[发明专利]一种利用酸性含铁废水制备氧化铁红颜料的系统及方法

说明书

本发明公开的一种利用酸性含铁废水制备氧化铁红颜料的系统及方法，包括化学反应渠、多功能反应池和氧化铁红颜料生产系统，包括如下步骤：修建化学反应渠收集废水，向化学反应渠投加多孔人工碳酸盐填料，未反应完全的废水进入多功能反应池反应，得到的Fe(OH)₃沉淀物，在收集的过程中进行预脱水，脱水后的Fe(OH)₃依次进行洗涤、干燥、焙烧、超细磨处理，得氧化铁红颜料。本发明属于工业废水处理及材料生产技术领域，本发明提供了一种能解决酸性含铁废水处理难题，同时制备氧化铁红颜料，能有效保护矿区生态环境，具有明显的生态环境效益、社会效益和经济效益，具有较强的推广应用潜力的方法。

技术领域

本发明属于工业废水处理及材料生产技术领域，尤其涉及一种利用酸性含铁废水制备氧化铁红颜料的系统及方法。

背景技术

酸性含铁废水是废石、尾矿或矿井中含有的硫化矿物暴露在氧气、水和微生物(主要是氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌等)中时发生氧化作用，通过降雨、降雪等方式产生的酸性溶液，具有pH值较低、 Fe²⁺和SO₄^2-浓度高、排放量大、持续时间长、污染面广、影响地区广等特点。尤其是废弃矿井存在无人管理和废水外溢问题，造成周边土壤、地表水和地下水严重污染，导致植物枯死，破坏生态环境。

酸性含铁废水的处理方法有中和法、硫化沉淀法、化学氧化法、人工湿地法、电化学法、微生物法和生态法等，目前主要采用的处理工艺为“中和-混凝-沉淀”，处理过程中需投加大量碱和混凝剂，会产生大量的污泥，运行管理复杂，处理成本较高，未得到广泛应用。此外，人工湿地和生态处理法虽然具有较好的处理效果，但存在污泥难收集、容易堵塞等问题。

氧化铁红颜料是一种红色或深红色的无机颜料，主要成分为Fe₂O₃，具有着色能力强、耐高温、耐碱、颗粒细小等特点，在建筑和涂料等领域应用广泛，是一种常用的着色剂，年使用量超过100万吨。氧化铁红现有的生产方法分为干法和湿法，其中干法主要以赤铁矿、硫酸烧渣、绿矾、铁黄、铁黑等为原料，通过反应、煅烧制备，湿法则包括硫酸盐法、硝酸盐法、混酸法、氨法、碱式碳酸铁盐法等。传统的氧化铁红颜料生产工艺复杂，需要大量的化学药剂，生产成本较高，且在生产过程中会产生废水或者废气，造成二次污染。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明针对酸性含铁废水现有处理技术和氧化铁红颜料生产工艺存在的问题，本发明通过微生物和化学催化作用，将废水中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺后，分离出高纯度的Fe(OH)₃沉淀物，然后加入添加剂，通过高温焙烧制备氧化铁红颜料，该方法能实现酸性含铁废水中有效处理，避免酸性含铁废水造成生态环境破坏，同时生产氧化铁红颜料，生产工艺中无二次污染产生。

本发明采用的技术方案如下：一种利用酸性含铁废水制备氧化铁红颜料的系统，包括化学反应渠、多功能反应池和氧化铁红颜料生产系统，所述氧化铁红颜料生产系统包括脱水设备、洗涤设备、干燥设备、焙烧设备、超细磨设备和包装设备。

进一步地，所述化学反应渠上设有跌水坎，所述化学反应渠末端设有沉淀物收集区。

进一步地，多功能反应池设有微生物附着填料区，所述多功能反应池底部设有沉淀物收集区，所述多功能反应池顶部设有清水收集区，用于排放处理达标的废水。

进一步地，所述化学反应渠宽度为0.2-0.8m，深度为0.3-1.5m，所述跌水坎高度大于8cm。

进一步地，所述多功能反应池的总高度大于4.0m，所述微生物附着填料区的高度为0.8-3.0m。

一种利用酸性含铁废水制备氧化铁红颜料的方法，包括如下步骤：