含铁细粉的获得方法技术

一种从地下水处理厂的工艺废物中获得含铁细粉的方法，包括：通过处理来分散洗涤水沉积物，确保总颗粒中至少90％的颗粒的等效粒径不超过100微米；将洗涤水沉积物脱水至相对湿度不超过90％；将洗涤水沉积物装载或流动至反应室或反应器中；在反应室或反应器中，在具有还原电位的且由至少95％的一氧化碳和二氧化碳混合物组成的气体介质中，在300至900℃下，还原洗涤水沉积物中的铁化合物；从原料混合物组分中分离出目标产物具有铁磁性的铁化合物的颗粒；冷却至90℃或更低，以降低所获得的含铁粉末的化学活性，以防止与包括大气中的氧气的氧化性物质接触时过早氧化。的氧化性物质接触时过早氧化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含铁细粉的获得方法


[0001]本专利技术涉及高分散的含金属粉末的制备，可用于从地下水处理厂的技术性废物中制备铁及其化合物的粉末。这种技术性废物也被称为除铁厂的洗涤水过滤器的沉积物或污泥。
[0002]本专利技术适用于含铁粉末的制备。含铁粉末在世界上被广泛用于许多不同的工业和经济活动领域。这种材料的优点包括可用于其生产的矿物原料分布广泛，以及显著的铁磁性和将其作为氧化还原反应试剂的可能性。
[0003]因此，除其他以外，这种材料可用于生产粉末状的钢和合金、磁性粉末和液体、石化工业的催化剂等。

技术介绍

[0004]由基于水铁矿纳米颗粒的水溶胶制备金属铁纳米颗粒的方法是已知的[p.RF No.2642220C1,IPC C21B 15/00,24.01.2018公开](金属铁纳米颗粒的制备方法)。所述专利技术描述了对基于水铁矿纳米颗粒的水溶胶的处理，该水溶胶是通过培养从克拉斯诺亚尔斯克地区的博罗沃耶湖的腐泥中分离出的克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)获得的。这一点使其与在水基溶胶的组成中使用原材料方面所要求的相似，但有许多显著因素从本质上区别了这些专利技术。主要是制备纳米颗粒时生物过程的参与。
[0005]从生产废料中制备铁合金的方法是已知的[p.RF No.2192478C1,IPC21b,15/0010.11.2002公开](从生产废料中制备铁合金的方法)。所述专利技术描述了一种加工轧钢鳞片的方法，轧钢鳞片在化学组成上与本专利技术所述的技术原料基本相似，并且含有大量氧化铁，特别是Fe2O3。这种方法的缺点是使用热处理，这并不意味着在没有合金化的情况下保留高分散的原材料的原始粒径分布特性。
[0006]此外，根据GOST 9849
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86“铁粉。说明书”(含第1、2号修正案)制备的铁粉是一种众所周知的通过开发技术获得的材料类似物。根据GOST，粒径等级为71的还原铁粉，与权利要求保护的产品类似，具有不大于100微米的粒径，其中<45微米的部分占50至80％。关于根据权利要求的技术获得的材料，GOST具有更大的组分范围，无法精确控制<20微米的组分。此外，GOST意味着产生含有少量杂质的纯铁粉末，因此排除了生产其他铁化合物(包括具有复合氧化物组合物)的可能性。
[0007]与所有已知的类似方法相比，本专利技术的显著特征是使用来自地下水处理厂的技术性废物作为制备含铁金属粉末的原料，以及在本质上和顺序上不同于类似方法的步骤，允许保持接近原始的粒径分布和化学成分。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是开发一种工业制备高分散和纳米分散的含铁粉末的技术，该技术与现有技术的不同之处在于能源效率更高，并且可以对地下水处理厂的技术性废物进行低废物处理，这种技术性废物也被称为除铁厂洗涤水过滤器的沉积物或污泥。
[0009]本专利技术的技术结果是获得一种技术，该技术将能够从地下水处理厂的废物中制备出精细分散和纳米分散的含铁粉末，其干燥后的铁含量(按质量计)至少占所获得的含铁粉末的总质量的40％，总颗粒中至少90％的颗粒具有不大于100微米的等效粒径。
[0010]具体的技术成果是通过一种从洗涤水中分离获得地下水处理厂的洗涤水污泥的方法实现的，该方法包括以下连续步骤：
[0011]‑
通过处理来分散洗涤水污泥，确保总颗粒中至少90％的颗粒的等效粒径不超过100微米；
[0012]‑
将地下水处理厂的洗涤水污泥脱水至相对湿度不超过90％；
[0013]‑
将地下水处理厂的洗涤水污泥装载或联机送料至反应室或反应釜中；
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在反应室或反应器中，在具有还原电位的，由至少95％的一氧化碳和二氧化碳混合物组成的气体环境中，在300至900摄氏度下，还原地下水处理厂的洗涤水污泥中的铁化合物；
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从还原反应中获得的原料混合物组分中分离出目标产物——具有铁磁性的铁化合物的颗粒；
[0016]‑
冷却至90摄氏度或更低，以降低所获得的含铁粉末的化学活性，以防止由于暴露于氧化剂(包括大气中的氧气)而过早氧化。
附图说明
[0017]图1
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洗涤水污泥的可能粒径分布图；
[0018]图2
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从洗涤水污泥中获得的含铁粉末的可能粒径分布图。
具体实施方式
[0019](1)在大多数情况下，地下水处理厂的技术性废物的初始化学成分包括20％至90％的含铁化合物，这是由于地下水源中铁化合物的含量高，并取决于地下水层的地质和水文特征。
[0020](2)地下水处理厂的技术性废物的初始粒径分布，主要以等效粒径为500微米至100纳米的颗粒表示，这是由于地下水中除铁的关键工艺过程之一——曝气。在曝气系统中，水被大气中的氧气饱和，可溶性铁化合物被氧化并转化为不溶性形式。该工艺已被广泛用于地下水处理厂，这表明各种地下水处理设备的技术结果具有足够的相似性和可重复性。
[0021]将位于秋明地区的维利詹斯克(Velizhansk)地下水处理厂的技术性废物的研究结果作为这类技术性废物初始粒径分布的特定示例，其结果可以外推到其他地下水处理厂的技术性废物。有关详细信息见图1和图2。
[0022](3)根据所开发的技术，化学还原过程在由至少95％的一氧化碳和二氧化碳混合物组成的气体环境中发生。此过程发生在促氧化还原反应的温度下，但防止了初始技术原料的初始粒径分布特性的显著损失。
[0023]图1显示了通过以下方法获得的洗涤水污泥的可能粒径分布图：
[0024](A)从地下水处理过程中使用的技术设备和结构元件中进行干式采样。
[0025](B)从洗涤水中分离。
[0026]图2显示了通过以下方法从洗涤水污泥中获得的含铁粉末的可能粒径分布图：
[0027](A)从地下水处理过程中使用的技术设备和结构元件中进行干式采样。
[0028](B)从洗涤水中分离。表1显示了曝气处理后获得的地下水处理厂技术性废物固相的一组馏分形式的粒径分布分析结果。
[0029]表1.地下水处理厂的技术性废物可能的固相馏分的类型。
[0030][0031]其中，d10、d50和d90代表以微米为单位的等效粒径，相对于总颗粒中最小颗粒，分别位于10％、50％和90％的上限。
[0032]等效粒径为10至500微米的部分颗粒以不超过总颗粒数5％的量存在，以及等效粒径小于0.4微米的颗粒以不超过总颗粒数50％的量存在也是可以接受的。
[0033]另外，权利要求保护的金属粉末的粒径分布得到了地下水处理厂技术性废物的初始颗粒的准球形形状的补充，这使得可以使用较少的能源和技术操作使颗粒达到制备基于金属粉末的某些类型的最终产品所需的球形形状。
[0034]地下水处理厂的技术性废物的化学成分可能与组成成分相对应，其中组分可能在表2所示的范围内。
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从地下水处理厂的技术性废物中制备高分散的含铁粉末的方法，其特征在于，所述方法包括以下连续步骤：
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通过处理来分散洗涤水污泥，确保总颗粒中至少90％的颗粒的等效粒径不超过100微米；
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将地下水处理厂的洗涤水污泥脱水至相对湿度不超过90％；
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将地下水处理厂的洗涤水污泥装载或联机送料至反应室或反应器中；
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在...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：菲尔姆集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：