洗炉废液中EDTA的碱法回收和利用

3 洗炉废液 EDTA 的利用
3 . 1 回收清液利用的配比实验 从洗 炉 废液 中 回收 的 清 液 经 补 加 H 4Y, 调 试 pH 值 后 可直 接 利 用。 回 收 清 液 再 利 用 的 配
无机盐类助剂可以使 F e( OH ) 3 胶体快速脱稳
34 比 见 表 5。
刘
建
洗炉废液中 EDTA 的碱法回收和利用
铁 离 子 浓 度 ( m g /L) 3 000 4 000 6 000 8 000 10 000 清液回收 不加助剂 率 (% ) 加助剂 清液中 EDTA 浓度 (% ) 不加助剂 加助剂 75 87 4. 91 4. 93 75 87 4. 97 4. 95 73 86 4. 86 4. 90 72 85 4. 95 4. 96 70 84 4 . 94 4 . 97
4+
2 洗炉废液 EDTA 回收工艺模拟实验
2 . 1 洗炉废液组成对铁离子沉淀速率及 EDTA 回收率的影响 洗炉废液中的铁可以以二价、 三价两种形式存 在。洗炉废 液 的 组成 不 同 对 铁 离 子沉 淀 速 率 及 EDTA回收率的影响见表 1 。 表 1 络合物组成不同时清液回收比例 (% )
助剂加入 量 ( mg /L ) 沉淀时间 ( h) 24 48 72 96 144 回收清液中的 EDTA ( % ) 清液最高回收率 (% ) 0 . 5 46 57 61 65 69 4. 96 69 1 . 0 56 75 80 86 86 4 . 96 86 3. 0 57 76 82 87 88 4. 96 88
时 , 不仅回收了 EDTA, 同时也 回收了缓蚀剂; 回收 清液不需补加缓蚀剂就可直接用于管件清洗。
4 结论
( 1) 碱 法回 收 洗 炉废 液 的 合适 工 艺 条件 为 :
The A lkali R ecovery and U tilization of EDTA in W ash ing Oven W aste L IU Jian (H enan T ex tile C ollege, Zhengzhou 450007 , China ) Abstract : T his paper states the theory and process of a lk ali recovery o f EDTA in w ash ing oven w aste . A higher re covery e ff ic iency m ay be ob tained w ith little additive under the conditio n of p H K ey w ord s : w ash in g oven w aste; EDTA; alk a li recovery; c leansing pipe fitt ing 12. And the recovery w ater m ay be used directly and the effect cleansin g pipe f ittin g m ay m easure up to state standard .
收稿日期 : 2006- 03- 28 作者简介 : 刘建 ( 1965- ) , 女 , 河南浚县人 , Байду номын сангаас师 , 主要研究物理化学 。
刘
建
洗炉废液中 EDTA 的碱法回收和利用
33
沉淀时间延长, 清液回收比例迅速增加; 而洗炉废液 的离子组成为 Fe - EDTA 时 , 清液回收比例较小 , 最高仅有 36 % 。因此, 洗炉废液中铁离子存在的价 态对铁离子的分离速率有较大影响, 铁以二价络合 物存在时, 分离慢 ; 以铁三价络合物存在时 , 分离快。 从清液中残留铁量看 , 洗炉废液以 Fe
废 液 的 pH 值
[ 3] -
11. 0 11 . 5 12 . 05 12 . 10 12 . 30 12 . 50 清液回收率 ( % ) 清液中的总铁 ( m g /L ) 清液中的总 EDTA (% ) 50 10 70 2. 5 74 74 75 2. 1 4. 4 76 2. 0 4. 5
从表 4 可看出: 助剂的浓度在 1m g /L 范围内对 铁分离速率、 清液回收率的影响较大。助剂的作用 是为消除 F e( OH ) 3 胶核所带电荷, 使 Fe ( OH ) 3 胶 体脱稳沉淀
[ 4]
, 所以, 在一定范围内 , 加大助剂量可
以提高固液分离速率和清液回收率。实践证明 , 加 入 1m g /L 助剂, 可使 F e( OH ) 3 胶体快速 脱稳沉降 分离 , 大幅度提高清液回收率和 EDTA 的回收率; 增 加助剂用量, 回收率不再明显提高。结合经济效益, 最后确定助剂加入量为 1m g /L。 从表 4 还可看出 : 随着沉淀时间的延长, 回收清 液的比例增加 , 加入助剂 1m g /L 以上 , 沉淀 72h 之 后沉淀速率明显变慢, 至 96h 时沉淀基本达到完全。
表 5 回收清液再利用的配比
试验 编号 1 2 3 废液总体积 ( m l) 177. 6 176. 0 176. 0 回收清液体积 ( m l) 135 104 56 回收液 pH 12. 00 11. 66 11. 54 回收 N a4 Y ( g) 4 . 9 3 . 9 2 . 0 折合 H 4 Y ( g) 3. 75 3. 0 1. 6 需补加 H 4 Y 量 ( g ) 理论计算量 2 . 98 2 . 4 1 . 2 补加量 3. 0 2. 3 1. 1 调试后 pH 5 . 63 5 . 66 5 . 60
注 : ① 清洗条件 EDTA 浓 度 4 . 0 % ; pH = 6~ 6. 2; 清 洗温 度 135 5 。② 腐蚀速率是指 对清洗 管件表面 的腐蚀 快
慢 。 国家标准是 8. 0g /m 2 h。
从表 6 可 知, 两 组 实 验 结 果 均 达 到 国 家 标 准
[ 5]
。这说明在碱法回收锅炉清洗废液中的 EDTA
4-
,但
未见实际 工艺方 面的探 讨, 本文 对锅炉 清洗 液中
1 EDTA 碱法回收的理论依据
所谓碱法回收, 就是在锅炉清洗废液中加入烧 碱 , 形成碱性条件 , 破坏废液中 EDTA 与铁形成的络 合物, 使铁生成氢 氧化铁 , 经沉淀分 离出去 , EDTA 以 Y 形式存在于溶液中 ( 称为 清液 ) 待用。 EDTA 是一种四元弱酸, 在溶液中随 p H 值的不 同而有七种不同的存在形式 , 但在不同酸度下占优 势的组分形式不同, 如图 1 所示。
4. 96 4. 89
注 : 清液回收比例为清液回收 量占总废液量的百分率 。 图 1 EDTA 各种形式分布曲线
[ 2]
从表 1 可看出: 洗炉废液的离子组成为 Fe 4-
3+
当 p H
12 时, EDTA 几乎 全部以 Y
形式存
EDTA 时 , 沉淀 24h 清液回收比例达 50 % 以上 , 随着
- EDTA 为
主时, 三价铁离子分离彻底, 清液、 EDTA 回收率高。 因此在加碱前, 应对废液通入空气进行曝气氧化, 使 废液中的二价铁络合物氧化成三价铁络合物。 2 . 2 洗炉废液 p H 值对清液回收率和 EDTA 回收 率的影响 资料显示: F eY 在酸性条 件下稳定, 在碱性条 件下水解, 解离出 EDTA 。通过调整洗炉废液的 p H 值可以提高清液及 EDTA 的回收率。洗炉废液 p H 值对清液、 EDTA 回收率的影响见表 2 。 表 2 洗炉废液 p H 值对清液 、 EDTA 回收率的影响
edta碱法回收的理论依据所谓碱法回收就是在锅炉清洗废液中加入烧碱形成碱性条件破坏废液中edta与铁形成的络合物使铁生成氢氧化铁经沉淀分离形式存在于溶液中称为
基础科学研究
河南纺织高等 专科学校学报 JOURNA L O F HENAN TEXT ILE COLLEGE
2006 年第 18 卷 第 2 期
沉淀时间 ( h) 离子组成 pH 值 清液中的 EDTA 24 48 72 96 144 (% ) F e EDTA F e2+ EDTA 3+ -
沉淀 144h 清液中残 留铁 ( m g /L ) 1. 2 510
12. 05 54 63 66 66 70 12. 10 10 22 35 36 36
不加缓蚀剂 添加缓蚀剂 腐蚀速率 g /m 2 h 2. 31 1. 91 管样清洗效果 达标 达标 点蚀 无 无
p H
12 ; 在加碱前, 应对废液通入空气进行曝气氧
化, 使二价铁离子完全氧化成三价铁离子; 加入少量 无机盐类助剂 , 可使 F e( OH ) 3 胶体快速脱稳沉降分 离, 大幅度提高清液回收率和 EDTA 的回收率。 ( 2)洗炉废液中的铁离子浓度对清液回收率有 一定的影响。铁离子浓度越大回收率越低, 但在洗 炉废 液 EDTA 浓 度 为 5 % 左 右、 铁离 子浓度 为 3 000~ 10 000m g /L 并加 入助剂的条件 下, 铁离 子 浓度对清液回收率的影响很小。 ( 3)回收清液经配比调试 p H 值后可直接利用 , 其中缓蚀剂也可以满足缓蚀效果要求 , 清洗管件效 果达到国家标准, 实现了节约增效的目的。 参考文献 [ 1] [ 2] [ 3] 龚淑华. 无机及分析化学 [ M ] . 广州: 华 南理工大学出版社 , 2002 . [ 4] 印永嘉等 . 物理化学简明教程 ( 第三版 ) [ M ] . 北京 : 高等教育出版社, 1992 . [ 5] 陈洁等. 锅炉化学清洗导则 [ M ]. 北京: 中国电 力出版社 , 2003 . [责任编辑: 李连举 ]
3+ -
EDTA 是工业常用的锅炉 清洗液, 用其清洗工 业锅炉 , 虽清洗系统简单、 清洗工期短、 对人和设备 安全可靠、 效果好 , 但价格昂贵, 从而限制了它的应 用。从洗炉废液中有效地回收利用 EDTA, 不仅能 降低清洗成本, 而且能减少清洗废液对环境的污染。 有人曾对 EDTA 的碱法回收进行了理论研究 EDTA 的碱法回收和利用工艺进行了探讨。
3+ 2+
沉淀出来。从表 3可看出 , 在 EDTA 回收过程中, 加 入无机盐类助剂, 清液回收率提高 , EDTA 回收率也 高。 从表 3 还可看出 , 随着溶液中铁离子浓度的增 加, 清液回收率有所降低 , 这说明铁离子浓度增加不 利于清液回收。 2 . 4 助剂浓度对铁分离速率 、 清液回收率的影响 取同量的废液 , 分别加入不同量的无机盐助剂, 做助剂浓度对铁的分离速率、 清液回收率影响的对 比实验, 实验结果见表 4 。 表 4 加入不同助剂量清液回收率 ( % )
[ 1]
Fe + Y
-
3+
4-
( 2) F e + 3OH ( 3) F e Y + 3OH
12
F e( OH ) 3 F e( OH ) 3 + Y
4-
反应 ( 3 ) 在常 温下 的 平衡 常数 K = 1 . 099 10 , 反 应 向 右 进 行 的 趋 势 强 烈 , 生 成 难 溶 的 F e( OH ) 3 胶 体。 在 溶 液 中 , 加 入 回 收 助 剂 使 F e( OH ) 3胶体脱稳 , 形成沉淀物从溶液中分离出去 , Y 存在于溶液中。
洗炉废液中 EDTA 的碱法回收和利用
刘 建
(河南纺织高等专科学校, 河南 郑州 450007) 摘 要: 阐述了 EDTA 碱法回收的理论依据 , 探讨了洗炉废液中 EDTA 碱法回收的工艺 , 指出了在 p H值 12 、 加入少量助剂 ( 无机盐类 )的条件下, 可获得较高的 EDTA 的回收率 ; 回收清液经配比调试 p H 值后可直接利用 , 其中缓蚀剂也可以满足缓蚀效果的要求, 清洗管件效果达到国家标准。 关 键 词: 洗炉废液; EDTA; 碱法回收; 清洗管件 中图分类号 : TK228 文献标识码 : A 文章编号: 1008 -8385( 2006) 02 -0032 -03 在。此时 , 溶液中同时存在着以下平衡反应 : ( 1) F eY
回收清液经配比调试后 , p H 值在 5 . 60~ 6 . 0区 间内即可直接利用。 3 . 2 回收液清洗效果实验 管件清洗时 , 清洗液中需加缓蚀剂。缓蚀剂有 减缓 EDTA 对管件表面酸腐蚀的作用 , 但其价格较 贵。对于回收液 , 我们按回收配比分两组进行了管 样清洗的对比实验: 一组不添加缓蚀剂; 另一组补加 缓蚀剂 , 实验结果见表 6 。 表 6 回收清液清洗效果
2. 2 2. 1 4. 5 4. 4
4. 4 4. 5
从表 2 可看出 : 当洗炉废液的 p H 度基本不变。 p H
12 时 , 铁离
子沉淀完全 , 清液回收率高 , 而回收液中 EDTA 的浓 12 对铁离子沉淀分离和 EDTA 的回收的影响很 小, 铁离子 沉淀完全 , 且沉淀物密 实 , 清液易 取, 清液回 收率 高, EDTA 回 收率 也高。 所以, 废液的 p H 值应保持在 12 以上。 2 . 3 铁离子浓度对清液回收率、 EDTA 回收率的影响 模拟配制含不同 铁离子浓度的一 组络合物溶 液 , 在不加助剂和加助剂的两种情况下做对比实验 , 其结果见表 3 。 表 3 铁离子浓度对清液回收率、 EDTA 回收率的影响