CN1036775C - 含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧化铁红颜料的制备方法，其特点是可利用含三氧化二铁40%以上的工业烧渣，经浓酸处理，化成反应，水萃过滤，结晶提纯分离，煅烧水洗脱水，烘干粉碎等工序制得高含量氧化铁红产品。该方法变废为宝，能利用各种硫铁矿烧渣，该方法生产周期短，简单易行，产品质量优良。该工艺半成品还可作为进一步深加工的原料。

Description

含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法

本发明属无机化学、铁的化合物类，涉及一种氧化铁红颜料的制造技术领域。

氧化铁红颜料根据生产工艺不同，分为三类：混酸法、硫酸法、焙烧法。参照国际标准ISO1248-1974《色漆用氧化铁颜料》制定的，我国氧化铁红颜料国家标准GB1863-89，混酸法(编号HO01-04)一级品要求含Fe₂O₃≥95％，合格品≥90％，硫酸法(编号HO01-02)一级品含Fe₂O₃≥94％，合格品≥90％。这两种方法生产的铁红，结晶粒小，颗粒柔软，较易研磨，非常适用于涂料工业造漆。但其生产周期长，需消耗大量优质铁皮，原料供应困难，生产成本高。

焙烧法铁红，防锈性能好，颜色较稳定。CN86100780.8发明专利，利用含Fe₂O₃＞70％以上的工业烧渣，制取氧化铁红，变废为宝，缓解了铁皮的紧张，生产成本较低。但是该方法制得的产品含Fe₂O₃只能达到GB1863-89焙烧法(编号HO01-05)一级品的要求Fe₂O₃≥75％，合格品≥67％。与混酸法、硫酸法的质量相比，差得较多，达不到国际上绝大多数国家的质量标准，如美国ASTMD3721-83标准。

CN87106376.X，CN87100377.8发明专利，用炼钢含铁烟尘制取氧化铁红颜料，其产品含Fe₂O₃可以达到94％以上，但是对原料的要求更高，需原料含Fe₂O₃≥80％。

我国硫酸工业生产中，产生大量的烧渣，其Fe₂O₃含量一般在40％～70％，充分利用这部分废渣资源，变废为宝，可降低氧化铁红的生产成本，缓解铁皮原料的紧张。

本发明的目的，在于寻找一种优于上述三种专利焙烧法的，从含铁工业烧渣中提纯铁，并生产高含量氧化铁红的新方法。该法可利用面广量大的含Fe₂O₃≥40％的工业烧渣，并且生产出的氧化铁红含Fe₂O₃，可达到混酸法和硫酸法的指标。本发明的特点是：采用含Fe₂O₃ 40％以上的硫铁矿烧渣为原料，其方法包括：浓酸处理，化成反应，水萃过滤，结晶提纯分离，煅烧水洗脱盐，烘干粉碎，包装即得高含量氧化铁红产品。

本发明是按如下步骤实现的。

将含Fe₂O₃40％以上的硫铁矿烧渣，直接与60％～90％的浓硫酸反应，其化学反应式如下：

………………(1)

反应在搅拌情况下进行，反应后在100℃～210℃化成，然后加水进行萃取或逆流萃取并过滤，滤液用氨水、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾结晶剂中一种或多种混合物进行结晶，并在80℃～150℃温度下使结晶趋于完成。结晶经过滤分离脱水后，投入马弗炉、回转窑、隧道窑或流化床中一种设备内煅烧，煅烧尾气进入吸收系统，煅烧产物用热水洗至按常规检验不含硫酸根离子，再经过滤得到氧化铁红滤饼，烘干至含水份小于1％，冷却并粉碎、包装即得氧化铁红产品。

本发明的工艺流程方框示意图如图一所示。下面结合图一，对工艺流程进行阐述。在混合化成装置中，首先进行浓酸处理，即将浓硫酸稀释至60～90％，在搅拌条件下，加入含铁工业烧渣(硫铁矿渣)，使其按反应式(1)反应。然后进行化成反应，控制温度在100℃～210℃化成。反应物进入水萃装置，用水萃取，送入第一过滤装置，将杂质、沉淀过滤掉，滤液进入结晶提纯釜，用结晶剂氨水、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中一种或数种混合物进行结晶，并在80～150℃温度下使结晶趋于完成，然后进入第二过滤装置进行固液分离，母液浓缩可得副产品如硫铵等(图中未标出)。结晶固体进入马弗炉、回转窑、隧道窑或流化床之任一种内进行煅烧，煅烧温度控制在600～1300℃，煅烧尾气进入吸收系统(图中未标出)，煅烧产物进入水洗装置，用热水洗至常规检验不含硫酸根离子，然后送入第三过滤装置，脱除水份，滤并进入烘干装置，烘干，至滤饼含表水小于1％，然后冷却粉碎，检验粒度符合要求后，包装即得氧化铁红产品。

下面结合图一说明实施例：

实施例一：在5升烧杯中放入少量水，慢慢倾入浓硫酸，稀释至浓度60％，在搅拌条件下，投入硫铁矿烧渣，然后保温化成；反应物经水萃、过滤得到的水萃液，倒入5升反应釜中，用氨水结晶，脱水后的结晶装入料盘置于马弗炉内，在700℃下煅烧，煅烧后的半成品，放入5升烧杯中加水洗涤，直至物料中含水溶盐降至0.2％以下，然后过滤脱水，滤并送入恒温烘箱中烘干至表水小于1％，烘干料冷却后经粉碎机粉碎、包装，即得氧化铁红产品。

实施例二：在工业生产装置上，以600kg/H的速度连续投加浓硫酸、水、以及烧渣，搅拌后化成，反应物经逆流萃取，过滤得到的萃取液，在留有晶种的结晶釜中用NH₄HCO₅结晶，结晶采用回转窑煅烧，母液浓缩得到副产品硫铵，煅烧后的半成品经后处理得到氧化铁红产品。

本实施例所得氧化铁红产品分析结果见表一。同时，将国标GB1863-89中三种控制指标列出，以便对照比较。

由表一可以看出，采用本发明方法制得氧化铁红产品含铁含量在94.6～98.5％之间，达到用混酸法HO01-04和硫酸法HO01-02标准要求，大大超过用焙浇法HO01-05的标准。

本发明与已有同类技术相比，有如下优点：可利用面广量大的含Fe₂O₃小于70％的工业烧渣，如硫铁矿渣，而产品氧化铁红含Fe₂O₃可达94.6％～98.5％，大大超过国标GB1863-89焙烧法铁红含Fe₂O₃一级品≥75％，合格品≥67％的指标，超过美国氧化铁红ASTMD3721-83标准，达到我国混酸法、硫酸法标准的含铁量。该方法简单易行，原料充足，变废为宝，化害为利，成本低，产品质量优良。同时，该法工艺中的萃取液、结晶体，煅烧后的半成品、成品，可作为进一步提纯或作为其它铁化合物的原料。从而为我国大量硫铁矿烧渣的综合利用，提供了一条可行之道，为我国高质量铁红解决了原料的困难问题。

表一：氧化铁红产品分析结果

*： 用混酸法要求达到HO01-04指标，用硫酸法

    要求达到HO01-02指标，用焙浇法要求达到

    HO01-05指标。

**：全国涂料和颜料标准化中心(常州)，尚无

    HO01-05标准样，故本产品无法测定。

Claims (2)

1、一种含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法，其特征是由浓硫酸处理、化成反应、水萃过滤、结晶提纯分离、煅烧水洗脱盐、烘干粉碎包装过程组成，即将含三氧化二铁40％以上的工业烧渣，用60～90％浓硫酸在搅拌情况下反应处理，依次在100～210℃温度下化成，水萃过滤，滤液即萃取液在80～150℃温度，用氨、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾结晶剂中一种或多种混合物进行结晶，使结晶提纯过程趋于完成，分离后的结晶体在600～1300℃温度下的窑炉内煅烧，煅烧后的半成品，经水洗脱盐，最后过滤烘干粉碎包装，制得含三氧化二铁94.6～98.5％的干法铁红产品。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于萃取液、结晶体、煅烧后的半成品，再加工制成其它铁系列化合物。