本發(fā)明涉及含鐵廢水的處理，特別是一種金屬表面處理產(chǎn)生的含鐵廢水的處理方法及處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

不銹鋼材在成形和熱處理過程中，表面會產(chǎn)生一層黑色的氧化皮，這類氧化皮結(jié)構(gòu)致密，與基體附著力強，含有fe、cr、ni、少量c和si，有些產(chǎn)品可能存在mn、ti、mo、cu和w等元素，氧化物結(jié)構(gòu)為：氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、氧化鉻、氧化鎳、二氧化硅、鉻尖晶石(cr2o3·feo)和鎳尖晶石(nio·fe2o3)等。不銹鋼氧化皮不僅破壞了鋼材表面的美觀性，又會加快金屬表面的電化學(xué)腐蝕，而且其存在的表面應(yīng)力會加快鋼材表面的應(yīng)力腐蝕。因此，不銹鋼表面的氧化皮必須在后續(xù)加工前去除干凈。工程上，常使用酸洗工藝去除熱軋及退火過程中在不銹鋼鋼材表面形成的氧化皮，同時對不銹鋼表面進行鈍化處理，使其更具耐蝕性。

酸洗過程中，主要存在兩類酸性廢液。其一為酸洗槽中酸洗產(chǎn)生的廢酸液，其二為漂洗或沖洗廢水。目前大多數(shù)金屬表面處理廢酸液及廢水都是統(tǒng)一收集處理，采用石灰一步中和沉淀法，將水中的殘余酸中和，形成硫酸鈣或磷酸鈣或氟化鈣或金屬氫氧化物的共沉淀污泥。該方法缺點是在ph值在6～9之間，部分金屬氫氧化物沉淀不完全，處理后的廢水中部分金屬離子超標(biāo)，水處理產(chǎn)生的污泥量非常大，且沉淀物中含大量重金屬，需按工業(yè)危險廢物管理，處置費用大。

由于這種污泥屬危險廢物，直接使用方式被限制，目前處理這些污泥主要采用三種途徑：一是固化穩(wěn)定化后送危險廢物填埋場填埋，二是采用水泥窯協(xié)調(diào)焚燒處置，作為水泥填料使用，三是摻入粘土中燒制磚或與水泥混和制成免燒磚。污泥的處理較復(fù)雜，且費用較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，有必要提供一種能夠減少污泥產(chǎn)生的含鐵廢水的處理方法及處理系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種含鐵廢水的處理方法，包括以下步驟：

a、在含鐵廢水中加入磷酸鹽溶液，攪拌反應(yīng)后進行壓濾，得到磷酸鐵與含其它金屬離子的合成母液；

b、將步驟a中得到的所述磷酸鐵用稀硫酸溶液洗滌并進行壓濾，以去除所述磷酸鐵中殘留的其它金屬離子；

c、將步驟b中得到的所述磷酸鐵用液堿和水打漿，使所述磷酸鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，壓濾，得到氫氧化鐵和磷酸鹽溶液；

d、將步驟c中的所述氫氧化鐵用稀氫氧化鈉溶液洗滌并進行壓濾，以去除所述氫氧化鐵中殘留的磷酸根離子，烘干，得到氫氧化鐵產(chǎn)品。

一種實施所述含鐵廢水的處理方法的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括依次連接的磷酸鐵合成裝置、磷酸鐵洗滌裝置、磷酸鐵轉(zhuǎn)換裝置和氫氧化鐵洗滌烘干裝置。

本發(fā)明采用磷酸鹽溶液沉淀含鐵廢水中的鐵元素，得到磷酸鐵，再將磷酸鐵用稀硫酸溶液洗滌，以得到較純的磷酸鐵，然后將磷酸鐵用液堿和水打漿，使磷酸鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，再將氫氧化鐵用稀氫氧化鈉溶液洗滌并進行壓濾，烘干，得到氫氧化鐵產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的含鐵廢水的處理方法能夠回收鐵元素，減少了污泥的產(chǎn)生，工藝流程簡單，操作方便，資源回收的效益較高，可取得良好的社會經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式提供的含鐵廢水的處理方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明實施方式提供的含鐵廢水的處理系統(tǒng)的示意圖。

主要元件符號說明





如下具體實施方式將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。

具體實施方式

在描述本發(fā)明之前，需要說明的是本發(fā)明不限于以下所描述的具體實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求精神的情況下，可對以下所述的具體實施方式進行變更及修改。

本發(fā)明提供一種含鐵廢水的處理方法，主要用于金屬表面處理中產(chǎn)生的含鐵廢水，該處理方法使用磷酸鹽溶液沉淀鐵元素，以回收含鐵廢水中的鐵元素。請參照圖1，含鐵廢水的處理方法包括以下步驟：

步驟a：在含鐵廢水中加入磷酸鹽溶液，攪拌反應(yīng)后進行壓濾，得到磷酸鐵與含其它金屬離子的合成母液。

具體地，含鐵廢水的ph值控制在1.5～2.5之間，在攪拌含鐵廢水的情況下，采用滴加的方式將磷酸鹽溶液加入到含鐵廢水中，攪拌反應(yīng)1～3小時，以沉淀出含鐵廢水中的鐵離子。滴加完成后，含鐵廢水的ph值控制在1.8～3.0之間，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1～2小時，反應(yīng)停止后進行壓濾，得到磷酸鐵沉淀與含其它金屬離子的合成母液。

當(dāng)含鐵廢水的酸度較高時，銅、鎳、鉻等離子基本不會形成磷酸鹽沉淀，而三價鐵離子則可以形成沉淀，因此，采用磷酸鹽溶液作為沉淀液，能夠?qū)U水中鐵離子與其它金屬離子分離。但酸度過高，磷酸鐵沉淀量下降，影響鐵沉淀的效率，同時損失部分磷酸鹽。因此，含鐵廢水的ph值應(yīng)控制在1.5～3.0之間。磷酸鹽沉淀過濾性能很好，不吸附雜質(zhì)。

步驟b：將步驟a中得到的磷酸鐵用稀硫酸溶液洗滌并進行壓濾，以去除磷酸鐵中殘留的其它金屬離子。

具體地，采用ph值為2.8～3.2之間的稀硫酸溶液對磷酸鐵進行洗滌、壓濾、再洗滌、再壓濾，重復(fù)1～3次，去除磷酸鐵中殘留的其它金屬離子，從而得到比較純的鐵鹽。較佳地，稀硫酸溶液的固液比范圍控制在1:10～1:20之間。

步驟c：將步驟b中得到的磷酸鐵用液堿和水打漿，使磷酸鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，壓濾，得到氫氧化鐵和磷酸鹽溶液。

步驟b中得到的磷酸鐵固體需立即用液堿和水打漿。具體地，將磷酸鐵固體加入到攪拌打漿槽中，加入液堿，控制ph值在13～14之間，反應(yīng)4～5小時，使磷酸鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，壓濾分離，濾液為磷酸鹽溶液，可返回使用。較佳地，磷酸鐵與液堿的固液比范圍控制在1:10～1:20之間。

步驟d：將步驟c中得到的氫氧化鐵用稀氫氧化鈉溶液洗滌并進行壓濾，以去除氫氧化鐵中殘留的磷酸根離子，烘干，得到氫氧化鐵產(chǎn)品。

具體地，將用ph值為12.8～13.2的稀氫氧化鈉溶液對氫氧化鐵進行洗滌、壓濾、再洗滌、再壓濾，重復(fù)1～3次，以去除氫氧化鐵固體中殘留的磷酸根離子，再將氫氧化鐵烘干，烘干后得到氫氧化鐵產(chǎn)品，可在包裝后作為產(chǎn)品出售。

步驟e：將步驟a中得到的含其它金屬離子的合成母液，用石灰乳液中和并進行壓濾，得到金屬氫氧化物和濾液。

具體地，將步驟a中得到的含其它金屬離子的合成母液，用石灰乳液中和至ph≤9.0，在堿性條件下沉淀金屬離子，得到金屬氫氧化物。用石灰乳液中和的反應(yīng)時間控制在0.5～2.0小時，然后壓濾分離，得到金屬氫氧化物和濾液。所述金屬氫氧化物可以進一步資源化利用，也可以填埋處理。

步驟f：將步驟e中得到的濾液進行生化處理和排放。

具體地，將濾液進行生化處理，處理后不含重金屬的廢水，可在生產(chǎn)中循環(huán)利用或少量余水進行生化處理達標(biāo)后排放。

請參照圖2，本發(fā)明同時提供一種含鐵廢水的處理系統(tǒng)，其包括依次連接的磷酸鐵合成裝置10、磷酸鐵洗滌裝置20、磷酸鐵轉(zhuǎn)換裝置30、氫氧化鐵洗滌烘干裝置40、磷酸鹽溶解裝置50和母液處理裝置60。

所述磷酸鐵合成裝置10用于在含鐵廢水中沉淀出磷酸鐵，其包括相連接的合成反應(yīng)槽11和第一壓濾機12。所述合成反應(yīng)槽11用于將含鐵廢水和磷酸鹽溶液進行反應(yīng)，以沉淀出含鐵廢水中的鐵元素，所述第一壓濾機12用于過濾，以得到磷酸鐵沉淀與含其它金屬離子的廢水。第一壓濾機12的出水口連接母液處理裝置60，第一壓濾機12的濾餅下接磷酸鐵洗滌裝置20。

所述磷酸鐵洗滌裝置20用于洗滌磷酸鐵，其包括相連接的第一攪拌洗滌槽21和第二壓濾機22。第一攪拌洗滌槽21用于加入磷酸鐵和ph值在2.8～3.2之間的稀硫酸溶液，以利用稀硫酸溶液對磷酸鐵進行洗滌。第一攪拌洗滌槽21下端用泵連接第二壓濾機22，第二壓濾機22出水口連接母液處理裝置60，濾餅下接磷酸鐵轉(zhuǎn)換裝置30。

所述磷酸鐵轉(zhuǎn)換裝置30用于將磷酸鐵轉(zhuǎn)換為氫氧化鐵沉淀，其包括依次連接的液堿儲槽31、攪拌打漿槽32、第三壓濾機33和皮帶傳送機34。攪拌打漿槽32用于加入第二壓濾機22中得到的磷酸鐵和液堿儲槽31提供的液堿，以將磷酸鐵轉(zhuǎn)換為氫氧化鐵沉淀。攪拌打漿槽32下接第三壓濾機33，第三壓濾機33的出水口連接磷酸鹽溶解裝置50，第三壓濾機33的濾餅通過皮帶傳送機34連接氫氧化鐵洗滌烘干裝置40。

所述氫氧化鐵洗滌烘干裝置40用于洗滌和烘干氫氧化鐵，其包括依次連接的第二攪拌洗滌槽41、第四壓濾機42、皮帶傳送機43、真空干燥器44、粉碎機45和包裝機46，以及與第二攪拌洗滌槽41連接的稀堿儲槽47。第二攪拌洗滌槽41用于加入氫氧化鐵沉淀和稀堿儲槽47中提供的稀氫氧化鈉溶液，以對氫氧化鐵沉淀進行洗滌。第四壓濾機42的出水口連接磷酸鹽溶解裝置50，第四壓濾機42的濾餅下接皮帶傳送機43，皮帶傳送機43連接真空干燥器44，真空干燥器44連接粉碎機45，粉碎機45出口連接包裝機46，包裝后得到氫氧化鐵產(chǎn)品。

所述磷酸鹽溶解裝置50用于溶解磷酸鹽、得到并儲存磷酸鹽溶液，其包括依次連接的溶解反應(yīng)釜51、第五壓濾機52和磷酸鹽儲槽53。溶解反應(yīng)釜51用于加入定量的水(可以是回用水)和定量的磷酸鹽固體并進行攪拌溶解。第五壓濾機52用于過濾掉水不溶物，濾液用泵打入磷酸鹽儲槽53備用。磷酸鹽儲槽53還與磷酸鐵合成裝置10的第一壓濾機12，以及磷酸鐵洗滌裝置20的第二壓濾機22相連接，以存儲磷酸鹽溶液，將磷酸鹽溶液循環(huán)使用。

所述母液處理裝置60用于處理磷酸鐵合成裝置10和磷酸鐵洗滌裝置20得到的合成母液，其包括依次連接的合成母液儲槽61、攪拌反應(yīng)槽62、第六壓濾機63和生化裝置64，以及與攪拌反應(yīng)槽62連接的石灰打漿槽65。合成母液儲槽61分別與磷酸鐵合成裝置10中的第一壓濾機12，以及磷酸鐵洗滌裝置20中的第二壓濾機22相連接。合成母液儲槽61和石灰打漿槽65分別連接攪拌反應(yīng)槽62，攪拌反應(yīng)槽62用于將合成母液用石灰乳液進行中和。攪拌反應(yīng)槽62連接第六壓濾機63，第六壓濾機63的出水口連接生化裝置64，生化裝置64用于將濾液進行生化和排放，生化處理后的中水可回用或排放，污泥可填埋。

可以理解，在其他實施方式中，皮帶傳送機34、43可以取消或取代為其他的傳送裝置。

可以理解，在其他實施方式中，所述磷酸鹽溶解裝置50可以省略或取代為其他磷酸鹽溶液儲存裝置，只要合成反應(yīng)槽11能夠加入磷酸鹽溶液即可。

可以理解，在其他實施方式中，所述母液處理裝置60可以省略或取代為其他廢液處理裝置，相應(yīng)的，步驟e、f可以省略或取代為其他廢液處理方法。

上述含鐵廢水的處理方法及處理系統(tǒng)采用磷酸鹽溶液沉淀含鐵廢水中的鐵元素，得到磷酸鐵，再將磷酸鐵用稀硫酸溶液洗滌，以得到較純的磷酸鐵，然后將磷酸鐵用液堿和水打漿，使磷酸鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，再將氫氧化鐵用稀氫氧化鈉溶液洗滌并進行壓濾，烘干，得到氫氧化鐵產(chǎn)品。其中，本發(fā)明采用磷酸鹽沉淀鐵離子，在酸性條件下固液分離，磷酸鐵沉淀容易過濾；利用液堿轉(zhuǎn)化磷酸鐵，得到金屬氫氧化物沉淀，這種沉淀比液堿直接沉淀容易過濾而且不易吸附夾帶其它重金屬離子。

因此，本發(fā)明的含鐵廢水的處理方法解決了金屬表面處理產(chǎn)生的含鐵廢水的資源化利用的技術(shù)問題，廢水中的鐵元素基本得到回收利用，利用率在98％以上，極大地減少了污泥的產(chǎn)生。本發(fā)明工藝流程簡單，操作方便，資源回收的效益較高，可取得良好的社會經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，所以本發(fā)明之保護范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種含鐵廢水的處理方法，包括以下步驟：A、在含鐵廢水中加入磷酸鹽溶液，攪拌反應(yīng)后進行壓濾，得到磷酸鐵與含其它金屬離子的合成母液；B、將步驟A中得到的磷酸鐵用稀硫酸溶液洗滌并進行壓濾，以去除磷酸鐵中殘留的其它金屬離子；C、將步驟B中得到的磷酸鐵用液堿和水打漿，使磷酸鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，壓濾，得到氫氧化鐵和磷酸鹽溶液；D、將步驟C中的氫氧化鐵用稀氫氧化鈉溶液洗滌并進行壓濾，以去除氫氧化鐵中殘留的磷酸根離子，烘干，得到氫氧化鐵產(chǎn)品。本發(fā)明同時提供一種實施上述含鐵廢水的處理方法的處理系統(tǒng)。本發(fā)明能夠回收鐵元素，減少了污泥的產(chǎn)生。

技術(shù)研發(fā)人員：徐麗陽;米永紅;鄭曉鳳

受保護的技術(shù)使用者：深圳市深投環(huán)?？萍加邢薰?br />
技術(shù)研發(fā)日：2018.08.16

技術(shù)公布日：2018.12.14