利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵酸洗廢液的處理，尤其涉及一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法。
【背景技術】
[0002]酸洗工藝是鋼材加工工藝中必不可少的環節，其方法是利用酸的腐蝕性將鋼鐵表面在熱乳或熱處理過程中與空氣中的氧氣和水蒸氣接觸形成的氧化薄膜和雜質去除掉，使鋼鐵表面性質得到改善，為鋼鐵后續的定型、冷乳和涂層工藝做準備，外排的殘液就成為強腐蝕性的含有大量金屬離子的難處理的廢液。一般情況下，其鹽酸含量達到5-15%，鐵含量達到80_150g/L。如果將這些廢液直接排放，會對生態環境造成極其嚴重的危害。因其巨大的生態安全隱患，被國家列入《國家危險廢物名錄》。對于鋼鐵酸洗廢液的處理，目前多數采用中和法進行。其最大缺點是產生的沉渣占地面積大，運輸費用高；其次，二次污染嚴重，且基本沒有產品回收，造成了資源的極大浪費。其他諸如蒸發濃縮法和高溫焙燒法等，盡管能回收酸洗廢液中的鹽酸和鐵鹽，但由于均需在鹽酸氣氛下600°C左右的高溫進行，因而帶來如下致命的缺點:工藝流程復雜、設備投資大、能耗高；高溫下耐鹽酸腐蝕材料難以解決；回收過程中的設備管道的堵塞、結疤等問題。
[0003]專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級四氧化三鐵的方法”(申請號:201510198719.5)提出利用鋼鐵酸洗廢液中的二價鐵離子，通過氧化和沉淀等過程制備納米級四氧化三鐵的方法。該專利中，二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比是制備納米級四氧化三鐵的關鍵工藝參數，其控制在1:1.7?1.9。因此，如何準確、及時的測定鋼鐵酸洗廢液在加入氧化劑，即鋼鐵酸洗廢液的氧化過程中，溶液的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾濃度，以便及時的停止氧化劑的加入，關系到納米級四氧化三鐵制備的成功與否。對于鋼鐵酸洗廢液氧化過程中二價鐵離子與三價鐵離子的濃度測定，其常用的手段為連續的從反應器中取樣，并采用化學滴定或原子吸收儀等手段對試樣進行測定。由于取樣及相應的測定過程需要一定的時間，滯后性明顯，因此無法及時的停止氧化劑的加入。其造成的后果表現為:當測定結果為1:1.7?1.9時，而反應器中實際的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比已經不在上述的控制范圍。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種操作簡便，能夠實時、準確地監測和控制鋼鐵酸洗廢液氧化過程中二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比的方法。
[0005]本發明的主要技術特征為:由于二價鐵離子具有還原性，而三價鐵離子具有氧化性，因此當溶液中二價鐵離子與三價鐵離子的含量不同，即二者的比例不同時，溶液具有不同的氧化還原電位值(0RP)。本發明的研究發現，當鋼鐵酸洗廢液中二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.7?1.9時，其對應的氧化還原電位值為515?525mV，摩爾比與氧化還原電位之間成線性關系，如圖1所示。綜上，本發明通過采用測定鐵酸洗廢液氧化過程中溶液的氧化還原電位值，從而間接地監測二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比，進而實時地、準確地達到控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的目的。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]—種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法；在反應器內安裝氧化還原電位測定儀；在反應器內加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測定儀的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內；在攪拌器的攪拌作用下，通過加料管向反應器內加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515?525mV時，停止氧化劑的加入。
[0008]本發明的主要優點在于:鋼鐵酸洗廢液在加入氧化劑，即將廢液中部分的二價鐵氧化成三價鐵的過程中，本發明避免了連續取樣，并采用化學滴定或原子吸收儀等手段對試樣中二價鐵離子與三價鐵離子的濃度進行測定，而是通過采用測定溶液的氧化還原電位值，間接地監測二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比，進而達到了實時地、準確地控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的目的。
【附圖說明】
[0009]圖1:二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比與氧化還原電位線性關系；
[0010]圖2:反應裝置示意圖；
[0011]1-反應器；2_攪拌器；3_加料管；4_閥門；5_氧化還原電位測定儀。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明。
[0013]利用本發明的圖1所示的摩爾比與氧化還原電位之間成線性關系，如圖2所示反應裝置舉例說明如下:
[0014]實施例1
[0015]一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比的方法，由下述步驟組成:
[0016](1)在反應器1內安裝氧化還原電位測定儀5 ；
[0017](2)在反應器1內加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測定儀5的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內；
[0018](3)在攪拌器2的攪拌作用下，通過加料管3向反應器1內加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515mV時，關閉閥門4，停止氧化劑的加入。
[0019]本實施例中，當溶液的氧化還原電位值為515mV時，經過取樣和化學滴定分析，表明此時溶液中的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.7。而專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級四氧化三鐵的方法”(申請號:201510198719.5)在鋼鐵酸洗廢液氧化過程中，由于取樣和分析消耗了一定的時間，未能及時的停止氧化劑的加入，其表現的結果為:當取樣分析結果表明溶液中的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.7時，停止氧化劑的加入后，再次取樣分析，其結果已經偏離了上述控制的比例。
[0020]實施例2
[0021]—種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比的方法，由下述步驟組成:
[0022](1)在反應器1內安裝氧化還原電位測定儀5 ；
[0023](2)在反應器1內加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測定儀5的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內；
[0024](3)在攪拌器2的攪拌作用下，通過加料管3向反應器1內加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為520mV時，關閉閥門4，停止氧化劑的加入。
[0025]本實施例中，當溶液的氧化還原電位值為520mV時，經過取樣和化學滴定分析，表明此時溶液中的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.8。而專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級四氧化三鐵的方法”(申請號:201510198719.5)在鋼鐵酸洗廢液氧化過程中，由于取樣和分析消耗了一定的時間，未能及時的停止氧化劑的加入，其表現的結果為:當取樣分析結果表明溶液中的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.8時，停止氧化劑的加入后，再次取樣分析，其結果已經偏離了上述控制的比例。
[0026]實施例3
[0027]—種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比的方法，由下述步驟組成:
[0028](1)在反應器1內安裝氧化還原電位測定儀5 ；
[0029](2)在反應器1內加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測定儀5的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內；
[0030](3)在攪拌器2的攪拌作用下，通過加料管3向反應器1內加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為525mV時，關閉閥門4，停止氧化劑的加入。
[0031 ] 本實施例中，當溶液的氧化還原電位值為525mV時，經過取樣和化學滴定分析，表明此時溶液中的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.9。而專利“鋼鐵酸洗廢水制備納米級四氧化三鐵的方法”(申請號:201510198719.5)在鋼鐵酸洗廢液氧化過程中，由于取樣和分析消耗了一定的時間，未能及時的停止氧化劑的加入，其表現的結果為:當取樣分析結果表明溶液中的二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比為1:1.9時，停止氧化劑的加入后，再次取樣分析，其結果已經偏離了上述控制的比例。
[0032]本發明提出的一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法，已通過實施例進行描述，相關技術人員明顯能在不脫離本
【發明內容】
、精神和范圍內對本文所述的技術變更與組合來實現本發明。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發明精神、范圍和內容中。
【主權項】
1.一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法；其特征是:在反應器內安裝氧化還原電位測定儀；在反應器內加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測定儀的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內；在攪拌器的攪拌作用下，通過加料管向反應器內加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515?525mV時，停止氧化劑的加入。
【專利摘要】本發明涉及一種利用氧化還原電位控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的方法；其特征是：在反應器內安裝氧化還原電位測定儀；在反應器內加入鋼鐵酸洗廢液，并使氧化還原電位測定儀的電極浸沒在鋼鐵酸洗廢液之內；在攪拌器的攪拌作用下，通過加料管向反應器內加入氧化劑，并控制溶液的氧化還原電位值為515～525mV時，停止氧化劑的加入。本發明避免了連續取樣，并采用化學滴定或原子吸收儀等手段對試樣中二價鐵離子與三價鐵離子的濃度進行測定，而是通過采用測定溶液的氧化還原電位值，間接地監測二價鐵離子與三價鐵離子的摩爾比，進而達到了實時地、準確地控制鋼鐵酸洗廢液制鐵過程中鐵比例的目的。
【IPC分類】C01G49/08
【公開號】CN105366732
【申請號】CN201510811823
【發明人】劉涉江, 楊宏揚
【申請人】天津大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月20日