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電鍍廢酸的由來及其危廢屬性
在鋼鐵加工業(yè)中，工藝要求用酸對其進行清洗除銹，產(chǎn)生大量廢酸，一些酸含量較低，鐵含量較高，常規(guī)回收方法利用耗費大，偷排的電鍍廢酸環(huán)境危害極大。
目前電鍍廢酸的處理方法有蒸餾法、焙燒.吸收法、溶劑萃取法和氯氣氧化法。
這些方法存在設備需求高，生產(chǎn)工藝復雜，環(huán)境污染嚴重等諸多問題，導致酸洗廢液的綜合利用受到一定阻礙。
新的方法以氧為氧化劑，廢鹽酸為原料，選用復合催化劑，實現(xiàn)了三氯化鐵和聚合氯化鐵的非氯氧化法制備，在處理過程中，由于廢鹽酸品質不一，必須進行調整原料組成，才能保證反應順利進行。
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除銹廢鹽酸品質調節(jié)的方法
在環(huán)保政策的約束下，廢酸調節(jié)的原則是根據(jù)我們現(xiàn)有的廢酸原料進行調節(jié)后制備出符合國家標準和行業(yè)標準的鐵系水處理劑，使廢酸能夠變廢為寶，實現(xiàn)廢酸處理的資源化。
三氯化鐵沒有鹽基度，因此只需將電鍍廢酸原液的酸鐵比調節(jié)成1：1即可。
與三氯化鐵不同的是，聚合氯化鐵具有一定鹽基度，因此酸鐵比不能調節(jié)成1：1。
要使酸稍微少一些，讓生成的鐵鹽部分水解形成羥基，才能將三氯化鐵分子聚合形成多核羥基絡合物，即聚合氯化鐵。
因此需將電鍍廢酸原液中的酸鐵比調節(jié)至0.802--0.841。
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實驗過程
1.試劑與材料
廢鹽酸(深州宏利公司)，亞硝酸鈉，氧氣，硫酸，高錳酸鉀，重鉻酸鉀，二苯胺磺酸鈉，鹽酸，氯化亞錫，氯化汞，酚酞，乙醇，氟化鉀。
2.儀器
YPIO001電子天平，DF.10S集熱式磁力恒溫加熱攪拌器，壓力表，酸式、堿式滴定管，量筒，錐形瓶，燒杯。
要對廢酸進行調節(jié)首先要對廢酸中的相關組分進行測定，所以先對同一公司兩種不同廢酸的二價鐵離子和游離酸進行測定，測定結果如下表所示：
表1中的第一種廢酸是進行一次電鍍后的廢酸，表2中的第二種廢酸是進行多次循環(huán)利用后的廢酸。
兩種廢酸的游離酸與二價鐵濃度不同，因此需要根據(jù)實際情況采取不同的調節(jié)方式。在工業(yè)實驗中多用第二種廢酸作為調節(jié)原料。
1.鐵含量的調節(jié)及其計算
根據(jù)三氯化鐵的國家標準，三氯化鐵的比重為1.40～1.46cm，含量為35%~40%。鐵在三氯化鐵中的比例為34.4%，因此三氯化鐵中鐵的含量為12.04%～13.76%，即鐵的摩爾濃度為3.018～3.597mol/L。
廢酸中鐵的濃度為1.14mol/L，因此我們在實驗室進行調節(jié)時需要加入鐵屑來對其進行調節(jié)。
則第一種酸液中需要加入鐵屑的量為1.878～2.457mol/L，第二種酸液中鐵含量可以不做調節(jié)。
同法可得，如想要制備符合標準的聚合氯化鐵，其比重為1.305~1.306g/cm，三氧化二鐵的含量為14%～15%，鐵在三氧化二鐵中的比例為69.9%，因此聚合氯化鐵中鐵的含量為9.786%～10.48%，即鐵的摩爾濃度為2.29~2.45mol/L，同樣需添加鐵屑來進行調節(jié)。則第一種酸液中需要加入鐵屑的量為1.15～1.31mol/L。第二種酸液中鐵含量高于標準，在制備中可考慮對其進行稀釋至所需濃度。
在工業(yè)生產(chǎn)時考慮到酸液與鐵屑反應會產(chǎn)生大量氫氣，氫氣與氧氣加熱會發(fā)生爆炸，還會對設備造成較為嚴重的腐蝕。
因此在工業(yè)實驗時我們采用七水合硫酸亞鐵晶體代替鐵屑，既保證了鐵含量的增加又保證了生產(chǎn)的安全性。七水合硫酸亞鐵是生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)物，廉價易得還可以達到以廢治廢的目的。
2.酸鐵比的調節(jié)原理及其計算
通過含量測定和理論計算，第一種廢酸，每升廢酸加1.153mol的鐵屑后可將酸鐵比調至1：1，調整后的酸與鐵的濃度均為2.29mol/L，低于理想濃度，因此在制各出三氯化鐵后可根據(jù)需要進行減壓濃縮至所需濃度。
第二種酸液仍然先將酸鐵摩爾比調節(jié)至1：1，則需加入的鹽酸為3.24.1.5=1.74mol，即需加入1.74mol鹽酸，則需用12.25mol/L的鹽酸0.142L，故調節(jié)后的酸與鐵的濃度均為2.837mol/L，略低于標準，可在制備出三氯化鐵后進行減壓濃縮至所需濃度。
第一種廢酸制備聚合氯化鐵，配1L合適酸鐵比酸液，需加入0.875～0.953L原料酸洗廢液，1.29～1.363mol鐵屑，再加適量水補充至1L即可。
第二種廢酸配置聚合氯化鐵，需加入0.707—0.756L原料酸洗廢液，0.379～0.526mol鹽酸，再補充適量水至1L即可。
1.三氯化鐵的制備
裝置組裝方法：首先將溫度計插入到三口瓶的中間瓶口，將恒壓液滴漏斗插入到右邊瓶口中，氧氣瓶用玻璃管與橡膠管導入至左邊瓶口中，并用帶膠管的塞子塞住恒壓滴液漏斗的上口，膠管另一端連接一側有漏斗的U型管。
制備過程：先將100mL調節(jié)好的比例為1：1的酸液加入到250mL三口燒瓶中，用少量的水溶解酸洗廢液總質量千分之三的亞硝酸鈉晶體，然后倒入旋塞關閉的恒壓滴液漏斗中;打開恒溫加熱攪拌器的開關，調節(jié)溫度在60～75℃，當溫度達到60℃時打開氧氣管閥門，調節(jié)大小使氣泡連續(xù)均勻冒出，打開恒壓滴液漏斗旋塞，慢慢地滴加催化劑。
當反應進行一段時間后，取1mL反應液，將其稀釋至100mL，用0.05mol/L的酸性高錳酸鉀溶液滴定，記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)二價鐵含量來確定反應終點。
2.聚合氯化鐵的制各
向三口瓶中加入100mL調節(jié)好比例的酸洗廢液和總質量1%的磷酸。然后用少量的水溶解酸洗廢液總質量千分之三的亞硝酸鈉晶體，然后倒入旋塞關閉的恒壓滴液漏斗中;先打開恒溫加熱攪拌器的開關，調節(jié)溫度在60一75℃，當溫度達到60℃時打開氧氣管閥門，調節(jié)大小使氣泡連續(xù)均勻冒出，打開恒壓滴液漏斗旋塞，慢慢地滴加催化劑。
當反應進行一段時間后，取1mL反應液，將其稀釋至100mL，用0.05mol/L的酸性高錳酸鉀溶液滴定，記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)二價鐵含量來確定反應終點。
中試時對三氯化鐵進行了檢測，檢測結果如表3所示：該產(chǎn)品質量符合中華人民共和國GB4482-2014標準，絮凝效果優(yōu)良。
中試時對聚合三氯化鐵進行了檢測，雖然實驗過程中加入了七水合硫酸亞鐵，但由于加入量較少，故檢測標準仍以聚合氯化鐵標準為依據(jù)，檢測結果如表4所示：該產(chǎn)品質量符合目前行業(yè)聚合氯化鐵工業(yè)標準，絮凝效果優(yōu)良。
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觀點
在實驗室與工業(yè)實驗中，經(jīng)過各種品質調節(jié)和過程的控制制備了含量、比重、鹽基度等各種指標都符合國家標準的三氯化鐵和聚合氯化鐵。
最終制得的產(chǎn)品三氯化鐵和聚合三氯化鐵既消除了酸洗廢液對環(huán)境的危害，降低了企業(yè)處理危廢成本，又能作為水處理的藥劑，實現(xiàn)了危險廢棄物的資源化利用，有利于保護環(huán)境。
文章來源：環(huán)球電鍍網(wǎng)
