烷基化廢硫酸溶解鐵泥制備聚合硫酸鐵
隨著油品標(biāo)準(zhǔn)的提升,我國(guó)烷基化油的需求大幅增長(zhǎng),在烷基化油的生產(chǎn)過程中需要用到濃硫酸為催化劑,經(jīng)過凈化洗滌、吸收后,硫酸濃度逐漸降低,降低到一定程度后不能再用于生產(chǎn)烷基化油,就成為廢硫酸了,如果這些廢硫酸不加處理直接排放,就會(huì)對(duì)環(huán)境帶來很大的污染。
近年來,以鐵泥為原料開發(fā)高附加值產(chǎn)品吸引了眾多學(xué)者和技術(shù)人員的關(guān)注,鐵泥主要來源于鋼鐵加工廠,鋼材酸洗后需要用水將其表面殘留的酸液沖洗干凈,這樣就產(chǎn)生了低酸度廢水,加堿中和、沉淀后才可以排放,沉淀池就產(chǎn)生了鐵泥。鐵泥成分復(fù)雜,包括脫落的鐵錳濾膜和硅酸鹽、泥沙、破碎濾料等雜質(zhì),其中的Fe主要以Fe3+沉積物的形式存在,主要成分為不定性的氫氧化鐵和潔凈度較差的a- FeOOH和γ- FeOOH4,鐵泥干燥后,呈黑黃色,含F(xiàn)e質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為9% ~ 20%(以TFe計(jì)),并含有一定量的Cr,Ni,Mn,Zn等雜質(zhì)元素,直接堆放會(huì)占用大量土地,而且降水會(huì)促進(jìn)泥渣中Fe,Cr,Ni等金屬離子的釋放,進(jìn)而污染土壤和地表水系回另外,由于鋼鐵產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)外對(duì)鐵礦石的需求迅猛增加,國(guó)內(nèi)鐵礦石存在大量短缺,充分有效的利用鐵泥,使鐵泥的回收再利用成為可能,對(duì)解決環(huán)境污染降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展從而創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。
為了充分利用廢酸和鐵泥,專家們研究了用烷基化廢硫酸溶解鐵泥,制備具有廣泛工業(yè)和水處理應(yīng)用的聚合硫酸鐵產(chǎn)品的方案。具體方法如下:取1000g鐵泥放入2000mL的大燒杯中,再加入過量的烷基化廢硫酸,在70~ 80℃條件下攪拌反應(yīng)4h后過濾,檢測(cè)濾液中的酸含量,再假設(shè)投加的泥已全部反應(yīng),根據(jù)加人的泥量和消耗的酸,估算濾液中剩余的酸被耗完大約需要多少泥,再在濾液中加人已計(jì)算的泥量,在70~80℃條件下繼續(xù)反應(yīng)4h,若酸未耗完,以此類推,繼續(xù)加泥;若酸已基本耗完,根據(jù)加入的總酸量與總泥量再做一組綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,所得濾液經(jīng)過亞鐵調(diào)配、氯酸鈉氧化做成聚合硫酸鐵產(chǎn)品。
硫酸溶解鐵泥較佳投料比的探索
在2000mL大燒杯中加入1000g鐵泥,再加入774.28 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87. 19%的烷基化廢硫酸,此時(shí)保證酸過量,同時(shí)為了模擬生產(chǎn),控制反應(yīng)溫度在70~80℃,攪拌反應(yīng)4h后,所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酸含量依然非常高,說明酸過量,需要再加鐵泥進(jìn)行溶解耗酸。經(jīng)過計(jì)算,若預(yù)留Fe2+氧化所需要的酸,還應(yīng)再加245.5 g鐵泥來消耗多余的酸。加入后,無論溶液中的Fe含量,還是酸含量,均達(dá)到了制備聚合硫酸鐵的條件,再在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化烷基化廢硫酸溶解鐵泥的較佳投料比,制備聚合硫酸鐵產(chǎn)品觀察其外觀、顏色及穩(wěn)定性,進(jìn)而打通烷基化廢硫酸溶解鐵泥制備聚合硫酸鐵的工藝路線。
聚合硫酸鐵的制備
按照較佳投料比進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在2 000mL大燒杯中加入1 245.5 g鐵泥,再加人774.28 g87.19%的烷基化廢硫酸,在70~80℃的條件下攪拌4h后過濾,取一定量的上述濾液,按照聚合硫酸鐵制備方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用烷基化廢硫酸溶解鐵泥所得濾液,再與FeSO4.7H2O,NaClO3進(jìn)行調(diào)配和氧化,可以得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CBT14591- -2016 的聚合硫酸鐵。
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