[发明专利]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

权利要求书

1.一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℃。 

2.权利要求1所述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，步骤（1）中，所述的氧化铁皮选用热轧氧化铁皮或热轧板表面的喷丸氧化铁皮。 

3.权利要求1所述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，步骤（2）中，加热后废酸在废酸溶解塔内停留时间为8～18小时。 

4.权利要求1所述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，步骤（4）中，所述低分子量阴离子型絮凝剂为N8173，高分子量聚丙烯酰胺絮凝剂分子量为30000～60000。 

5.权利要求1所述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，步骤（4）中，所述低分子量阴离子型絮凝剂为和高分子量的聚丙烯酰胺絮凝剂配制成浓度为0.8wt‰～1.5wt‰的溶液，与废酸流量的体积比为1%～2%。 

6.权利要求1所述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，步骤（6）中，浓缩后的废酸通过喷枪喷入到喷雾焙烧炉中，喷枪与炉子烧嘴平面之间的距离为炉子直径的1.2～1.5倍；每根喷枪头部安装4～6个喷嘴，所用的喷嘴为内旋式喷嘴。