[发明专利]一种用于冷轧铁泥的纯化方法

说明书

本发明公开了一种用于冷轧铁泥的纯化方法，直接向含水的冷轧铁泥中加入碱液和硝酸盐，密闭加热反应后，底部产物经干燥后，得到含铁量为62.5‑66.8wt.％的红色粉末。基于高离子强度下表面解析原理、临界流铁催化氧化原理和界面电子传递原位氧化原理，高效去除铁氧化物表面附着油、溶解和高效释放铝以及亚铁氧化物的氧化，有效提升冷轧铁泥的纯度，为冷轧铁泥的资源化利用提供了方法；直接将冷轧铁泥与碱液、无机盐混合，通过一次反应即可实现铁泥纯化，方法简便，易于操作；上清液经本方法处理后，可直接回用于冷轧铁泥处置，实现了上清液的循环使用；在上清液处理中，生成了富含多硫铁盐的副产物，是良好的净水材料。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种用于冷轧铁泥的纯化方法。

背景技术

冷轧铁泥是带钢酸洗工序和带钢深加工工序之间的表面水洗工序产生的废水，经中和处理后生成的含铁污泥，属于工业生产废弃物。按照《国家危险废物名录》(2016版)中废物类别HW17表面处理废物定义，冷轧铁泥属于金属表面处理及热处理加工危险废物，需要专门的固体废弃物处理公司回收后进行固化处置，管理复杂且费用高。

冷轧铁泥中铁含量(以Fe计)通常为35％-55％之间，其主要成分是Fe₃O₄，杂质主要是带钢生产中引入的油、防腐剂与润滑介质。此外，冷轧铁泥中还含有处理冷轧废水引入的聚丙烯酰胺和带钢处理中引入的Al、Mn、Mg和P等。这些杂质的混入，使冷轧铁泥显著团聚，存在粘度大，在水溶液中不易分散等特点。将冷轧铁泥中铁含量提高到62.5wt.％以上，才会显著扩展这种铁泥的资源化利用范围，实现有效的资源化利用。

常见处理方法有以下几种：

焚烧法：目的是将冷轧铁泥高温灼烧，去除其中的有机物。文献显示，炼钢厂尝试将这类铁泥放入焚化池中，产生黑烟，且在将铁泥倾倒焚化池阶段，产生明火。此外，铁泥在焚烧处理阶段，表层有机物分解，表层铁氧化物转化为高价的三氧化二铁，产生团聚，使内部铁氧化物和有机物氧化分解不完全，产物中铁纯度低于前述标准。

洗涤法：基于“溶剂洗涤+超声”原理处理含油铁泥，通过添加洗涤剂，再经过超声处理，使含油铁泥表面的油释放到水溶液中。已报道的文献显示，含油铁泥纯度经处理后提升到58-60.2％，杂质较多，铁泥的纯度仍有提升空间。

酸浸提法：基于铁离子分离的纯化方法，通过将含油铁泥溶于酸，获得含铁溶液，再调节pH值或加入沉淀剂，使铁离子变成固体从溶液中分离。由于铁泥中油在酸性条件下不溶解，容易包裹铁泥中的含铁颗粒物，导致使用酸浸提时，产生残留物。

脱硅法：基于硅氧化物在碱性条件下变成硅酸根离子的原理，向铁泥中投加强碱并加热促进硅氧化物溶解并释放到溶液中。硅酸根是阴离子，容易附着在带正电的铁氧化物表面，难以高效脱除。整个过程中无显著氧化，使产物中FeO含量高，而不符合炼钢行业中铁精矿的标准，应用范围窄。

因此，现有技术在纯化冷轧铁泥时，普遍存在除油效果不理想、产物纯度不高等缺陷，有待于跟更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于冷轧铁泥的纯化方法，高效去除铁氧化物表面附着油、溶解和高效释放铝以及亚铁氧化物的氧化，有效提升冷轧铁泥的纯度。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于冷轧铁泥的纯化方法，其包括以下步骤：

A、向冷轧铁泥中加入浓度为4-8mol/L的碱溶液，冷轧铁泥与碱溶液的体积比为1.5-5，搅拌混合均匀得到铁泥-碱溶液；

B、将混合均匀的铁泥-碱溶液，密闭升温到340-400℃之间，维持压力5-8MPa之间，恒温4-24小时后，在4小时时间内将压力缓慢降至2.0-2.5MPa；