亚铁盐溶液提纯方法技术

本发明专利技术涉及一种亚铁盐溶液的提纯方法，本法是先用炼钢转炉污泥铁粉和碳酰胺将钢板酸洗溶液的ｐＨ值调至３～５，然后鼓空气氧化，加入阴离子型或非离子型有机絮凝剂搅拌混合，静置过滤沉淀，即可得到纯化的亚铁盐溶液。本发明专利技术的优点在于工艺简单，去硅效果较好，并能充分利用冶金二次资源，增加高档氧化铁粉产量，可将亚铁盐溶液中ＳｉＯ↓［２］含量从６００ｐｐｍ降至１０ｐｐｍ以下，同时还能有效的去除Ａｌ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇ等杂质，铁损较少，所得纯化液可进而用湿法结晶沉淀或喷雾焙烧法制取高纯氧化铁粉。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生产高纯氧化铁粉原料的
，尤其是涉及一种钢板酸洗废液的提纯方法，提纯后的亚铁盐溶液是生产硅、铝、钒、钛等杂质含量低的软磁用氧化铁粉的原料。近年来，随着电子工业的飞速发展，对铁氧体磁性材料用氧化铁粉需求量日益增长，生产原料日益转向钢板酸洗液。由于钢板酸洗液中含有大量严重影响磁材性能的硅、铝等杂质，得到的氧化铁粉只能作为一般的永磁铁氧体原料，而生产高档软磁铁氧体用氧化铁粉，一直沿用化工方法生产。用钢板酸洗液除去Si、Al、V、Ti、Ca、Mg等杂质制取高纯氧化铁的技术备受各国学者关注。1、日本特公昭61-289号专利中指出，通过对酸洗液进行超过滤，可以降低SiO2含量；2、日本特公昭59-111930号专利中指出，让酸洗废液与硅胶接触，让硅胶吸附SiO2，从而降低SiO2含量；3、日本特公昭59-169902号专利中指出，让酸洗废液与含氧高温气体接触浓缩，将酸洗废液中的分子状及离子状的溶解性SiO2进行过滤，从而降低SiO2含量；4、日本特公昭58-151335号专利中指出，对酸洗废液加高分子凝结剂，使溶液中SiO2的凝结后过滤去除；5、日本特公昭60-1222087号专利中指出，对酸洗废液添加表面活性剂后，进行过滤，以除去SiO2等；6、日本特公昭63-144123号专利中指出，对酸洗废液进行搅拌后，用过滤器过滤废液中的固体部分，以除去溶液中SiO2等杂质；7、中国公开号CN1099728专利中指出，用碱将溶液PH值调至2.5～6，然后加入硫化物，搅拌混合并过滤沉淀物，即可有效除去SiO2等杂质。但上述几种去除酸洗液中杂质的方法，目前都未见大工业应用的报道，并且还存在以下问题在上述(1)超过滤方法中，由于酸洗废液中SiO2大部分粒径为20埃以下，所以SiO2很少能去除；在上述(2)中SiO2与硅胶接触使硅胶吸附SiO2的方法中，由于在实际操作过程中，真正吸附去除的SiO2很少，另外如果硅胶再次使用处理，就会增加其成本；在上述(3)的含氧高温气体与酸洗废液接触浓缩的方法中，由于浓缩装置等设备规模大、复杂，需要很大的投资；在上述(4)的添加高分子凝结剂的方法中，由于酸洗废液中SiO2很细，而不能得到很理想的凝结效果，反而掩盖了活性的SiO2，同时又妨碍了SiO2本身自发凝结；在上述(5)添加表面活性剂的方法中，由于酸洗废液中SiO2最初是亲水性的，但添加了表面活性剂使其表面变为疏水性而难以凝结；在上述(6)中，由于酸洗废液中SiO2大部分粒径为20埃以下，搅拌虽能促进其凝结，但要形成为1～10μm的颗粒，则需3～7天，搅拌时间过短，则过滤效果不佳；在上述(7)中，用碱中和酸洗废液，由于酸洗液中游离酸在20～60g/l，溶液PH值要调至2.5～6，要消耗大量的碱，即使剧烈搅拌，但在两相接触瞬间，也会局部过浓，而造成铁的大量损失；并且引入极大量的NH4+、Na+、Ca2+等碱金属杂质进入提纯液，要将其去除就很困难。本专利技术为解决上述存在的问题，提供了一种从钢板酸洗废液中制取纯净亚铁盐溶液的新技术，并已完成60m3的大工业应用试验。本专利技术通过对钢板酸洗液采用去离子水配制，在酸洗废液中添加炼钢转炉污泥铁粉或提钒炼钢污泥铁粉和碳酰胺，调节溶液PH值至3～5，然后通空气搅拌氧化生成Fe(OH)3胶体，使杂质被吸附到Fe(OH)3胶体表面上后，再进行絮凝沉淀过滤，从而得到纯化的钢板酸洗溶液，即亚铁盐溶液。炼钢转炉污泥铁粉，一方面可调节溶液的PH值，增加酸洗溶液中的铁离子含量，另一方面转炉污泥铁粉中含有亲水性羧基(COOH基)的C晶粒，与酸洗废液中表面含有羟基(OH基)的SiO2晶粒具有亲和性，形成硅氧烷粘合状态，从而可促使SiO2晶粒凝结长大。氧化新生成的Fe(OH)3胶体具有活性好，疏松多孔，表面积大，在溶液中带正电荷，能够靠电荷将SiO2的单体、聚合物这些带负电荷的物质中和絮凝，使其ξ电位降低，并且还具有内聚性、沉淀分离性极好，耐酸性较好等优点。本方法所添加的碳酰胺，在水溶液中加热到60～80℃，便能够分解在溶液内部产生NH4OH，并能够均匀的分布在整个溶液中，因而可消除局部过浓而造成的铁损。本专利技术在实施中所用污泥铁粉可以是炼钢转炉污泥铁粉或提钒炼钢污泥铁粉，钢板酸洗液的PH值以调到5.0为佳。本专利技术氧化生成Fe(OH)3胶体的量占总铁量(原液含铁量与溶解的污泥铁粉量之和)的0.5～3％，氧化过多，铁损过大；氧化过少，除杂质效果差，故以1％左右为佳。本专利技术所用絮凝剂为阴离子型或非离子型有机絮凝剂，如聚丙烯酰胺类的絮凝剂。絮凝剂加入量为20～60ppm，加入过多，成本增加，去硅效果提高并不显著；加入过少，去硅效果差，以30～40ppm左右为佳。加入絮凝剂后，搅拌10～30min，静置沉淀。本专利技术的优点在于工艺简单，去硅效果较好，并能充分利用冶金二次资源，增加高档氧化铁粉产量，可将亚铁盐溶液中SiO2含量从600ppm降至10ppm以下，同时还能有效的去除Al、V、Ti、Ca、Mg等杂质，铁损较少，纯化液可进而用湿法结晶沉淀或喷雾焙烧法制取高纯氧化铁粉。本专利技术方法不仅适用于钢板酸洗废液，还能够对钛白产生的硫酸亚铁溶液及含铁硝酸盐等进行处理，特别是对Ruthner喷雾焙烧法中氯化亚铁溶液进行预处理是很有效的方法。下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1所用原料含游离酸26.2g/l，SiO2含量为600ppm，Al2O3含量为452ppm钢板盐酸酸洗废液，首先按酸理论消耗铁量的1.5倍加入转炉污泥铁粉，溶液升温到70℃，搅拌1.5小时，将溶液PH值调到1.8，接着加入碳酰胺进行搅拌，将溶液PH值调到5.0，此时鼓入空气搅拌氧化，氧化生成Fe(OH)3胶体的量占总铁量的1％，加入40ppm的阴离子絮凝剂，搅拌10min后静置过滤，所得滤液含SiO28ppm、Al2O36ppm。实施例2同样是含游离酸26.2g/l，SiO2含量为600ppm，Al2O3含量为452ppm钢板盐酸酸洗废液，按酸理论消耗铁量的1.5倍加入转炉污泥铁粉，溶液升温到70℃，搅拌1.5小时，将溶液PH值调到1.8，接着加入碳酰胺进行搅拌，将溶液PH值调到5.0，此时鼓入空气氧化，氧化生成Fe(OH)3胶体的量占总铁量的2％，然后加入40ppm的阴离子絮凝剂进行处理，过滤，所得滤液含SiO26ppm、Al2O35ppm。实施例3对60m3含游离酸26.2g/l，SiO2含量为600ppm，Al2O3含量为452ppm钢板盐酸酸洗废液进行大工业试验，首先按酸理论消耗铁量的1.5倍加入转炉污泥铁粉，溶液升温到80℃，搅拌2小时，将溶液PH值调到2.0，接着加入碳酰胺将溶液PH值调到5.0，此时鼓入空气氧化，氧化生成Fe(OH)3胶体的量占总铁量的2％，加入40ppm的阴离子絮凝剂进行处理，再经静置沉淀过滤，将处理后纯化液进入Ruthner焙烧系统进行焙烧，获得的氧化铁粉化学成分如表1所示表1 焙烧氧化铁粉化学成分(wt％) 由上表可知，焙烧获得的氧化铁粉达到电子工业部SJ/T10383-93标准中YHT1的水平。权利要求1.，其特征在于，先用转炉污泥铁粉调节钢板酸洗液的PH值至1.5-2.0，再用碳酰胺调节钢板酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
亚铁盐溶液提纯方法，其特征在于，先用转炉污泥铁粉调节钢板酸洗液的ＰＨ值至１．５－２．０，再用碳酰胺调节钢板酸洗液的ＰＨ值至３～５，然后鼓空气进行氧化，再加絮凝剂混合搅拌，静置过滤沉淀后，即获得纯化的亚铁盐溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦华，何安西，罗裕厚，朱胜友，李华彬，梁英，
申请(专利权)人：攀枝花钢铁集团公司钢铁研究院，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]