【摘要】：鋼鐵材料的酸洗工藝,在制造業(yè)中不可缺少。酸洗過程中,由于金屬離子的溶解,當(dāng)金屬離子濃度不斷升高,累積到一定值,會(huì)導(dǎo)致清洗用酸失效,產(chǎn)生酸性廢液。工業(yè)上報(bào)廢的酸性廢液,由于酸性很強(qiáng)且含金屬離子,不能直接排放。需通過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行排放。目前最常用的酸性廢液處理方法是以石灰石作為中和劑的中和處理法。但中和法存在排污量大、處理成本高、沉淀污泥處理難等弊端。因此探究一種能夠綠色循環(huán)利用、成本低的回收酸性廢液的方法具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。本文提出季銨鹽沉淀法回收處理工藝,利用在酸性環(huán)境中季銨鹽能與FeCl4-反應(yīng)生成沉淀來處理酸性廢液。在含有Fe離子的酸性廢液中,加入Cl-,使Fe離子變成FeCl4-,再加入季銨鹽,經(jīng)簡(jiǎn)單的沉淀分離,將Fe從酸性廢液中分離開,從而實(shí)現(xiàn)酸的重復(fù)利用。沉淀經(jīng)過高溫焙燒轉(zhuǎn)化為化學(xué)原料氧化鐵。本論文主要開展了以下工作:(1)季銨鹽在酸性廢液中除去Fe3+工藝研究利用鐵離子與氯離子絡(luò)合形成陰離子的性質(zhì),先加入氯化鈉,將鐵離子絡(luò)合成陰離子,再加入季銨鹽反應(yīng),生成不溶酸沉淀,達(dá)到去除的目的。考察了季銨鹽種類、四丁基氯化銨加入量、反應(yīng)時(shí)間、鹽酸濃度、氯離子濃度、氫離子濃度對(duì)沉淀效果的影響�？苫厥招阅軠y(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,處理后的含鐵酸性廢液,Fe離子濃度低于0.1 g·dm-3,在該濃度已不影響清洗酸的繼續(xù)使用。確定季銨鹽沉淀法處理含鐵酸性廢液工藝流程。(2)四丁基氯化銨季銨鹽沉淀法的機(jī)理推測(cè)研究通過EDS元素分析,X-射線衍射儀、紅外光譜等表征方法,推出四丁基氯化銨季銨鹽沉淀法的沉淀產(chǎn)物為C16H36NFeCl4,生成沉淀過程中并未引入新的元素,沉淀是四丁基氯化銨與FeCl4-結(jié)合,產(chǎn)生沉淀過程中四丁基氯化銨的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化,沉淀的產(chǎn)生未與官能團(tuán)作用,從而推出沉淀C16H36NFeCl4的結(jié)構(gòu)式。沉淀不是四丁基氯化銨與FeCl3的簡(jiǎn)單混合,而是生成了一種新的物質(zhì)。驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所提思路,鐵離子與氯離子形成的絡(luò)合物,在酸性條件下與季銨鹽結(jié)合生成沉淀。(3)四丁基氯化銨季銨鹽沉淀法回收其它含鐵廢酸應(yīng)用研究在確定了四丁基氯化銨季銨鹽沉淀法處理工藝的基礎(chǔ)上,考察了季銨鹽沉淀法處理含F(xiàn)e3+不同濃度鹽酸模擬廢液、含F(xiàn)e3+不同濃度硫酸模擬廢液、含F(xiàn)e3+不同濃度硝酸模擬廢液、含F(xiàn)e3+不同濃度磷酸模擬廢液、含F(xiàn)e3+不同濃度檸檬酸模擬廢液、含F(xiàn)e3+不同混合酸模擬廢液采用季銨鹽沉淀法的處理效果。以及處理含F(xiàn)e2+廢酸液過氧化氫加入量的探究,含F(xiàn)e2+不同濃度鹽酸模擬廢液、含F(xiàn)e2+不同濃度硫酸模擬廢液、含F(xiàn)e2+不同濃度硝酸模擬廢液、含F(xiàn)e2+不同濃度磷酸模擬廢液采用季銨鹽沉淀法的處理效果。研究結(jié)果表明季銨鹽沉淀法能夠有效回收處理含鐵的不同種類酸洗液。
【圖文】：

程圖逡逑酸性廢液的酸度、鐵離子含量、氯離子含量。氯離子與鐵離子摩爾比達(dá)到３０。再加入季銨鹽２，可觀察到生成沉淀。上清酸液，即為再生的用于計(jì)算鐵的去除率；濾渣用高溫焙燒進(jìn)行處

理含高離子濃度的廢液。但在酸性環(huán)境下，由于金屬離子難以形成沉淀，故常先逡逑用堿將酸中和，然后再將金屬離子沉淀，過濾分離沉淀，達(dá)到除去金屬離子的目逡逑的。因此利用常見沉淀分離法處理含金屬離子酸性廢液不僅藥品耗量大，排污量逡逑也非常大，而且將酸轉(zhuǎn)化為水，浪費(fèi)大量的酸資源。逡逑在鋼鐵酸洗過程中，產(chǎn)生的酸性廢液中的金屬離子主要是鐵離子。但鐵離子逡逑在酸性條件下難以形成沉淀，因此目前處理鋼材清洗酸性廢液的沉淀分離法主要逡逑是酸堿中和沉淀。逡逑本研宄小組通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鐵離子雖然在酸性環(huán)境中不能形成沉淀，，但逡逑鐵離子與氯陰離子形成的絡(luò)合物，能夠在酸性條件下與季銨鹽結(jié)合生成沉淀。據(jù)逡逑此，本研宄小組提出了一種利用季銨鹽沉淀來處理酸性廢液的新方法，季銨鹽沉逡逑淀法。具體是，先在酸性廢液中加入一定量的氯離子，讓鐵離子和氯離子充分絡(luò)逡逑合形成氯化鐵絡(luò)合物，此時(shí)再加入季銨鹽與氯化鐵絡(luò)合物結(jié)合生成黃綠色沉淀，逡逑現(xiàn)象及反應(yīng)如圖２．２所示。按沉淀分離步驟進(jìn)行酸與金屬離子的分離，所得上清逡逑液鐵離子濃度低于０．１邋ｇ邋ｄｎｒ３，可繼續(xù)作為清洗酸使用�；厥諡V渣經(jīng)過高溫焙燒后逡逑轉(zhuǎn)化為化工原料氧化鐵。實(shí)現(xiàn)報(bào)廢酸的循環(huán)利用，及鐵的回收。逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;TG178

【參考文獻(xiàn)】

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3 劉生沛;呂光輝;;混酸再生技術(shù)在太鋼不銹鋼酸洗廢液處理過程中的應(yīng)用實(shí)踐[J];冶金動(dòng)力;2012年03期

4 柳雨;;不銹鋼酸洗廢液的回收和處理技術(shù)[J];世界鋼鐵;2011年06期

5 楊小元;嚴(yán)宇澄;周宇翔;;天維膜處置鋼絲繩酸性廢液實(shí)驗(yàn)中存在的問題[J];環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警;2011年05期

6 田瑩瑩;尹應(yīng)武;羅偉;;酸洗廢液的資源化工藝研究[J];工業(yè)水處理;2009年10期

7 郝新煥;;鄰菲羅啉分光光度法測(cè)定污水中的總鐵[J];石油化工腐蝕與防護(hù);2006年04期

8 洪運(yùn)濤,喬梁,劉新華;Ruthner-噴霧焙燒法廢鹽酸再生技術(shù)在冷軋中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代化工;2005年01期

9 王昶;雙季銨鹽殺菌劑的殺菌試驗(yàn)研究[J];工業(yè)用水與廢水;2000年06期

10 葉筠,蔡偉民,沈雄飛;殼聚糖季銨鹽的合成及其對(duì)煉油廢水的絮凝和滅菌性能[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年04期

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1 劉志成;鋼鐵企業(yè)酸洗廢液資源化利用技術(shù)研究[D];湘潭大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2621710