一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法，属于资源回收利用技术领域。发明专利技术以钢铁企业产生的铁泥为原料，通过与稀土提取过程中产生的废硫酸反应，借助水热法技术制备重防腐型复合铁系氧化物，为稀土废酸的无害化和资源化利用提供新的途径。制备出的复合氧化铁由于掺杂有稀土元素而具有很强的耐腐蚀性能，不仅可以使稀土废酸资源得到利用，避免环境污染现象的产生，而且还可以开发出具有高耐蚀性能的稀土复合铁系氧化物产品，对于扩展氧化铁系颜料在防腐材料领域中的作用具有重要意义。

A method of preparing high corrosion resistant composite iron oxide with rare earth acid

The invention provides a method for preparing high corrosion resistant composite iron oxide oxide by using rare earth waste acid, which belongs to the field of resource recovery and utilization technology. The invention is made from iron sludge produced by iron and steel enterprises. Through the reaction of waste sulfuric acid produced in the process of rare earth extraction, the heavy anti-corrosion composite iron oxide is prepared by hydrothermal technology, which provides a new way for the harmless and reutilization of rare earth waste acid. Composite iron oxide prepared by doping with rare earth elements and has strong corrosion resistance, not only can make the waste acid rare earth resources, avoid environmental pollution phenomenon, but also can be developed with high corrosion resistance of rare earth composite iron oxide products, has important significance for the expansion of iron oxide pigments in anticorrosion the material in the field of action.

【技术实现步骤摘要】
一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法
本专利技术属于资源回收利用
，涉及一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法。
技术介绍
我国是世界上稀土资源最丰富的国家，也是国际市场上稀土输出最多的国家。目前我国稀土的提取普遍采用浓硫酸高温焙烧-酸浸技术，在生产过程中产生大量的废硫酸，不仅处理成本高、难度大，而且还含有Fe和RE元素。稀土废酸中含有大量的有价元素，而且酸值较高，不仅污染环境，而且占用土地，亟待开发利用。因此，无害化和资源化利用稀土废酸资源对稀土行业具有重要意义。据测算，我国每年因腐蚀所造成的经济损失高达2000亿元人民币，约占国民生产总值的4％，而腐蚀掉的钢材已达1000多万吨，约占全国钢铁总产量的10％。涂料耐蚀性不足也是钢铁腐蚀量如此大的原因之一。而稀土一般具有较好的耐腐蚀性，稀土元素具有极强的脱硫、脱氧和变质夹杂物的作用，同时还会细化晶粒度、强化基体。稀土元素加入到氧化铁颜料中能使其晶界结构发生明显的改善，大幅度改良涂料的耐腐蚀性能，减缓金属腐蚀的时间，减少经济损失。中国专利(公开号为CN101671499)提供了一种氧化铁复合颜料掺杂稀土与氧化硅的制备方法，将球磨后Fe2O3加入适量水和分散剂超声振荡,放入恒温水浴剧烈搅拌,加入Na2SiO3水溶液与Re2O3酸溶液，经系列反应得产品。与本专利相比，该专利不能实现对稀土废酸的利用，稍有欠佳。中国专利(公开号为CN105694538A)提供了一种低吸油量防腐蚀氧化铁红颜料的制备方法，将防腐剂配成溶液,将普通氧化铁红滤饼打浆,配成浆液，调节pH，将浆液在高速分散盘作用下依次加入分散剂、表面活性剂和防腐剂,经桨叶分散,盘式干燥,立式粉碎超细打粉,制造出细微的、易于分散的低吸油量防腐蚀氧化铁黄颜料。防腐性能来源于加入防腐剂，与本专利利用稀土而拥有防腐性能相比，经济性不强。本专利技术针对稀土废酸研究现状，以钢铁企业产生的铁泥为原料，通过与废硫酸反应，借助水热法技术，制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物，为稀土废酸的无害化和资源化利用提供新的途径，有利于实现废硫酸和铁泥资源的综合利用，对稀土行业更具有重要意义。
技术实现思路
为实现稀土废酸无害化和资源化处理，本专利技术提供了一种处理方法，即以稀土废酸和铁泥为原料，利用水热法合成高耐腐蚀性复合铁系氧化物。本专利技术的技术方案：一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法，以稀土废酸和铁泥为原料，利用水热法合成高耐腐蚀性复合铁系氧化物，步骤如下：(1)向铁泥中加入稀土废酸，用氨水调节pH值为4-8，控制c(Fe2+)/c(Fe3+)为不大于0.5，全铁的浓度为10-60g·L-1，c(Ce4+)/c(Fe3+)为1:50-400；(2)将步骤(1)调节好的溶液转入反应釜中，反应温度为120-200℃，转速为30-100r/min，反应时间为0.5-3h，分离，得到固体颗粒和液相；(3)将分离后的固体颗粒烘干，得到复合铁系氧化物；液相经过结晶、分离获得铵盐，回收利用。所述的稀土废酸的主要成分含量为：Ce4+的质量百分比浓度为0.1-0.2％；Fe3+的质量百分比浓度为1-4％；Al3+的质量百分比浓度为0.4-0.7％；Mn2+的质量百分比浓度为0.3-0.5％；Mg2+的质量百分比浓度为1-1.5％。所述的复合铁系氧化物为FeOOH、Fe2O3、Fe3O4中的一种或两种以上混合。所得复合铁系氧化物的性能指标为：耐蚀性，采用盐雾腐蚀方法，腐蚀100h后，失重率在0.01％以内；复合氧化铁红的涂层附着力达2级以上；吸油量为15％以上。本专利技术的有益效果：(1)借助水热法技术，利用稀土废酸和废铁泥制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物，为稀土废酸的无害化和资源化利用提供新的途径。(2)制备出的复合铁系氧化物由于掺杂有稀土元素故具有高耐腐蚀性，且性能优于用拜耳法产出的氧化铁红，可极大减轻材料的腐蚀，从而为企业创造利益。附图说明图1为本专利技术方法的技术路线图。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。实施例1-5中所使用的稀土废酸的主要成分含量为：Ce4+含量为0.1-0.2％；Fe3+含量为1-4％；Al3+含量为0.4-0.7％；Mn2+含量为0.3-0.5％；Mg2+含量为1-1.5％。实施例1(1)以稀土废酸为原料，并用工业氨水调节pH值为4；(2)控制溶液中c(Fe2+)/c(Fe3+)＝0；(3)控制溶液中全铁浓度为10g·L-1；(4)控制溶液中c(Ce4+)/c(Fe3+)＝1:50；(5)将调好的溶液转入高压反应釜中，设定反应温度为120℃，转速30r/min，反应0.5h；(6)将分离后的固体颗粒放置烘箱内烘干，液相经过结晶等步骤获得铵盐，回收利用。稀土废酸的主要成分含量为：Ce4+含量0.12％；Fe3+含量2.25％；Al3+含量0.48％；Mn2+含量0.36％；Mg2+含量1.33％。产物析出相为Fe2O3，有Ce4存在,结晶效果很好，颗粒分散，大致呈球形，颗粒直径为100nm左右。将产物制为颜料并涂层，采用盐雾腐蚀方法，腐蚀100h后，其失重率为0.006％；涂层附着力为4级；吸油量为20％。实施例2(1)以稀土废酸为原料，并用工业氨水调节pH值为8；(2)控制溶液中c(Fe2+)/c(Fe3+)＝0.5；(3)控制溶液中全铁浓度为60g·L-1；(4)控制溶液中c(Ce4+)/c(Fe3+)＝1:400；(5)将调好的溶液转入高压反应釜中，设定反应温度为200℃，转速100r/min，反应3h；(6)将分离后的固体颗粒放置烘箱内烘干，液相经过结晶等步骤获得铵盐，回收利用。稀土废酸的主要成分含量为：Ce4+含量0.18％；Fe3+含量2.54％；Al3+含量0.56％；Mn2+含量0.48％；Mg2+含量1.25％。产物析出相为Fe2O3，有Ce4+存在，结晶效果尚可，颗粒较为分散，粒径大小略微不均匀，大致呈球形，颗粒直径有大有小，粒径在100nm左右的颗粒居多。将产物制为颜料并涂层，采用盐雾腐蚀方法，腐蚀100h后，其失重率为0.01％；涂层附着力为3级以上；吸油量为18％。实施例3(1)以稀土废酸为原料，并用工业氨水调节pH值为6；(2)控制溶液中c(Fe2+)/c(Fe3+)＝0.3；(3)控制溶液中全铁浓度为30g·L-1；(4)控制溶液中c(Ce4+)/c(Fe3+)＝1:100；(5)将调好的溶液转入高压反应釜中，设定反应温度为160℃，转速60r/min，反应2h；(6)将分离后的固体颗粒放置烘箱内烘干，液相经过结晶等步骤获得铵盐，回收利用。稀土废酸的主要成分含量为：Ce4+含量0.11％；Fe3+含量2.88％；Al3+含量0.68％；Mn2+含量0.44％；Mg2+含量1.15％。产物析出相为Fe2O3，且有Ce4+存在，结晶效果很好，颗粒十分分散，颗粒呈球形，颗粒直径为100nm左右。将产物制为颜料并涂层，采用盐雾腐蚀方法，腐蚀100h后，其失重率为0.01％；涂层附着力为3级；吸油量为20％。实施例4(1)以稀土废酸为原料，并用工业氨水调节pH值为5；(2)控制溶液中c(Fe2+)/c(Fe3+)＝0.2；(3)控制溶液中全铁浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法，其特征在于，以稀土废酸和铁泥为原料，利用水热法合成高耐腐蚀性复合铁系氧化物，步骤如下：(1)向铁泥中加入稀土废酸，用氨水调节pH值为4‑8，控制c(Fe

【技术特征摘要】
1.一种利用稀土废酸制备高耐腐蚀性复合铁系氧化物的方法，其特征在于，以稀土废酸和铁泥为原料，利用水热法合成高耐腐蚀性复合铁系氧化物，步骤如下：(1)向铁泥中加入稀土废酸，用氨水调节pH值为4-8，控制c(Fe2+)/c(Fe3+)为不大于0.5，全铁的浓度为10-60g·L-1，c(Ce4+)/c(Fe3+)为1:50-400；(2)将步骤(1)调节好的溶液转入反应釜中，反应温度为120-200℃，转速为30-100r/min，反应时间为0.5-3h，分离，得到固体颗粒和液相；(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：史培阳，王阳，于涛，马瑞，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21