一种利用铝泥降低废硫酸中氟含量制备亚铁水的方法与流程

1.本发明涉及铝合金铸造和钢铁酸洗行业废弃物资源回收利用领域，具体为一种利用铝泥降低废硫酸中氟含量制备亚铁水的方法。


背景技术：

2.铝泥是金属或塑料表面酸(碱)洗、除油、除锈、洗涤、磷化、出光、化抛工艺产生的废腐蚀液、废洗涤液、废槽液、槽渣和废水处理污泥。由于铝泥中含有对环境有毒有害物质，在《国家危险废弃物名录》中，将其列为表面处理废物(hw17)，危险特性为有毒性(t/c)。铝泥的成分因生成原料及生产工艺的不同而有一定差异。
3.废酸是钢材酸洗表面处理过程中产生的含有铁离子及其他重金属的腐蚀性溶液。由于废酸中含有对环境有毒有害物质，在《国家危险废弃物名录》中，将其列为有色金属冶炼废物(hw34)，危险特性为有毒性(c,t)。废酸成分因生成原料及生产工艺的不同而有一定差异，部分因工艺需要加入氢氟酸，使废酸中含有大量的氟离子，而导致处理成本明显增加。
4.中国专利cn104773785a本发明公开了一种去除水体中氟离子的方法，将铝污泥风干后磨细至粒度为1mm～5mm；将铝污泥用纯水洗净后，浸泡于稀硫酸中，然后进行过滤并将过滤后的滤渣加入到活化剂中活化，之后再次进行过滤并将过滤后的滤渣置于马弗炉中，在温度为500℃～550℃的条件下保温0.5h～1h，得到活化后的铝污泥。但是该专利工艺较为复杂，需高温焙烧，投资运营成本高。
5.中国专利cn103962089a本发明公开了一种高效廉价氟离子吸附剂及其制备方法和应用。以可溶性的铁盐、铝盐、锰盐和氢氧化钠为原材料，通过溶液沉淀反应的方法合成铁、铝、锰三体系的复合氧化物沉淀物质，然后通过水洗、脱水、干燥后获得高效、廉价的吸附剂。将所得的吸附剂与煤粉、淀粉按一定比例混合，在成球机里成球，干燥得到一种高效、廉价氟离子吸附剂。但是该专利工艺较为复杂，需高温焙烧，投资运营成本高。
6.中国专利cn107758716a本发明公开了一种利用冶炼含氟废酸制备冰晶石的方法，向废水中投加硫化剂，沉淀除去其中的重金属离子及杂质，过滤，保留滤液；向滤液中投加钠盐和铝盐，搅拌反应，过滤得到滤饼；将滤饼水洗后烘干，得到冰晶石。但是该专利存在产物纯化问题，及工艺复杂，耗费大量能源等问题。
7.中国专利cn101062817a本发明公开了一种去除废水中氟离子的方法，依次加入氢氧化钙溶液，硫酸铝溶液，高分子絮凝剂，沉淀后固液分离等一系列的工艺。但是该工艺较为复杂，需要控制不同ph值，且设备投入较大。
8.中国专利cn108642503a本发明提供一种从高浓度工业废酸中脱除氟、氯离子的方法，对高浓度工业废酸加入稀土氢氧化物溶液和草酸的除氟剂进行脱氟处理得到渣相和液相；然后将脱氟处理后的渣相碱溶分离，得到易溶氟化物和稀土氢氧化物沉淀。但是该方法原料复杂，工艺繁琐，成本较高。
9.现有技术对处理废液中氟离子的方法，其缺点主要在于：
10.1.氟离子吸附剂制备工艺较为复杂，活化干燥耗费大量能源，投资运营成本较高；
11.2.直接去除废液中氟离子的方法，工艺复杂，需要多种不同试剂，运营成本较高。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于针对现有含氟废硫酸难以处理，且处理过程产生大量污泥及处理成本高的问题，提出一种利用铝泥降低废硫酸中氟含量制备亚铁水的方法。
13.本发明针对现有技术的不足，提出利用危险废物铝泥与含氟废硫酸在常温下进行反应，加入铁粉耗酸并还原三价铁，利用液碱调节ph使溶液中铬离子和氟离子沉淀，加入硫化钠沉淀镍离子，固液分离得到硫酸亚铁溶液。
14.本发明利用铝泥和含氟废硫酸反应除氟的方法，包括以下步骤：
15.(1)往含氟废硫酸中加入铝泥，搅拌溶解，混合均匀；
16.(2)往步骤(1)中加入铁粉，与体系中的酸和三价铁反应；
17.(3)往步骤(2)中加入液碱，调节ph并引入钠离子，使氟离子和铬离子形成沉淀；
18.(4)往步骤(3)中加入硫化钠，搅拌均匀，除去溶液中镍离子，固液分离，得到硫酸亚铁溶液。
19.优选的，步骤(1)加入铝泥的质量是含氟废硫酸中氟离子含量的1
‑
1.4倍当量，搅拌时间0.5
‑
1h；
20.优选的，步骤(2)加入铁粉的量是溶液中酸和三价铁的含量的1.1
‑
1.3倍当量，搅拌时间1
‑
3h；
21.优选的，步骤(3)加入液碱浓度为15％
‑
30％，调节ph至4.2
‑
4.5之间，搅拌时间0.5
‑
1h；
22.优选的，步骤(4)加入硫化钠的量是溶液中镍离子含量的5
‑
10倍当量，搅拌时间0.5
‑
1h。
23.本发明针对含氟废硫酸难以处理，且处理过程产生大量污泥及处理成本高的问题，提出利用铝泥中铝离子与废酸中氟离子进行反应，最终生产冰晶石沉淀，从而降低废酸中的氟离子含量，利用液碱及硫化钠除去废酸中的重金属，得到硫酸亚铁水作为水处理剂或进一步制备聚合硫酸铁等产品。以废治废，变废为宝，具有良好的经济与社会效益。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不构成对本发明保护范围的限制。
25.实施例1
26.将铝泥粉碎后加入含氟废硫酸(氟含量为12355ppm)中，加入量为以铝泥中铝的当量是废酸中氟的1倍当量，搅拌30min，加入适量铁粉搅拌至溶液中三价铁含量小于0.1％，补充适量水，加入液碱调节ph至4.32，加入适量硫化钠除去重金属，继续搅拌30min，固液分离，得到硫酸亚铁溶液，铁含量5.66％，氟离子229.95ppm。
27.实施例2
28.将铝泥粉碎后加入含氟废硫酸(氟含量为12355ppm)中，加入量为以铝泥中铝的当量是废酸中氟的1.2倍当量，搅拌30min，加入适量铁粉搅拌至溶液中三价铁均被还原成二
价铁，补充适量水，加入液碱调节ph至4.43，加入适量硫化钠除去重金属，继续搅拌60min，固液分离，得到硫酸亚铁溶液，铁含量5.02％，氟离子148.79ppm。
29.实施例3
30.将铝泥粉碎后加入含氟废硫酸(氟含量为12700ppm)中，加入量为以铝泥中铝的当量是废酸中氟的1.2倍当量，搅拌30min，加入适量铁粉搅拌至溶液中三价铁均被还原成二价铁，补充适量水，加入液碱调节ph至4.46，加入适量硫化钠除去重金属，继续搅拌30min，固液分离，得到硫酸亚铁溶液，铁含量4.44％，氟离子161.17ppm。
31.实施例4
32.将铝泥粉碎后加入含氟废硫酸(氟含量为13562ppm)中，加入量为以铝泥中铝的当量是废酸中氟的1.1倍当量，搅拌40min，加入适量铁粉搅拌至溶液中三价铁含量小于0.1％，补充适量水，加入液碱调节ph至4.35，加入适量硫化钠除去重金属，继续搅拌30min，固液分离，得到硫酸亚铁溶液，铁含量5.17％，氟离子180.04ppm。
33.实施例5
34.将铝泥粉碎后加入含氟废硫酸(氟含量为13562ppm)中，加入量为以铝泥中铝的当量是废酸中氟的1.1倍当量，搅拌40min，加入适量铁粉搅拌至溶液中三价铁含量小于0.1％，补充适量水，加入液碱调节ph至4.43，加入适量硫化钠除去重金属，继续搅拌30min，固液分离，得到硫酸亚铁溶液，铁含量5.02％，氟离子148.79ppm。
35.实施例6
36.将铝泥粉碎后加入含氟废硫酸(氟含量为13562ppm)中，加入量为以铝泥中铝的当量是废酸中氟的1.1倍当量，搅拌40min，加入适量铁粉搅拌至溶液中三价铁含量小于0.1％，补充适量水，加入液碱调节ph至4.51，加入适量硫化钠除去重金属，继续搅拌30min，固液分离，得到硫酸亚铁溶液，铁含量4.95％，氟离子135.15ppm。
37.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。