述的从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法，其特征 是，所述步骤（2)中硫酸的浓度为25%，加入量为4L/kg污泥。4. 如权利要求2所述的从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法，其特征 是，所述步骤（3)中铁粉的加入量是0. 6kg/kg。5. 如权利要求2所述的从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法，其特征 是，所述步骤（4)硝酸的浓度为0. 5mol/L。6. 如权利要求1-5中任意一项所述的从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的 方法，其特征是，所述步骤（1)离心机转速为4000转/分钟，离心时间为lOmin。7. 如权利要求1-4中任意一项所述的从芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的 方法，其特征是，所述步骤（1)提取液回用作为下一批污泥的氢氧化钠提取剂。
【专利摘要】本发明公开了一种芬顿铁泥中提取腐殖酸液态肥和无机铁肥的方法。它包括以下步骤：(1)在芬顿铁泥中加入氢氧化钠，搅拌提取6小时后离心，离心后上清液为提取液E1；(2)将步骤(1)离心后沉淀物中加入硫酸，在70℃水浴搅拌提取0.5小时，得到提取液E2；(3)将步骤(2)中的提取液E2，加入还原铁粉，结晶、冷却、干燥制得无机铁肥；(4)将步骤(1)中的提取液E1，加入硝酸调节pH至中性，经浓缩即为腐殖酸液态肥。该方法不仅完成了有效的利用了铁泥中的有机质和铁元素，而且解决了提取铁元素过程中过滤困难的问题。
【IPC分类】C05G3/04, C05D9/00
【公开号】CN104892036
【申请号】CN201510358581
【发明人】朱英, 王炜亮, 韩哲, 邓俊敏
【申请人】山东省科学院新材料研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月25日