一种采用盐酸酸洗废液制备高品质氧化铁粉的方法和装置

摘要

本发明提出一种生产高品质氧化铁粉的方法，在溶解塔内加入一定比例的氧化铁皮，使得溶液中存在一定比例的Fe³⁺，减少氧化反应的时间；另一方面控制浓缩比，使得除硅废液中的总铁浓度在250g/L以下，从而达到生产高品质氧化铁粉的目的。本发明方法一方面可降低氧化反应的时间，提高硅的去除效果；另一方面提高所生产氧化铁粉的BET，所得到的氧化铁粉BET达到3.0以上，从而实现高品质氧化铁粉生产。

主权项

一种采用盐酸酸洗废液制备高品质氧化铁粉的方法，其特征在于，采用具有以下结构的酸再生机组，所述酸再生机组结构包括依次连接的废酸溶解塔（1）、反应罐（2）、絮凝反应罐（3）、管道混合器（4）、沉降槽（5）、收集罐（701）、文丘里浓缩器（702）和喷雾焙烧炉（8）； 步骤包括： （1）在废酸溶解塔（1）底部的隔板（108）上放置氮化硅陶瓷球I（101），然后在上面依次铺设氮化硅陶瓷球II（102）、边丝层（103）和氧化铁皮（104）；氮化硅陶瓷球I和氮化硅陶瓷球II的高度比为1：1～3：1，高度总和为废酸溶解塔高度1%～10%；氮化硅陶瓷球I直径为底部隔板开孔直径的1.2～2倍，氮化硅陶瓷球II的直径为底部隔板开孔直径的0.8～1.0倍；边丝的高度为废酸溶解塔高度的70%～82%；氧化铁皮的用量与废酸溶解塔容积的比例为10～20kg/m³； （2）加热到75～85℃的废酸送入废酸溶解塔，在塔内的线速度为1～3m/小时，停留时间为6～24小时；并且向溶解塔内投加氧化铁皮和钢铁边丝，氧化铁皮与钢铁边丝与废酸的质量体积比分别为12～20kg/m³和2～3kg/m³；废酸中的游离HCl质量含量为3%～8%；与边丝及氧化铁皮反应后的废酸从废酸溶解塔顶流出，pH为1.5～2.5； （3）废酸从溶解塔顶部流出并冷却至35～45℃进入反应罐（2）进行除硅，反应罐（2）分为中和室（201）和氧化反应室（202）；废酸先从底部流入中和室，从中和室顶部加入氨水并搅拌中和；氨水浓度为20wt%～30wt%，与废酸的体积流量比为1%～2%； 中和后的废酸从中和室（201）顶部流入氧化反应室（202），在氧化反应室（202）的停留时间为10～20min；从氧化反应室（202）底部通入空气，空气与废酸的体积流量比为1：2～4； 中和室（201）与氧化反应室（202）的直径比为1～3：10；中和室（201）设置一双层搅拌器（203），转速为400～600rpm；氧化反应室也设置有搅拌器（204），搅拌器（204）的转速为100～200rpm；废酸在反应罐（2）内停留时间为15～30分钟； （4）除硅后的废酸流入絮凝反应罐（3），并向絮凝反应罐（3）中加入低分子量的阴离子型絮凝剂，以中和溶液中生成Fe(OH)₃表面的电荷；絮凝反应后的溶液进入管道混合器（4），在管道混合器（4）中加入高分子量聚丙烯酰胺絮凝剂，之后进入沉降槽（5）进行絮凝沉降； （5）絮凝沉降后，收集所分离的清液，以及固体经压滤处理后得到的滤液，浓缩并将总铁离子的浓度控制为210～250g/L； （6）浓缩后的废酸在喷雾焙烧炉（8）中焙烧得到氧化铁粉；喷雾焙烧炉（8）中保持负压状态，真空度控制在‑0.15～‑0.25Mpa之间；喷雾焙烧炉（8）内部温度场的控制要求为：炉膛温度在685～720℃，炉顶温度450～520℃，炉底温度在420～450℃。