CN100393627C - 冶金酸洗铁红的精制方法 - Google Patents

Abstract

冶金酸洗铁红的精制方法，涉及一种以冶金酸洗铁红为原料生产优质冶金酸洗铁红的方法。将冶金酸洗铁红和同等重量的水混和均匀后，加入到固定的层析柱或洗脱床中，待层析柱或洗脱床中冶金酸洗铁红上端水层快完时加补充水三到四次，至层析柱下端的流出液接近中性无氯为止，取出冶金酸洗铁红料浆。采用本发明，冶金酸洗铁红可不经过烘干处理直接进行生产，降低了能源消耗和设备投资，减少了热处理除杂所带来的环境污染。同时，由于没有高温处理，所精制后的冶金酸洗铁红有更高的化学活性，用其生产的磁性材料质量会更好。因此，本发明具有工艺路线简单、除杂效果好、设备投资省，对环境影响小、产品活性高等优点。

Description

冶金酸洗铁红的精制方法

技术领域

本发明涉及一种以冶金酸洗铁红为原料生产优质冶金酸洗铁红的方法。

背景技术

冶金酸洗铁红是钢铁厂回收盐酸过程的副产物，是钢板酸洗过程中产生的酸洗废液经高温喷雾焙烧(盐酸回收)时产生的，其产量大。在回收盐酸时，总有部分HCl、Cl残留在冶金酸洗铁红中。由于HCl、Cl^-、硅等杂质的存在，大大限制了冶金酸洗铁红的应用，为了扩大其使用范围，需要对其进行提纯精制，除掉HCl、Cl^-、Ca^2-、Na⁺、硅等杂质。

目前，冶金酸洗铁红提纯方法有：高温热处理法、水洗涤+高温热处理法、碱中和水洗+高温热处理法等。单纯的高温热处理法对环境影响非常严重，后两种方法相对好些，但由于使用的是一般性的洗涤方法，除氯效果和程度不理想，仍需要借助于高温热处理脱除残余的Cl^-，因此，对环境仍有较大的影响。

现有方法基本包括水洗和高温热处理两大步骤，其中水洗方法是先将冶金酸洗铁红与一定量的水混和、搅拌、再去水和压滤。每洗涤一次，待除杂质(如，Cl^-)在液固相间建立一次平衡，又由于冶金酸洗铁红是高温喷烧形成，是由许多微细颗粒结成的团聚体，比表面积非常大，吸附能力特别强，就算达到溶解平衡时也只有很少量的可溶杂质进入水相，何况实际生产中不可能达到溶解平衡，通过这样的一次洗涤，除杂的效果是非常有限的。特别是随着杂质含的降低，这种洗涤除杂就变得更加困难，往往经过许多次洗涤后，冶金酸洗铁红中的氯含量还维持在较高水平上。因此，单使用这种水洗涤法，不仅费时、费力、产生大量的废水，而且除杂的效果十分不理想。为了进一步降低冶金酸洗铁红中的氯含量，只有借助于800-900℃的高温热处理。有人采用先碱中和，再水洗+高温热处理的方法。该方法是在水洗涤+高温热处理法基础上对冶金酸洗铁红先用石灰等碱性物质进行中和，再水洗，高温热处理，此法虽比老方法对环境影响有所减轻，但对环境还有较大影响。这是因为，石灰很难使冶金酸洗铁红中的酸性物质得到彻底中和而转化成高度稳定的化合物，有FeOCl等化合物的存在，同时，加入碱的量又不宜太多，否则，将严重影响其在磁性材料中的应用。解决环保问题是现有技术所面临的最主要、最根本的问题。为解决生产中的环境污染问题，通常增加复杂的HCl回收设备，这样，不仅增大了设备投资，而且还大大增加了生产运营成本。此外，高温下盐酸的腐蚀能力特别强，要求设备具有很高的抗蚀能力，进行一步加大设备投资，降低了设备的使用寿命，增加了设备的维护费用。

目前为此，还没有一种成本低，对环境无害的有效方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用冶金酸洗铁红为原料生产高纯度、高活性优质冶金酸洗铁红的冶金酸洗铁红的精制方法。

本发明目的的实现方式为，冶金酸洗铁红的精制方法，将重量比为1∶0.8-1.5的含氯冶金酸洗铁红和水混和均匀后，加入到固定的层析柱或洗脱床中，待层析柱或洗脱床中冶金酸洗铁红上端水层快完时加补充水三到四次，至层析柱下端的流出液接近中性无氯为止，取出冶金酸洗铁红料浆。

本发明的方法虽与现有水洗法相似，但洗脱机理有着本质的不同。本方法冶金酸洗铁红是不移动的，以固定相停留在洗脱床中，水为流动相通过固定相进行洗脱，杂质离子(如，Cl^-)在固定相和流动相间建立无数次吸附与溶解平衡，相当于无数次的普通洗涤，因此，能有效地除去冶金酸洗铁红中的可溶(甚至是微溶)的杂质(氯含量达到0.1％以下)。

采用本发明，冶金酸洗铁红可不经过高温热处理直接进行生产，降低了能源消耗和设备投资，减少了热处理除杂所带来的环境污染。同时，由于没有高温处理，所精制后的冶金酸洗铁红有更高的化学活性，用其生产的磁性材料质量会更好。因此，本发明具有工艺路线简单、除杂效果好、设备投资省，对环境影响小、产品冶金酸洗铁红活性高等优点。

附图说明

图1为用层析柱清洗示意图

图2为用洗脱床清洗示意图

具体实施方式

本发明是将冶金酸洗铁红和水混和均匀后，加入到固定的层析柱或洗脱床中，再用清水清洗数次，至下端流出液接近中性无氯为止，取出冶金酸洗铁红料浆。

本发明所使用的层析柱如图1所示，图中清水1流经有冶金酸洗铁红的层析柱2，层析柱直径40mm、高600mm，层析柱下端有玻璃纤维、棉花等过滤介质3，层析柱下端与滤液瓶相连。为加快洗脱速度，滤液瓶可与真空相连，或在层析柱上端加一定的压力。

本发明所使用的洗脱床如图2所示，图中清水1流经有冶金酸洗铁红的洗脱床4，洗脱床长1900mm、宽900mm、高600mm，洗脱床下端有滤布5，洗脱床下端与真空系统相连。

为加速洗脱速度，可向层析柱或洗脱床中加入表面活性剂和絮凝剂，如OP-10、聚丙烯酰胺。加入絮凝剂和表面活性剂后，通过冶金酸洗铁红颗粒的团聚和水表面张力减小，增大颗粒间的空隙率和水的流动速度。其它市场常见的表面活性和絮凝剂也大多可以使用。

为加快洗脱速度，可在洗脱液流出端采用减压措施，或在层析柱或洗脱床上端加一定的压力。

将重量比为1∶0.8-1.5的含氯冶金酸洗铁红和水混和均匀后，加碱至溶液中，再将呈弱碱性的溶液加入层析柱或洗脱床中，这样，使洗脱速度会更快，洗脱液环保处理较为容易，还可避免铁的流失，减少对设备的腐蚀。所使用的碱可用各种能与铁形成难溶物的的碱或其它物质，如氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、氧化钙或碳酸氢铵。

如果在洗脱前将冶金酸洗铁红用20-40％氢氧化钠处理，以除掉冶金酸洗铁红中的硅。氢氧化钠使冶金酸洗铁红中的二氧化硅转化为可溶性硅酸钠，再经洗脱技术就可除掉其中的硅，使冶金酸洗铁红达到生产软磁铁氧体的质量要求，实现更高的附加值(如下述例6)。

下面举例祥述本发明：

例1、将500克含氯2.65％的冶金酸洗铁红和500克水混和均匀后，加入到内径40mm、高60mm的层析柱中，待柱中冶金酸洗铁红上端水层快完时加补充水220ml，如此三到四次，至层析柱下端流出液接近中性，取出冶金酸洗铁红料浆，测定底端冶金酸洗铁红中的氯含量，氯含量为0.09％。本例洗出液为铁的氯化物溶液，有较强的腐蚀性，要求设备有较好的抗蚀性。

例2、同例1，不同的是，500克含氯2.65％的冶金酸洗铁红和500克水混和均匀后，加入氢氧化钠至溶液呈弱碱性，再加入层析柱中，待柱中冶金酸洗铁红上端水层快完时加补充水220ml，如此二到三次，测定底端冶金酸洗铁红的氯含量0.076％。

例3、同例2，不同的是，加入氢氧化钠至溶液呈弱碱性，再加入1.0克预先溶胀过的聚丙烯酰胺和0.5克表面活性剂OP-10，层析柱中冶金酸洗铁红上端水层快完时加含0.1％OP-10的补充水220ml，测定底端冶金酸洗铁红氯含量为0.08％。

例4、同例3，不同的是，将500克含氯2.65％、硅0.20％的冶金酸洗铁红和500克水混和均匀后，加入150克氢氧化钠于90℃搅拌反应2小时，冷却后再加入1.0克预先溶胀过的聚丙烯酰胺和0.5克表面活性剂OP-10，加补充水四到五次，其中的硅转化成可溶性硅而除去，测定底端冶金酸洗铁红中的氯、硅含量，氯含量为0.056％、硅含量为0.008％。

例5、将600千克含氯6.50％的冶金酸洗铁红和500千克水混和均匀后，加入氢氧化钠7.5千克中和至弱碱性，再加入0.24千克聚丙烯酰胺(预先溶胀过的)和0.5千克表面活性剂OP-10，然后转移到长1900mm、宽900mm、高600mm的洗脱池内，待池内冶金酸洗铁红表层水近干时补加清水350千克、让其流过冶金酸洗铁红固定层，水干后，再补水350千克，如此继续，直至洗脱床底部流出液接近中性，其中的硅转化成可溶性硅而除去，检测无氯离子为止，氯含量0.056％。

Claims (4)

1.冶金酸洗铁红的精制方法，其特征在于将重量比为1∶0.8-1.5的含氯冶金酸洗铁红和水混和均匀后，加入到固定的层析柱或洗脱床中，待层析柱或洗脱床中冶金酸洗铁红上端水层快完时加补充水三到四次，至层析柱下端的流出液接近中性无氯为止，取出冶金酸洗铁红料浆。

2.根据权利要求1所述的冶金酸洗铁红的精制方法，其特征在于将重量比为1∶0.8-1.5的含氯冶金酸洗铁红和水混和均匀后，加氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、氧化钙或碳酸氢铵至溶液中，再将呈弱碱性的溶液加入层析柱或洗脱床中。

3.根据权利要求1所述的冶金酸洗铁红的精制方法，其特征在于向层析柱或洗脱床中加入表面活性剂OP-10和絮凝剂聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的冶金酸洗铁红的精制方法，在洗脱前将冶金酸洗铁红用20-40％氢氧化钠处理，以除掉冶金酸洗铁红中的硅。

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