本发明涉及一种以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,属于工业废液废渣综合利用及化工生产技术领域。
背景技术:
钢铁企业在酸洗生产线、物化检验等流程中,均需要使用大量的盐酸或硫酸等酸液对钢材表面进行处理,从而产生了大量含有fe2-和游离酸的酸洗废弃液;这些酸洗废弃液如果任意排放会造成严重的污染;如何实现这些废弃酸液的再利用成为近年来的研究热点。
另一方面,在焦化厂、煤气厂、炼油厂、石化厂、制革厂等工业废水中,含有大量的硫化物,硫通常以s、s2-、so42-的形式存在于水中,s和so42-在硫酸盐还原菌(srb)作用下会还原成s2-,s2-有毒且具有臭味对环境的污染非常严重,而且在实际生产中水中的s2-由于外电子云容易变形,因而穿透力极强,对钢铁有严重的腐蚀性,最终会导致设备穿孔,影响企业生产的顺利进行。为除去工业废水中的硫,现今使用广泛的除硫技术有化学氧化剂除硫、曝气除硫、液相催化氧化除硫、沉淀法除硫、吸附法除硫等。沉淀法是在水中加入锌盐、铁盐等沉淀剂使硫化物沉淀后分离去除,由于这种方法使用简单,去除率高,使其得到大量应用。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是提供一种以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,实现钢铁企业废弃酸液的再生利用,制备的脱硫剂相较于现有的沉淀法脱硫具有硫去除率更高的优点,杜绝废弃酸液和工业废水对环境的污染。
解决上述技术问题的技术方案为:
以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,包括以下步骤:
(1)、获取一定量的废弃酸液,测定其中酸的质量百分含量和二价铁、三价铁的质量百分含量;
(2)、根据废弃酸液中酸含量和二价铁、三价铁的量,加入废铁屑和盐酸,使得废弃酸液中总铁的质量百分含量达到10%以上;
(3)、在沉淀澄清后的酸液中加入聚合稳定剂搅拌溶解;
(4)、在搅拌过程中加入聚合氧化剂,聚合氧化30~60min,最后得到高效的聚合物除硫剂。
上述的以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,所述步骤(1)~步骤(4)均在同一个容器内进行,所述步骤(3)和步骤(4)中,搅拌的速度为100~1000r/min。
上述的以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,所述聚合稳定剂为磷酸盐或磷酸盐类化合物,所述聚合氧化剂为氯酸盐化合物,聚合稳定剂或聚合氧化剂可以以固体或液体形式投加。
上述的以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,所述聚合稳定剂为磷酸二氢钠、磷酸三钠、磷酸铵的一种或其中的两种或它们三种的组合;所述聚合氧化剂为氯酸钠、氯酸铵或氯酸钾。
上述的以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,所述聚合稳定剂加入的质量比为:[clo3—]/[fe]≥0.24,聚合氧化剂加入的质量比为:[p]/[fe]≥0.03,废铁屑和盐酸加入的质量比为:盐酸/[fe]=0.2~0.4。
上述的以废弃酸液为原料制备脱硫剂的方法,制备的脱硫剂中全铁含量≥10wt%,盐基度5~20%;水中加入1wt%的脱硫剂后,ph值为1~3,密度为1.1~1.45g/cm3。
本发明针对废弃酸液中含有大量铁和游离酸的特点,在常温下通过添加铁屑、盐酸、聚合稳定剂、聚合氧化剂,制备生产出具有混凝性能的聚合物除硫剂;该除硫剂对工业废水进行脱硫处理时,一方面水中铁离子与硫离子能生成黑色沉淀从而达到除硫的目的;另一方面具有盐基度的聚合物除硫剂有较好的电中和及吸附作用,能使得水中胶体微粒形成较大的絮体矾花,快速沉淀分离,还可以有效的去除污水中的重金属离子和cod等有害物质,最终达到净水的目的。
本发明具有以下优点:
1、制备生产的聚合物除硫剂的主要原料由钢铁企业的废弃酸洗液和废铁组成,降低了废弃物的处理成本,变废为宝,是一种无害化环境友好形式的处理方法,且整个制备过程是在一容器内进行,不需要加热设备,操作简便,易于实际生产;
2、制备生产的聚合物除硫剂作用于含硫废水后,一方面对硫化物的去除效率高,另一方面具有盐基度的除硫剂还可以有效的去除污水中的重金属离子和cod等有害物质,是一种高效环保的水处理药剂。
3、制备生产的聚合物除硫剂是水溶液形态,能单独或稀释后直接使用,也可与其他药剂复配使用,进一步提高废水处理效果,使用方法简便,经济效益显著。
4、制备得到的聚合物除硫剂适用于炼油、石油、焦化、钢铁等工业行业生产过程中的除硫、除浊、沉降分离过程,应用前景广泛。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明:
实施例1
取200g的钢铁废弃酸洗液,其中全铁含量9.46wt%,酸的含量24.85wt%,分别加入盐酸和废铁屑的量为5wt%和25wt%,静置反应48h后,得到全铁含量为13.82wt%的溶液;
称取100g调整含量后的酸洗废液,加入4.84g聚合物稳定剂磷酸三钠(na3po4·12h2o),搅拌直至完全溶解后,再次加入共计4.5g的聚合物氧化剂氯酸钠(naclo3),搅拌氧化30min,即可得到盐基度为10.62%的聚合物除硫剂。
实施例2
取300g的钢铁废弃酸洗液,其中全铁含量9.46%,酸的含量24.85wt%。分别加入盐酸和废铁屑的量为2wt%和10wt%,静置反应3天后,得到全铁含量为10.63%的溶液;
称取150g调整含量后的酸洗废液,加入7.35g聚合物稳定剂磷酸三钠(na3po4·12h2o),搅拌直至完全溶解后,再次加入共计6.75g的聚合物氧化剂氯酸钠(naclo3),搅拌氧化60min,即可得到盐基度为12.51%的聚合物除硫剂。
实施例3
取400g的钢铁废弃酸洗液,其中全铁含量9.46wt%,酸的含量24.85wt%,分别加入盐酸和废铁屑的量为10wt%和25wt%,静置反应48h后,得到全铁含量为15.24wt%的溶液;
称取100g调整含量后的酸洗废液,加入5.23g聚合物稳定剂磷酸三钠(na3po4·12h2o),搅拌直至完全溶解后,再次加入共计6.1g的聚合物氧化剂氯酸钠(naclo3),搅拌氧化40min,即可得到盐基度为12.7%的聚合物除硫剂。
实施例4
取200g的钢铁废弃酸洗液,其中全铁含量9.46%,酸的含量24.85wt%。分别加入盐酸和废铁屑的量为20wt%和50wt%,静置反应5天后,得到全铁含量为16.8%的溶液;
称取150g调整含量后的酸洗废液,加入8.5g聚合物稳定剂磷酸三钠(na3po4·12h2o),搅拌直至完全溶解后,再次加入共计7.9g的聚合物氧化剂氯酸钠(naclo3),搅拌氧化50min,即可得到盐基度为14.11%的聚合物除硫剂。
本发明实施例1~4中制备的聚合物除硫剂,与市售的氯化铁絮凝剂在相同全铁投加量情况下,对某钢铁厂脱硫废液进行对比实验,处理效果比较见表1-表4。
表1实施例1除硫剂与市售氯化铁絮凝剂处理脱硫废液效果对比
表2实施例2除硫剂与市售氯化铁絮凝剂处理脱硫废液效果对比
表3实施例3除硫剂与市售氯化铁絮凝剂处理脱硫废液效果对比
表4实施例4除硫剂与市售氯化铁絮凝剂处理脱硫废液效果对比
当全铁的投加量相同时,形成硫化铁的沉淀量应该相同,即对s2-的沉淀能力应该相同。由表1-表4可知,与市售的氯化铁相比,在相同的铁投加量下,本发明制备的聚合物除硫剂对硫的去除能力略优于市售的氯化铁絮凝剂,这是由于该除硫剂具有良好的吸附作用,使其具有更好的混凝沉淀的效果,产生的硫化铁沉淀能跟随絮体矾花快速沉降,快速分离,才使得对硫化物的去除效果高于市售的氯化铁。