一种不锈钢酸洗废水的资源化利用方法

技术领域

本发明涉及不锈钢酸洗废水处理技术领域，尤其涉及一种不锈钢酸洗废水的资源化利用方法。

背景技术

不锈钢酸洗废水中含有大量的H

专利CN102659274A中提出将酸洗废水中的废酸用树脂吸附去除，两步法中和沉淀分离金属离子和氟离子实现了无机酸和镍的资源回收，但是第一步沉淀产生的铁、铬和氟离子沉渣没有得到资源回收，造成资源浪费。专利CN101269889A中提出用氢氧化钠代替石灰作为中和剂对废水中的重金属单独沉淀，然后再加入石灰除氟，实现金属离子和氟化钙的分离，且重金属污泥具有回炉条件，但是用氢氧化钠代替石灰的成本大大提高，并且会带来高盐废水处理难题。专利CN108928953A提出分时段添加含钙中和剂与含钠中和剂，将废水中的Fe、Cr、Ni、F分别以Fe(OH)

因此，如何经济、高效地实现不锈钢酸洗废水中Fe、Cr、Ni元素的资源化利用以及废酸的合理利用，是不锈钢酸洗废水资源化利用的两大关键问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种不锈钢酸洗废水的资源化利用方法，以实现不锈钢酸洗废水中Fe、Cr、Ni元素的资源化利用以及废酸的合理利用，为不锈钢酸洗废水的综合利用提供一条有效途径。

本发明提供一种不锈钢酸洗废水的资源化利用方法，包括以下步骤：(1)提供含有铁、铬、镍元素的不锈钢酸洗废水，调节pH至3～6；

(2)向步骤(1)中的不锈钢酸洗废水中加入氧化剂，将所述不锈钢酸洗废水中的Fe

(3)向步骤(2)经氧化后的不锈钢酸洗废水中添加Fe

(4)将步骤(3)中所述混合液转入反应釜中进行水热反应，固液分离后得到固相沉淀和液相；

(5)将步骤(4)中所述固相沉淀洗涤、烘干得到铁铬镍复合物，调节所述液相的pH至7～8，反应后固液分离、蒸发结晶获得硫酸铵。

与现有技术相比，本发明中提供的资源化利用方法通过于不锈钢酸洗废水中加入Fe

附图说明

图1为本发明一实施方式提供的不锈钢酸洗废水的资源化利用方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

请参见图1，本发明一实施方式提供一种不锈钢酸洗废水的资源化利用方法，包括以下步骤：

(1)提供含有铁、铬、镍元素的不锈钢酸洗废水，调节pH为3～6；

(2)向步骤(1)中的不锈钢酸洗废水中加入氧化剂，将所述不锈钢酸洗废水中的Fe

(3)向步骤(2)经氧化后的不锈钢酸洗废水中添加Fe

(4)将步骤(3)中所述混合液转入反应釜中进行水热反应，固液分离后得到固相沉淀和液相；

(5)将步骤(4)中所述固相沉淀洗涤、烘干得到铁铬镍复合物，调节所述液相的pH至7～8，反应后固液分离、蒸发结晶获得硫酸铵。

本发明通过氧化不锈钢酸洗废水中Fe

经研究发现，不锈钢酸洗废水不加入Fe

在一些实施方式中，步骤(1)中优选为将pH调节至4～5。

当pH为4～5时，添加的Fe

在一些实施方式中，步骤(2)中加入的氧化剂为双氧水。

本申请中通过控制以氧化还原电位(ORP)控制所述氧化剂的加入量。在实际操作过程中，将氧化还原电极插入不锈钢酸洗废水，边添加氧化剂边观察ORP数值变化，在某个时间点会有一个ORP突然大幅上涨的变化，在此时即停止加入氧化剂。

在一些实施方式中，步骤(3)中添加的Fe

优选地，步骤(3)中添加的Fe

在一些实施方式中，步骤(4)中所述水热反应的温度为150～200℃，时间为3～9h。

优选地，步骤(4)中所述水热反应的温度为175℃，时间为6h。

在一些实施方式中，步骤(1)和步骤(5)中调节pH所使用的试剂各自独立地为氨水、液氨、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种。

优选地，步骤(1)中调节pH所使用的试剂为氨水。

其中，步骤(5)中所述液相反应后固相分离获得的固体渣中主要成分Fe、Cr、Ni等金属元素，可用来制备颜料、合金等，以实现资源在利用。

以下采用具体实施例对本发明中不锈钢酸洗废水的资源化利用方法进行说明。本发明具体实施例中所述不锈钢酸洗废水均获取至鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司，总铁质量为Fe 50g/L，Cr 4.5g/L，Ni44.3mg/L。

实施例1

(1)提供100mL含有铁、铬、镍元素的不锈钢酸洗废水，加入氨水调节pH为4.0；

(2)通过控制ORP电位，向步骤(1)中的不锈钢酸洗废水中加入6mL双氧水，充分搅拌1h；

(3)向步骤(2)经氧化后的不锈钢酸洗废水中添加0.1g Fe

(4)将步骤(3)中所述混合液转入反应釜中进行水热反应，密闭条件下，175℃反应6h，离心固液分离后得到固相沉淀和液相；

(5)将步骤(4)中所述固相沉淀水洗、烘干得到铁铬镍复合物。加入氨水调节所述液相的pH至7～8，搅拌反应2h后固液分离，将液体蒸发结晶获得硫酸铵。

经测试，步骤(4)中反应釜反应后得到的液体中含有大量的Fe、Cr、Ni元素，表明溶液pH调节为3时，加入的Fe

表1为实施例1中所得硫酸铵产物中成分含量，达到肥料级硫酸铵标准(GB/T 535-2020)。

表1实施例1中硫酸铵产物成分含量检测表

实施例2

实施例2中与实施例1的区别在于，步骤(1)中加入氨水调节pH为4.0，其余步骤均相同。

经测试，步骤(4)中反应釜反应后得到的液体澄清透明，表明此时液体中含有极少量的Fe、Cr、Ni元素，表明溶液pH调节为4时，加入的Fe

表2为实施例2中所得硫酸铵产物中成分含量，达到肥料级硫酸铵标准(GB/T 535-2020)。

表2实施例2中硫酸铵产物成分含量检测表

实施例3

实施例3中与实施例1的区别在于，步骤(1)中加入氨水调节pH为5.0，其余步骤均相同。

经测试，步骤(4)中反应釜反应后得到的液体澄清透明，表明此时液体中含有极少量的Fe、Cr、Ni元素，表明溶液pH调节为5时，加入的Fe

表3为实施例3中所得硫酸铵产物中成分含量，达到肥料级硫酸铵标准(GB/T 535-2020)。

表3实施例3中硫酸铵产物成分含量检测表

实施例4

实施例4中与实施例1的区别在于，步骤(1)中加入氨水调节pH为4.0，步骤(3)中添加0.2g Fe

表4为实施例4中所得硫酸铵产物中成分含量，达到肥料级硫酸铵标准(GB/T 535-2020)。

表4实施例4中硫酸铵产物成分含量检测表

实施例5

实施例5中与实施例1的区别在于，步骤(1)中加入氨水调节pH为4.0，步骤(4)中反应温度为150℃，其余步骤均相同。

经测试，步骤(4)中反应釜反应后得到的液体呈浅绿色，表明此时液体中含有大量未反应的Fe、Cr、Ni元素，表明加入的Fe

表5为实施例5中所得硫酸铵产物中成分含量，达到肥料级硫酸铵标准(GB/T 535-2020)。

表5实施例5中硫酸铵产物成分含量检测表

实施例6

实施例6中与实施例1的区别在于，步骤(1)中加入氨水调节pH为3.0，步骤(4)中反应温度为175℃，其余步骤均相同。

经测试，步骤(4)中反应釜反应后得到的液体澄清透明，此时液体中Fe、Cr、Ni元素含量极低，表明175℃条件下加入的Fe

表6为实施例6中所得硫酸铵产物中成分含量，达到肥料级硫酸铵标准(GB/T 535-2020)。

表6实施例6中硫酸铵产物成分含量检测表

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，步骤(1)中加入氨水调节pH为4.0，步骤(3)中不加入Fe

经测试，步骤(4)中反应釜反应后得到的固体粉末极少，溶液呈深绿色，此时液体中Fe、Cr、Ni元素含量非常高。如表7所示，表明Fe

需要说明的是，由于步骤(1)中需要加入大量氨水调节pH值(约30mL)，因此会造成铁、铬、镍元素的浓度降低，即表7中虽然数值相较于原始浓度(Fe 50g/L，Cr 4.5g/L，Ni44.3mg/L)下降较多，但实际上的总体质量并未明显减少。

表7步骤(4)反应后获得的液相中Fe、Cr、Ni元素含量

综上所述，本申请中通过于氧化后的不锈钢酸洗废水中添加Fe

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。