权利要求
1.高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：取酸性矿山排水口排出的水过滤杂质得到酸性矿山水;
步骤二：将过氧化氢试剂加入过滤杂质后的酸性矿山水中搅拌;
步骤三：用氢氧化钠将pH调至3.5±0.5;
步骤四;固液分离后取底泥;
步骤五：在70~90℃下烘干后研磨成粉末;
步骤六：在600~800℃温度烧制3~5h即可得到铁红。
2.根据权利要求1所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：所述过氧化氢试剂的浓度为30%。
3.根据权利要求2所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：所述过氧化氢的添加量按如下方式计算：
过氧化氢的加入量仅仅与水中的消耗氧化剂的种类和数量有关，其中主要为Fe2+和化学需氧量，根据酸性矿山水中的二价铁以及化学需氧量的值不同，而加的过氧化氢量不同：
根据反应方程式其计算公式为：
2Fe2++ H2O2+ 2H+→2Fe3++2 H2O;
H2O2氧化二价铁的理论用量单位(克)=[Fe2+]×0.5×AMD×1.11/(9.9 × 56)。
4.根据权利要求3所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：步骤五中烘干温度优选为80℃。
5.根据权利要求4所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：步骤六中烧制温度优选为650℃，时间优选为4h。
6.根据权利要求5所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：步骤四中固液分离的方法选用膜分离或离心分离。
7.根据权利要求6所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：步骤四中固液分离的方法优选为离心分离，转速为5000r/min，时间为3min。
8.根据权利要求7所述的高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，其特征在于：步骤六中选用马弗炉进行烧制。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及酸性矿山排水污染的环境治理以及氧化铁红制取的领域，具体涉及高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法。
背景技术
[0002]铁红(主要成分为Fe2O3)因红棕色稳定着色、耐候耐腐、化学惰性等特性，在建筑涂料、防腐防锈、塑料着色等领域应用广泛，2024 年我国表观消费量达 50~60 万吨，2025 年市场规模预计突破 80 亿元。铁红生产核心原料为铁元素(如绿矾、赤铁矿中的 Fe2+/Fe3+)，传统工艺需依赖工业副产物或天然矿产，原料采购、运输成本高，2024 年原料成本占比达 40%-60%;且高纯度原料(Fe2+含量≥90%)稀缺，资源依赖性强，制约生产稳定性。
[0003]酸性矿山排水因硫化矿物氧化富含Fe2+，铁是主要重金属污染物(致水体富营养化、土壤板结)，传统治理以 “除铁” 为核心目标，通过中和法、吸附法等将铁转化为污泥去除。单座中型矿山年产生含铁污泥数千吨，既浪费铁资源，又需额外投入污泥处置成本，形成 “污染-治理-浪费” 的恶性循环。
[0004]传统模式下，铁红生产 “花钱买铁”，酸性矿山排水 “花钱除铁”，二者供需错位，两者均存在“环保 - 成本” 困境叠加的痛点：
铁红生产：干法工艺，会产生 SO2、SO3排放问题，湿法工艺，会产生酸性废水与 NO气体，需额外投入 15%-30% 设备投资用于环保处理。依赖有限工业副产或矿产资源，长期供应稳定性差。
[0005]酸性矿山排水治理：除铁产生的大量污泥易引发二次污染，部分工艺治理后废水仍残留污染物，环保风险高。中和剂、吸附剂等需持续采购，单吨水治理费 10-20 元，长期治理成本高昂。将含铁资源当作污染物去除，违背资源循环理念，不符合绿色发展要求。
[0006]二者 “环保不经济、经济不环保” 的共性痛点高度契合，为 “以废治废、资源耦合” 的技术创新提供了空间。2024-2025 年，我国对环保与资源循环要求升级：铁红行业需应对 “减排降碳” 压力(传统工艺能耗高、排放大)，矿山行业需满足 “污染零排放” 考核(酸性排水治理是核心指标)。
单一技术改进(如优化铁红煅烧温度、升级排水中和剂)已无法兼顾环保与成本：铁红生产单求环保会推高成本，矿山排水单求治理会加重企业负担。唯有将二者结合，利用排水中的铁生产铁红，以铁红收益补贴治理成本，才能同时满足 “铁红减排降本”“矿山污染治理”“资源循环利用” 三大目标，这是行业发展的必然要求。然而目前在兼顾酸性矿山排水治理和回收铁红工艺方向的研究很少，尚无系统且可采用的相关技术。
发明内容
[0007]本发明意在提供高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，以现有技术中铁红的生产和酸性矿山排水的治理相互不结合，存在“环保不经济、经济不环保” 的共性痛点的问题。
[0008]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：高效治理酸性矿山废水、回收高纯度铁红的方法，包括以下步骤：
步骤一：取酸性矿山排水口排出的水过滤杂质得到酸性矿山水;
步骤二：将过氧化氢试剂加入过滤杂质后的酸性矿山水中搅拌;
步骤三：用氢氧化钠将pH调至3.5±0.5;
步骤四;固液分离后取底泥;
步骤五：在70~90℃下烘干后研磨成粉末;
步骤六：在600~800℃温度烧制3~5h即可得到铁红。
[0009]进一步，所述过氧化氢试剂的浓度为30%。
[0010]进一步，所述过氧化氢的添加量按如下方式计算：
过氧化氢的加入量仅仅与水中的消耗氧化剂的种类和数量有关，其中主要为Fe2+和化学需氧量，根据酸性矿山水中的二价铁以及化学需氧量的值不同，而加的过氧化氢量不同：
根据反应方程式其计算公式为：
2Fe2++ H2O2+ 2H+→2Fe3++2 H2O;
H2O2氧化二价铁的理论用量单位(克)=[Fe2+]×0.5×AMD×1.11/(9.9 × 56)。
[0011]进一步，步骤五中烘干温度优选为80℃。
[0012]进一步，步骤六中烧制温度优选为650℃，时间优选为4h。
[0013]进一步，步骤四中固液分离的方法选用膜分离或离心分离。
[0014]进一步，步骤四中固液分离的方法优选为离心分离，转速为5000r/min，时间为3min。
[0015]进一步，步骤六中选用马弗炉进行烧制。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)治理环境污染的同时制取出高纯度的氧化铁红产品，且无二次污染，治理后的水中铁去除率达到99.6%，制取的铁红纯度达到87.10%，可以产生经济来补贴治理的费用，制取铁红工序简单，容易实现产业化。
[0017](2)本工艺突破了传统的治理污泥量大，治理不彻底，成本高昂的酸性矿山水治理的技术难题，去除率达到99.6%的铁存留于底泥中，利用这样的底泥实现了铁红的高效回收。
[0018](3)本工艺在制得氧化铁红的同时，实现了酸性矿山排水污染的铁治理，解决了酸性矿山排水造成的重金属铁污染环境问题，并取得不错的环境经济效益得以补贴酸性矿山排水的水重金属铁污染治理。
[0019](4)本工艺制取铁红所需原料只有酸性矿山排水、过氧化氢以及氢氧化钠，不产生SO2、SO3、NO等有害气体，与传统的氧化铁红制备工艺相比更加经济环保，廉价易得。
附图说明
[0020]图1为国标法测本发明所得铁红含量的报告。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1：一种治理酸性矿山排水并回收高纯度铁红的方法，包括以下步骤：
步骤一：取130L的酸性矿山排水于容器中;
步骤二：将140mL浓度30%的过氧化氢加入到酸性矿山排水中，由于双氧水的添加量只与溶液中的Fe2+和化学需氧量(COD)有关，因此仅需要将Fe2+完全氧化为Fe3+即可。搅拌5min，搅拌的目的是使过氧化氢与溶液完全混合氧化Fe2+为Fe3+;反应原理为：2Fe2++ H2O2+2H+→2Fe3++2 H2O。
[0022]步骤三：将204g氢氧化钠加入溶液中，用pH计测直至溶液的pH达到3.5。整个过程氢氧化钠的添加量与酸性矿山排水中Fe3+的量以及溶液初始pH值有关。由于只有当酸性矿山排水的pH调到3.5时溶液中的Fe3+大部分沉淀，而其他的重金属此时沉淀很少甚至还没有开始沉淀，因此只用根据pH来调控氢氧化钠的添加量。具体关系为：酸性矿山排水的pH值一般在2～3的范围内，为使二者充分反应，添氢氧化钠的同时需要不断搅拌。
[0023]步骤四：将充分反应后pH达到3.5的反应液加入离心管中进行离心，离心转速
为5000r/min，时间为5min，温度为室温。
[0024]步骤五：离心管内的上清液与离心管内的底泥(几乎为氢氧化铁沉淀)进行分离;
步骤六：将离心管内的底泥取出80℃烘箱内干燥，直至离心管内水分完全消失，
将烘干后的粉末研磨;
步骤七：将粉末置于坩埚中在马弗炉中进行加热，升温至650℃后计时加热4h，反应方程式为：2Fe(OH)3—Δ—Fe2O3+3H2O(q)↑
步骤八：加热完毕后等马弗炉自然冷却即可取出坩埚，得到高纯度氧化铁红179.4g。
[0025]通过国标法测铁红含量结果如图1所示。图中显示得到氧化铁红含量为87.10%，根据GB/T1863-2008《氧化铁颜料》，氧化铁红颜料按铁含量(以Fe2O3表示)的低值可分为A、B、C、D四个类型。该产品达到国标氧化铁红C类型。
[0026]以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
说明书附图(1)
