CN101029355A - 一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法 - Google Patents

一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101029355A
CN101029355A CNA2007100654195A CN200710065419A CN101029355A CN 101029355 A CN101029355 A CN 101029355A CN A2007100654195 A CNA2007100654195 A CN A2007100654195A CN 200710065419 A CN200710065419 A CN 200710065419A CN 101029355 A CN101029355 A CN 101029355A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
iron
tailing
particle
add
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100654195A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100408704C (zh
Inventor
徐利华
张菡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CNB2007100654195A priority Critical patent/CN100408704C/zh
Publication of CN101029355A publication Critical patent/CN101029355A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100408704C publication Critical patent/CN100408704C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法，属于矿山尾矿综合利用及纳米磁性材料制备技术领域。采用湿法冶金工艺提取分离其中的铁元素，再以其为原料采用还原－化学共沉淀法制备得到纳米磁性Fe3O4颗粒，在提取过程中通过控制水解温度、陈化、二次沉淀等工艺参数，得到纯度较高的氢氧化铁沉淀，在纳米颗粒制备过程中，通过采用表面活性剂进行表面包覆，控制熟化时间，搅拌方式等工艺，可制得粒径小于10nm的纳米Fe3O4颗粒。本发明的优点在于：提取利用尾矿中的铁，得到单相的粒径细小均匀的纳米Fe3O4颗粒，可广泛应用于磁、催化、生物等领域，并使尾矿资源得到高效利用。

Description

一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法
技术领域
本发明属于矿山尾矿综合利用及纳米磁性材料制备技术领域，特别是提供了一种提取矿山尾矿富含的铁元素并用以制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法。制备出的Fe3O4颗粒粒径均匀细小并且具有超顺磁性。
背景技术
矿产资源是一种不可再生资源，随着社会发展对矿产资源不断增长的需要和人们对矿产资源的不断开发，矿产资源日益枯竭。同时，矿产资源开发过程中对环境造成的危害，使人们认识到保护资源、保护环境以及利用对社会经济可持续发展的重要意义。大量事实表明，矿山尾矿作为一种二次资源，无论从社会发展的需要，还是从环境保护方面来说，都必须加以综合利用。
铁元素是600多种矿物的主要组成元素，大多数尾矿中均含有大量的铁元素，可以考虑对其进行提取分离，加以利用，用于制备纳米磁性Fe3O4颗粒。
纳米磁性Fe3O4粉末在磁、催化、生物等方面具有优异性能，如高饱和磁化强度、超顺磁性，优异的表面活性等，是制备磁性流体材料、生物医用材料、气湿敏材料、吸波材料、磁性颜料等的重要材料，也是制备γ-Fe2O3等重要磁记录材料的中间体，是目前纳米材料领域和功能材料领域的一个研究热点。目前，纳米级Fe3O4磁性颗粒制备方法主要分为湿法和干法，干法主要是采用机械球磨法，湿法通常是以铁的氯化物和硅酸盐为前驱体采用水热法、微乳液法、氧化法、化学共沉淀法等工艺制备。但采用尾矿中分离提取的铁制备纳米磁性材料，目前还属空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提取利用矿山尾矿中富含的铁元素，并用以制备纳米磁性材料的方法。
本发明以广西大厂地区采集的锡多金属硫化矿尾矿为主要原料，采用湿法冶金工艺提取分离其中的铁元素，再以其为原料采用还原-化学共沉淀法制备得到纳米磁性Fe3O4颗粒，在提取过程中通过控制水解温度、陈化、二次沉淀等工艺参数，得到纯度较高的氢氧化铁沉淀，在纳米颗粒制备过程中，通过采用表面活性剂进行表面包覆，控制熟化时间，搅拌方式等工艺，可制得粒径小于10nm的纳米Fe3O4颗粒。
工艺步骤如下：
1、本发明所涉及的锡尾矿，取自广西南丹县大厂矿区，其中主要含有Fe、Ca、Si、S、Mg、Al、Zn等元素；
2、将尾矿烘干、破碎、过0.074mm筛，球磨10-12h以便混合均匀；
3、尾矿中加入浓盐酸进行酸性浸出，加以搅拌，待不再有气泡冒出时过滤；
4、酸性浸出液中加入双氧水进行预处理，使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，将预处理后的酸浸液加热到一定温度，加入氨水调节溶液pH至3.0-3.5，使溶液中仅Fe3+沉淀，沉淀生成后立即过滤，并进行二次沉淀，得到纯度90-95％的沉淀；
5、沉淀洗涤后加酸溶解，并加入计量的NaHSO3为还原剂，得到浓度比为1.75-1.85∶1的Fe2+和Fe3+混合溶液；
6、配制3-4mol/L的NaOH溶液，其中加入计量的十二烷基硫酸钠为表面活性剂，在超声波和机械搅拌的条件下，将铁离子混合溶液滴加入碱液中，得到墨黑色Fe3O4颗粒。产物离心分离，洗涤数次后真空干燥，研磨后得到纳米级Fe3O4粉末。
本发明有如下优点：
1、原料主要为矿山尾矿，来源广泛，且成本低廉，能够很好的促进尾矿的综合利用，并且对环境的污染比较小；
2、提取工艺操作简单，提取率高，并且提取产物纯度高；
3、制备得到的Fe3O4颗粒物相纯净，颗粒细小，且具有超顺磁性。
附图说明
图1实施例3所得产物TEM图
图2实施例3所得产物的XRD谱图
具体实施方式
以下通过对实施例的描述来介绍本发明的具体实施方式，以下实施例采用的原料为采集于广西大厂地区的锡多金属硫化矿尾矿。
实施例1：
将锡尾矿利用电磁粉碎机破碎，过0.074mm筛后放入球磨罐中球磨10h充分混匀。
取20g尾矿加入浓盐酸酸性浸出，待不再有气泡冒出时过滤。
酸浸液作铁元素含量分析，测得其中含铁量为2.26g。
酸洗液预处理后加热到50℃，加入氨水调节pH值至3.2，沉淀生成后立即过滤。
将沉淀加酸溶解，并做Fe元素含量分析，得到溶液中含铁质量为2.08g。计算得提取率为92％。
将沉淀煅烧得到Fe2O3粉末，测试其中铁元素百分含量，为57.2％，计算得产物纯度为81.7％(纯净的Fe2O3中铁元素百分含量为70％)。
得到的Fe(OH)3沉淀加酸溶解，得到FeCl3溶液。
加入计量的NaHSO3作还原剂，还原部分Fe3+，得到浓度比为1.75∶1的Fe3+和Fe2+混合溶液。
3mol/L的NaOH溶液中加入计量的十二烷基硫酸钠，在机械搅拌和超声波的共同作用下，将混合离子溶液缓慢滴加入碱液中，得到墨黑色Fe3O4颗粒。
离心分离，洗涤多次，透射电镜显示得到的Fe3O4颗粒成球形，粒径小于10nm且分布均匀。
颗粒70℃真空干燥，得到纳米级Fe3O4粉末，XRD谱图显示样品物相纯净，为单相的Fe3O4，磁滞回线显示样品呈现超顺磁性。
实施例2：
将锡尾矿利用电磁粉碎机破碎，过0.074mm筛后放入球磨罐中球磨10h充分混匀。
取20g尾矿加入浓盐酸酸性浸出，待不再有气泡冒出时过滤。
酸浸液作铁元素含量分析，测得其中含铁量为2.26g。
酸洗液预处理后加热到60℃，加入氨水调节pH值至3.2，沉淀生成后立即过滤，得到的沉淀二次沉淀。
将沉淀加酸溶解，并做Fe元素含量分析，得到溶液中含铁质量为2.12g。计算得铁的提取率为93.8％。
将沉淀煅烧得到Fe2O3粉末，测试其中铁元素百分含量，为63.5％，计算得产物纯度为90.7％(纯净的Fe2O3中铁元素百分含量为70％)。
得到的Fe(OH)3沉淀加酸溶解，得到FeCl3溶液。
加入计量的NaHSO3作还原剂，还原部分Fe3+，得到浓度比为1.75∶1的Fe3+和Fe2+混合溶液。
3mol/L的NaOH溶液中加入计量的十二烷基硫酸钠，在机械搅拌和超声波的共同作用下，将混合离子溶液缓慢滴加入碱液中，得到墨黑色Fe3O4颗粒。
离心分离，洗涤多次，透射电镜显示得到的Fe3O4颗粒成球形，粒径小于10nm且分布均匀。
颗粒70℃真空干燥，得到纳米级Fe3O4粉末，XRD谱图显示样品物相纯净，为单相的Fe3O4，磁滞回线显示样品呈现超顺磁性。

Claims (2)

1、一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法，采用锡尾矿为原料，采用湿法冶金工艺提取分离尾矿中的铁，并采用还原-化学共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒；工艺步骤为：
a、对锡尾矿进行处理：将尾矿烘干、破碎、过0.074mm筛后球磨10-12h混合均匀；
b、尾矿中加入浓盐酸进行酸性浸出，加以搅拌，待不再有气泡冒出时过滤；
c、酸性浸出液中加入双氧水进行预处理，使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，预处理后的酸浸液加热到40-60℃，加入氨水调节溶液pH至3.0-3.5，使溶液中仅Fe3+沉淀，沉淀生成后立即过滤，并进行二次沉淀，得到纯度90-95％的的Fe(OH)3沉淀；
d、沉淀洗涤后加酸溶解，并加入计量的NaHSO3还原部分Fe3+，得到浓度比为1.75-1.85∶1的Fe3+和Fe2+混合溶液；
e、配制3-4mol/L的NaOH溶液，其中加入计量的十二烷基硫酸钠为表面活性剂，在超声波和机械搅拌的共同作用下，将铁离子混合溶液缓慢滴入碱液中，生成墨黑色Fe3O4颗粒；产物离心分离，真空干燥，研磨后得到纳米级Fe3O4粉末。
2、按照权利1所述方法，其特征在于，所述的尾矿含有Fe、Ca、Si、S、Mg、Al、Zn元素。
CNB2007100654195A 2007-04-13 2007-04-13 一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法 Expired - Fee Related CN100408704C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100654195A CN100408704C (zh) 2007-04-13 2007-04-13 一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100654195A CN100408704C (zh) 2007-04-13 2007-04-13 一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101029355A true CN101029355A (zh) 2007-09-05
CN100408704C CN100408704C (zh) 2008-08-06

Family

ID=38714905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100654195A Expired - Fee Related CN100408704C (zh) 2007-04-13 2007-04-13 一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100408704C (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101851089A (zh) * 2010-05-26 2010-10-06 松阳县环境监测站 含铬镍的铁氧体半成品的提纯方法
CN101870499A (zh) * 2010-06-03 2010-10-27 四川大学 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒的超声振荡原位包覆制备方法
CN102100928A (zh) * 2010-12-27 2011-06-22 微创医疗器械(上海)有限公司 液体栓塞材料组合物及其制备方法
CN102583576A (zh) * 2012-03-23 2012-07-18 北京科技大学 一种利用铁尾矿制备超顺磁性Fe3O4纳米颗粒的方法
CN104689783A (zh) * 2015-02-15 2015-06-10 湖南大学 铁氧化物磁性复合材料及其制备方法和应用
CN105174317A (zh) * 2015-09-08 2015-12-23 北京交通大学 一种合成磁性液体用纳米Fe3O4颗粒的新工艺
CN108690557A (zh) * 2018-07-09 2018-10-23 兰州理工大学 一种利用铅锌渣制备吸波材料的方法及吸波材料
CN108753252A (zh) * 2018-07-09 2018-11-06 兰州理工大学 一种利用铜渣制备吸波材料的方法及吸波材料
CN108822796A (zh) * 2018-07-09 2018-11-16 兰州理工大学 一种利用镍渣制备吸波材料的方法及吸波材料
CN112054170A (zh) * 2020-08-13 2020-12-08 桂林理工大学 利用锡矿尾矿硫酸浸出液制备锂离子电池用Fe3O4/C复合电极材料的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1223233A (zh) * 1998-10-30 1999-07-21 童辉明 用硫酸废渣生产氧化铁红的工艺方法
CN1160255C (zh) * 2002-06-11 2004-08-04 枝江开元化工有限责任公司 以铁粉还原工艺中产生的铁泥为原料生产氧化铁黑的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101851089A (zh) * 2010-05-26 2010-10-06 松阳县环境监测站 含铬镍的铁氧体半成品的提纯方法
CN101870499A (zh) * 2010-06-03 2010-10-27 四川大学 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒的超声振荡原位包覆制备方法
CN102100928A (zh) * 2010-12-27 2011-06-22 微创医疗器械(上海)有限公司 液体栓塞材料组合物及其制备方法
CN102100928B (zh) * 2010-12-27 2014-05-07 上海微创医疗器械（集团）有限公司 液体栓塞材料组合物及其制备方法
CN102583576A (zh) * 2012-03-23 2012-07-18 北京科技大学 一种利用铁尾矿制备超顺磁性Fe3O4纳米颗粒的方法
CN104689783A (zh) * 2015-02-15 2015-06-10 湖南大学 铁氧化物磁性复合材料及其制备方法和应用
CN104689783B (zh) * 2015-02-15 2017-04-12 湖南大学 铁氧化物磁性复合材料及其制备方法和应用
CN105174317A (zh) * 2015-09-08 2015-12-23 北京交通大学 一种合成磁性液体用纳米Fe3O4颗粒的新工艺
CN108690557A (zh) * 2018-07-09 2018-10-23 兰州理工大学 一种利用铅锌渣制备吸波材料的方法及吸波材料
CN108753252A (zh) * 2018-07-09 2018-11-06 兰州理工大学 一种利用铜渣制备吸波材料的方法及吸波材料
CN108822796A (zh) * 2018-07-09 2018-11-16 兰州理工大学 一种利用镍渣制备吸波材料的方法及吸波材料
CN112054170A (zh) * 2020-08-13 2020-12-08 桂林理工大学 利用锡矿尾矿硫酸浸出液制备锂离子电池用Fe3O4/C复合电极材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100408704C (zh) 2008-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100408704C (zh) 一种提取利用锡尾矿中的铁制备纳米磁性Fe3O4颗粒的方法
Loan et al. Defining the Paragoethite process for iron removal in zinc hydrometallurgy
Bai et al. New insights into lead ions activation for microfine particle ilmenite flotation in sulfuric acid system: Visual MINTEQ models, XPS, and ToF–SIMS studies
Li et al. Visual MINTEQ model, ToF–SIMS, and XPS study of smithsonite surface sulfidation behavior: Zinc sulfide precipitation adsorption
CN112958043B (zh) 用于去除重金属离子的针铁矿/羧基化纤维素纳米晶复合材料的制备方法
Qiu et al. Fabrication of dynamic zero-valent iron/MnO2 nanowire membrane for efficient and recyclable selenium separation
Xu et al. Study on the flotation behavior and interaction mechanism of ilmenite with mixed BHA/NaOL collector
CN102583576A (zh) 一种利用铁尾矿制备超顺磁性Fe3O4纳米颗粒的方法
CN115094240B (zh) 一种含铁废渣中铁铅分离和铁元素富集的方法
Zhang et al. Surface modification of malachite with tetraamminecopper (II) and its effect on sulfidation flotation
Wang et al. A new method of full resource utilization of copper slag
Zhao et al. New insights for improving ilmenite flotation via surface modification with lead ions
Meng et al. The inhibiting effect of sulfuric acid pretreatment in the flotation of new low-TiO2 ilmenite: Surface property and adsorption mechanism
Behrad Vakylabad et al. Selective Recovery of Cobalt and Fabrication of Nano-Co 3 S 4 from Pregnant Leach Solution of Spent Lithium-Ion Batteries
Zhou et al. The flotation process, smelting process and extraction products on jamesonite: A review
Di et al. Mechanism of arsenic removal from tannin‐‑germanium complex augmented by ultrasound
Zheng et al. Effect of impurities on the hydrolysis of low-concentration titanyl sulfate solutions
Zhang et al. Contribution of ammonia in xanthates adsorption onto copper oxide mineral surface in high-alkaline solution
Han et al. Electrochemical influence of quartz on cyanide leaching of gold
Yu et al. Surface functional group nanoarchitectonics of TiO2 nanoparticles for enhanced adsorption Ge (IV)
Feng et al. Insights into the enhancement mechanism coupled with adapted adsorption behavior from mineralogical aspects in bioleaching of copper-bearing sulfide ore by Acidithiobacillus sp.
Zhang et al. Effect of sulfidization on the surface property and flotation behavior of heterogenite
Castro et al. Improving zinc recovery by thermoacidophilic archaeon Acidianus copahuensis using tetrathionate
Chen et al. New insights into the promotion mechanism of (NH_4)_2SO_4 in sulfidization flotation: a combined experimental and computational study
Song et al. Study on the mechanism of ultrasonic inhibition of germanium adsorption by Fe (OH) 3 in the neutralization leaching section of zinc oxide dust

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080806

Termination date: 20120413