申请日2016.08.03
公开(公告)日2018.10.09
IPC分类号C01G49/08
摘要
本发明公开了一种用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，包括步骤如下：S1、前反应：向第一容器中加入水洗废水和Na2SO3水溶液，停留时间控制在0.5‑1h，其中，第一容器保持不断搅拌;S2、预中和：向第一容器中的溶液加入第一中和试剂预混合，接着转移至充有保护气的第二容器中，维持温度为50‑65℃，搅拌至溶液pH=2.2‑7.5得到溶液A;S3、后反应：将第二容器中的溶液A转移至充有保护气的第三容器中，维持温度为155‑175℃，加入第二中和试剂，搅拌至溶液pH=10‑14得到溶液B;S4、陈化;S5、洗涤;S6、脱水和干燥。本发明能实现多釜连续化生产，极大降低操作费用和劳动量，运行连续稳定。
权利要求书
1.一种用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1、前反应：向第一容器中加入水洗废水和Na2SO3水溶液，停留时间控制在0.5-1h，其中，第一容器保持不断搅拌;
S2、预中和：向第一容器中的溶液加入第一中和试剂预混合，接着转移至充有保护气的第二容器中，维持温度为50-65℃，搅拌至溶液pH=2.2-7.5得到溶液A;
S3、后反应：将第二容器中的溶液A转移至充有保护气的第三容器中，维持温度为155-175℃，加入第二中和试剂，搅拌至溶液pH=10-14得到溶液B;
S4、陈化：将第三容器中的溶液B转移至第四容器中，维持温度为30-45℃，陈化2-4h，去除上清液得到陈化料浆，其中，第四容器保持不断搅拌;
S5、洗涤：将第四容器中的陈化料浆转移至第五容器中，加入洗涤液，搅拌至洗涤液pH=7-9得到溶液C;
S6、脱水和干燥：将第五容器中的溶液C离心脱水，干燥，粉碎得到Fe3O4;
其中，在S2中，第二容器为U型;
在S1中，SO32-和水洗废水中的Fe3+的摩尔比为1.5-2.5：1;
在S2中，第一中和试剂为质量分数为5-10wt%氢氧化钠水溶液、废碱液中的一种或二者的混合溶液;在S3中，第二中和试剂为质量分数为20-30wt%氢氧化钠水 溶液。
2.根据权利要求1所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S1中，Na2SO3水溶液的浓度为2-3mol/L。
3.根据权利要求1或2所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S1中，用推进式搅拌器进行搅拌。
4.根据权利要求1或2所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S2中，第一容器中的溶液与第一中和试剂用静态混合器预混合。
5.根据权利要求3所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S2中，第一容器中的溶液与第一中和试剂用静态混合器预混合。
6.根据权利要求1或2所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S2、S3中，保护气为氮气，流量为5-10m3/h;在S3中，搅拌器为桨式。
7.根据权利要求3所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S2、S3中，保护气为氮气，流量为5-10m3/h;在S3中，搅拌器为桨式。
8.根据权利要求4所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S2、S3中，保护气为氮气，流量为5-10m3/h;在S3中，搅拌器为桨式。
9.根据权利要求1或2所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S4中，搅拌器为框式;在S5中，搅拌器为桨式;在S5中，洗涤液为水。
10.根据权利要求3所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S4中，搅拌器为框式;在S5中，搅拌器为桨式;在S5中，洗涤液为水。
11.根据权利要求4所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S4中，搅拌器为框式;在S5中，搅拌器为桨式;在S5中，洗涤液为水。
12.根据权利要求5所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S4中，搅拌器为框式;在S5中，搅拌器为桨式;在S5中，洗涤液为水。
13.根据权利要求1或2所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S6中，离心脱水后的废水处理后可以作为S5中的洗涤液使用;在S6中，离心的转速为20000-30000r/min;在S6中，干燥温度为400-600℃，在S6中，Fe3O4为200-300目。
14.根据权利要求3所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S6中，离心脱水后的废水处理后可以作为S5中的洗涤液使用;在S6中，离心的转速为20000-30000r/min;在S6中，干燥温度为400-600℃，在S6中，Fe3O4为200-300目。
15.根据权利要求4所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S6中，离心脱水后的废水处理后可以作为S5中的洗涤液使用;在S6中，离心的转速为20000-30000r/min;在S6中，干燥温度为400-600℃，在S6中，Fe3O4为200-300目。
16.根据权利要求5所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S6中，离心脱水后的废水处理后可以作为S5中的洗涤液使用;在S6中，离心的转速为20000-30000r/min;在S6中，干燥温度为400-600℃，在S6中，Fe3O4为200-300目。
17.根据权利要求6所述用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，其特征在于，在S6中，离心脱水后的废水处理后可以作为S5中的洗涤液使用;在S6中，离心的转速为20000-30000r/min;在S6中，干燥温度为400-600℃，在S6中，Fe3O4为200-300目。
说明书
一种用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法
技术领域
本发明涉及废水制备Fe3O4技术领域，尤其涉及一种用氯苯生产的废水制备 Fe3O4的方法。
背景技术
氯苯是一种重要的化工原料，其生产采用“苯沸腾法”，即苯与氯气以三氯化铁为触媒在氯化塔器内混合反应制取，所得氯化液依次经过水洗和碱洗工序;水洗废水中主要含有三氯化铁、盐酸和少量的有机物，碱洗废水主要含有氢氧化钠、氯化钠、絮状氢氧化铁和少量有机物。该废水泵送至废水处理工段进行酸-苯及碱-苯分离，上部的有机相泵送至氯化系统循环利用，废酸水和废碱水泵送至酸碱中和槽混合，生成氢氧化铁溶液，俗称“红泥浆”。将“红泥浆”泵送至压滤机，滤液进入曝气锅脱除有机相送去污水总排，滤饼“红泥”作为固废处理。
现有工艺装置存在如下问题：1、技术落后，设备结构形式不合理，维修频繁;采用罗茨鼓风机提供混合动力，中和效果不理想，且间歇式生产已不能满足产量日益扩大的需求;2、使用压滤机处理中和后浆液，滤饼含水量、含盐量较大，不方便存放，且作为固废难度大，浪费资源，提高生产成本;3、装置占地面积大、“三废”污染严重、操作繁琐、运行不稳定，难以实现废水达标排放。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用氯苯生产的废水制备 Fe3O4的方法。本发明在节能、降耗、减排的同时将“红泥浆”转变成Fe3O4实现创收，并且实现多釜连续化生产，极大降低操作费用和劳动负荷，简化工艺，操作简单，运行连续稳定，适应于大规模工业化生产;按照年生产300天计算，相比较老工艺每年节约成本165万元。
本发明提出的一种用氯苯生产的废水制备Fe3O4的方法，包括步骤如下：
S1、前反应：向第一容器中加入水洗废水和Na2SO3水溶液，停留时间控制在 0.5-1h，其中，第一容器保持不断搅拌;
S2、预中和：向第一容器中的溶液加入第一中和试剂预混合，接着转移至充有保护气的第二容器中，维持温度为50-65℃，搅拌至溶液pH=2.2-7.5得到溶液A;
S3、后反应：将第二容器中的溶液A转移至充有保护气的第三容器中，维持温度为155-175℃，加入第二中和试剂，搅拌至溶液pH=10-14得到溶液B;
S4、陈化：将第三容器中的溶液B转移至第四容器中，维持温度为30-45℃，陈化2-4h，去除上清液得到陈化料浆，其中，第四容器保持不断搅拌;
S5、洗涤：将第四容器中的陈化料浆转移至第五容器中，加入洗涤液，搅拌至洗涤液pH=7-9得到溶液C;
S6、脱水和干燥：将第五容器中的溶液C离心脱水，干燥，粉碎得到Fe3O4。
优选地，在S1中，Na2SO3水溶液的浓度为2-3mol/L。
优选地，在S1中，SO32-和水洗废水中的Fe3+的摩尔比为1.5-2.5：1。
优选地，在S1中，用推进式搅拌器进行搅拌。
优选地，在S2中，第一中和试剂为质量分数为5-10wt%氢氧化钠水溶液、废碱液中的一种或二者的混合溶液。
优选地，在S2中，第一容器中的溶液与第一中和试剂用静态混合器预混合。
优选地，在S2中，第二容器为U型。
优选地，在S2、S3中，保护气为氮气，流量为5-10m3/h。
优选地，在S3中，第二中和试剂为质量分数为20-30wt%氢氧化钠水溶液。
优选地，在S3中，搅拌器为桨式。
优选地，在S4中，搅拌器为框式。
优选地，在S5中，搅拌器为桨式。
优选地，在S5中，洗涤液为水。
优选地，在S6中，离心脱水后的废水处理后可以作为S5中的洗涤液使用。
优选地，在S6中，离心的转速为20000-30000r/min。
优选地，在S6中，干燥温度为400-600℃。
优选地，在S6中，Fe3O4为200-300目。
上述水洗废水和废碱液分别是生产氯苯时水洗和碱洗工序产生的废液，二者均需回收去除有机溶剂后才能使用。
上述S2中，静态混合器可以选用SK型静态混合器，用蒸汽冷凝水升温。
上述S3中，用饱和蒸汽升温。
上述S4中，用循环水系统降温，去除的液体需经回收处理，第四容器为陈化釜。
上述S5中，第五容器为洗涤釜。
上述S6中，用离心机离心脱水，用滚筒式烘干机干燥，用超细粉碎机粉碎。
上述第一容器、第三容器、第五容器中均设有导流筒;第一容器、第二容器、第五容器上部均设有溢流口;第三容器、第四容器底部均设有U型管道出料口。
上述S1至S6的操作是连续进行的，水洗废水、Na2SO3水溶液、第一中和试剂、第二中和试剂、洗涤液是不间断连续加入的，搅拌是持续不断的。
本发明的反应机理如下：
前反应阶段：2Fe3++SO32-+H2O→2Fe2++SO42-+2H+;
预中和阶段：本发明采用一种新工艺实现了对氯苯生产的废水无害化处理和循环利用，在节能、降耗、减排的同时将“红泥浆”转变成Fe3O4实现创收，并且实现多釜连续化生产，极大降低操作费用和劳动负荷，缩短生产时间，简化工艺，新工艺的装置占地面积小，操作简单，运行连续稳定，处理负荷大，操作弹性大，适应于大规模工业化生产，避免了间断式生产耗时费力、占地面积大、产量小的问题;本发明选用不同搅拌方式，可以促进各步反应均匀、快速进行;本发明采用静态混合器预混合、第二容器选用U型，可以达到很好的中和效果，有利于反应顺利进行;本发明在各容器的不同部位设置导流筒、溢流口、U型管道出料口使得各容器合理连接，从而形成多釜连续化生产，省时省力并能增加产量;本发明不对外排放“三废”，不会污染环境，可以为员工提供一个舒适的操作条件;本发明应用范围广泛，含有Fe3+或同时含有Fe3+、Fe2+，溶液pH﹤2.2 的工业废水均可采用本发明工艺进行处理;按目前产量计算，可生产Fe3O4约 1000Kg/d，回收有机相50Kg/d;按照年生产300天计算，相比较现有工艺每年节约成本165万元。
