一种黄钾铁矾渣制备磁性氧化铁微粉的方法技术

一种黄钾铁矾渣制备磁性氧化铁微粉的方法，该磁性氧化铁微粉是由锌冶炼过程中除铁得到的黄钾铁矾制备的；该渣是锌电解硫酸锌溶液除铁得到的渣，渣的主要是由铁、氮、硫、氧等组成,其中还含有一定量的锌。本发明专利技术以其为主要原料，在其中适当添加碳酸钠、氢氧化钠等，调整制备时的气氛和分解温度。用改造过的火焰喷枪熔射黄钾铁矾渣，得到粒径6‑10um、磁化强度43‑69.1emu/g的磁性氧化铁粉。本发明专利技术充分利用锌冶炼过程中除铁渣，以工艺简单、高效、节能的方法消除污染的同时制备磁性氧化铁粉。

A method for preparing magnetic iron oxide powder from jarosite slag

【技术实现步骤摘要】
一种黄钾铁矾渣制备磁性氧化铁微粉的方法
本专利技术属于有色金属冶金二次资源利用及功能材料
，具体涉及资源化处理锌冶炼黄钾铁矾渣制备磁性氧化铁微粉的技术。
技术介绍
黄钾铁矾渣中的主要成分是黄钾铁矾、硫酸锌、氧化锌、氧化铅、硫酸铅、铁酸锌、硫化锌的化合物等，黄钾铁矾渣中的主要元素含量为:锌4.5-6.5%、铅2.5-4.0%、铁26-30%、硫9-11%等及其他。黄钾铁矾渣中由于含有重金属，露天堆放时，在阳光、雨水、风的作用下，会对环境造成很大的污染，因此需要对其进行处理。对黄钾铁矾渣处理的方法主要采用冶金生产的湿法处理工艺和火法处理工艺，湿法处理工艺主要使渣在酸或碱中溶解，形成各自的盐或铁的氧化物。火法处理工艺使黄钾铁矾渣分解，生成金属各自金属的氧化物或硫酸盐、硫或氮的氧化物，铁以氧化物的形式形存在。国内为了减少黄钾铁矾渣的不良影响，进行了一定的工作，申请的黄钾铁矾渣利用的专利较少。在这方面申请的专利201710091764.X（一种黄钾铁矾矿渣中铁的提取方法）是将堆存的黄钾铁矾渣经破碎、细磨后加苛性碱溶液制成一定浓度的矿浆，最后得到的铁以FeS04或氧化铁。专利201710748623.0（一种黄钾铁矾渣的处理与资源化方法）是将堆存的黄钾铁矾渣破碎、磨细，进行厌氧处理，使铁与有价金属分离，铁成为FeS04。以上专利采用了湿法冶金的方法，把大部分铁转化成FeS04进行回收。专利201610794366.X（一种资源化预处理锌冶炼低污染黄钾铁矾法铁矾渣的工艺）是将黄钾铁矾渣、粘接剂与煤按一定比例制成球，进行锻烧、烧结还原，废气进入制酸系统，易挥发的金属或氧化物被分离，固体铁的氧化物作为水泥原料。这种方法黄钾铁矾渣的危害被消除，但铁资源造成了浪费。上述专利从消除黄钾铁矾渣的危害方面技术上做了探索研究，取得了一定的进展，但这些制备方法不同程度存在以下问题：1、经湿法处理的渣使有价金属与铁分离，铁和有价金属多是以盐的形式存在，不利于对铁资源的进一步利用。2、经火法处理的渣，使有价金属与铁得到分离，但铁的氧化物中含有较高的硫，不适合铁的再利用，对铁资源造成了浪费。3、铁的氧化物中含有较高的其它金属，同时也不利于其他有价金属的利用。4、无论是湿法利用还是火法利用工艺流程长，生产成本高，使进一工业化推广比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种黄钾铁矾渣制备磁性氧化铁微粉的方法。本专利技术是一种利用黄钾铁矾渣制备磁性铁氧微粉的方法，其步骤为：（1）以黄钾铁矾渣为基础原料，加入碳酸钠、烧碱，通过机械混料研磨，使添加剂与黄钾铁矾渣粉末达到25um~50um，且均匀；（2）黄钾铁矾渣混合粉末通过火焰喷枪熔射，利用多级漩涡除尘装置收集分离；（3）将铁氧化物及其他固体物分离，分别收集；（4）将铁氧化物进行磁化处理，其它挥发聚集的固体物进入锌生产系统再利用；（5）产生的气体进入锌冶炼的烟气净化系统处理；（6）利用余热装置对产生的余热回收利用；（7）经球磨使磁性氧化铁粉达到6-10um。本专利技术的有益之处是：1.本专利技术将工业废渣、污染物转化为高附加值产品，减少环境污染。2.本专利技术处理的原料为黄钾铁矾渣，其优点在于处理的渣中的物质除铁以外都可以在高温作用下成为气体挥发与铁的氧化物分离。3.加入碳酸钠、氢氧化钠等是为了促进黄钾铁矾渣的完全分解，使铁的氧化物中的其它元素降低到最低限度。4.铁的氧化物是在运动过程中分解的，不易团聚，颗粒细小。5.铁的氧化物的磁性通过热处理的方法得到改善。6.喷吹产生的其它物质进入生产主流程进行处理。7.喷吹通道余热可以再利用，能耗低。8.本专利技术利用工业废渣，工艺简单，高效率，投资少，易于规模化工业生产。附图说明图1为本专利技术制备磁性氧化铁微粉的工艺流程图。具体实施方式本专利技术是一种黄钾铁矾渣制备磁性氧化铁微粉的方法，如图1所示，其步骤为：（1）以黄钾铁矾渣为原料，在黄钾铁矾渣粉末中加入不同比例的碳酸钠、氢氧化钠，用机械混合研磨的方法混合研磨均匀，得到粒径在25um-50um的黄钾铁矾渣混合粉末；（2）将机械研磨混合均匀的黄钾铁矾渣粉末使用火焰喷熔装置喷吹，用旋涡除尘器分离、收集；（3）将收集的喷吹黄钾铁矾渣得到的氧化铁粉末进行磁化处理，使其具有更高的磁性；（4）磁性化处理使用沸腾炉、箱式炉、隧道窑等炉窑加热进行磁化处理；（5）将喷吹后的挥发凝聚固体、气体进行分离，挥发凝聚固体和气体分别进入已有的处理系统回收处理；（6）利用余热装置对产生的余热回收利用。其中步骤（1）的黄钾铁矾渣是指锌冶炼过程中除铁得到渣，含有约26%-30%的铁。所加的碳酸钠、氢氧化钠质量百分比分别小于15%。其中步骤（2）的火焰喷熔装置用压缩空气送粉，压力为0.8MPa-1.0MPa，助燃气体为氧气、燃料乙炔（天然气），压力为0.1MPa-0.15MPa，送料速度为1kg/min-50kg/min，喷熔温度为3000℃-3500℃的还原性气氛。其中步骤（3）得到的铁的氧化物在步骤（4）的炉窑中进行磁性化处理，磁性化处理使用沸腾炉、箱式炉、隧道窑等炉窑进行加热磁化，磁性化得到相同的效果，使用哪类炉窑根据产量及成本确定，温度在150℃-950℃，时间30min-180min。其中步骤（5）喷吹产生的挥发金属固体、气体分别进入已有的系统处理回收。其中步骤（6）利用余热装置对产生的余热回收利用。下面用实施例进一步展开本专利技术。实施例1：（1）将黄钾铁矾渣通过球磨机磨至25um-50um；（2）研磨好的黄钾铁矾渣，不加添加剂；（3）通过火焰喷枪熔射黄钾铁矾渣粉末，送粉气体为压缩空气，压力为0.8MPa，助燃气体为氧气，压力为0.15MPa，燃料为乙炔（天然气），压力为0.15MPa，送料速度为1kg/min，熔射温度为3000℃-3500℃；（4）利用余热回收装置回收喷吹余热；（5）利用旋涡除尘器将铁氧化物、挥发金属及产生的气体分离；（6）收集的挥发金属及产生的气体进入原有的系统进行处理；（7）将分离的铁氧化物进行磁化处理，处理温度700℃，时间40min；（8）将所得磁性氧化铁粉球磨得到的尺寸在6-10um，饱和磁化强度为60emu/g。实施例2：（1）将黄钾铁矾渣通过球磨机磨至25um-50um；（2）将研磨好的黄钾铁矾渣，加碳酸钠占黄钾铁矾渣总量的10%混研；（3）通过火焰喷枪熔射混研的粉末，送粉气体为压缩空气，压力为0.8MPa，助燃气体为氧气，压力为0.15MPa，燃料为乙炔（天然气），压力为0.13MPa，熔射温度为3000℃-3500℃，送料速度为5kg/min；（4）利用余热回收装置回收喷吹余热；（5）利用旋涡除尘器将铁氧化物、挥发金属及产生的气体分离；（6）挥发金属及产生的气体进入原有的系统进行处理；（7）将分离的铁氧化物进行磁性化处理，处理温度750℃，时间30min；（8）将所得磁性氧化铁粉球磨得到的尺寸在6-10um，饱和磁化强度为50emu/g。实施例3：（1）将黄钾铁矾渣通过球磨机磨至25um-50um；（2）将研磨好的黄钾铁矾渣，加碳酸钠占黄钾铁矾渣总量的15%混研；（3）通过火焰喷枪熔射混研的粉末，送粉气体为压缩空气，压力为0.9MPa，助燃气体为氧气，压力为0.14MPa，燃料为乙炔（天然气），压力为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用黄钾铁矾渣制备磁性铁氧微粉的方法，其特征在于，其步骤为：（1）以黄钾铁矾渣为基础原料，加入碳酸钠、烧碱，通过机械混料研磨，使添加剂与黄钾铁矾渣粉末达到25um~50um，且均匀；（2）黄钾铁矾渣混合粉末通过火焰喷枪熔射，利用多级漩涡除尘装置收集分离；（3）将铁氧化物及其他固体物分离，分别收集；（4）将铁氧化物进行磁化处理，其它挥发聚集的固体物进入锌生产系统再利用；（5）产生的气体进入锌冶炼的烟气净化系统处理；（6）利用余热装置对产生的余热回收利用；（7）经球磨使磁性氧化铁粉达到6‑10um。

【技术特征摘要】
1.一种利用黄钾铁矾渣制备磁性铁氧微粉的方法，其特征在于，其步骤为：（1）以黄钾铁矾渣为基础原料，加入碳酸钠、烧碱，通过机械混料研磨，使添加剂与黄钾铁矾渣粉末达到25um~50um，且均匀；（2）黄钾铁矾渣混合粉末通过火焰喷枪熔射，利用多级漩涡除尘装置收集分离；（3）将铁氧化物及其他固体物分离，分别收集；（4）将铁氧化物进行磁化处理，其它挥发聚集的固体物进入锌生产系统再利用；（5）产生的气体进入锌冶炼的烟气净化系统处理；（6）利用余热装置对产生的余热回收利用；（7）经球磨使磁性氧化铁粉达到6-10um。2.根据权利要求1所述的黄钾铁矾渣制磁性铁氧化物微粉的方法，其特征在于所述黄钾铁矾渣中的主要成分有黄钾铁矾、硫酸锌、氧化锌、氧化铅、硫酸铅、铁酸锌、硫化锌的化合物，黄钾铁矾渣中的主要元素含量为：锌4.5%~6.5%、铅2.5%~4.0%、铁26%~30%、硫9%~11%。3.根据权利要求1所述的黄钾铁矾渣制备铁的磁性铁氧化物微粉的方法，其特征在于经...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜全，王胜，何亮亮，王冰，蔺有祥，王子仁，王准，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62