CN1099010A - 利用轧钢油泥生产三氧化二铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用轧钢油泥生产三氧化二 铁的方法，这种方法的主要特点是将油泥进行焚烧，利用焚烧产生的高温和氧化气氛使油泥中的Fe₃O₄氧化成Fe₂O₃，再经过粉碎分级，湿法分离，化学提纯等过程，可产生纯度大于98％的三氧化二铁。由于本发明的主要原料是轧钢厂的废弃物，加之工艺简单，不需专用设备，所以产品成本比传统工艺生产的成本低40—45％，同时还消除了环境污染，有良好的经济效益和社会效益。

Description

本发明涉及一种利用轧钢油泥生产三氧化二铁的方法，属于化工原料的生产方法。

三氧化二铁又称铁红，是一种用途非常广泛的化工原料，可以制造彩色建筑材料，在机械行业中用作研磨剂，经特殊处理后的铁氧体可以用于录像，录音磁带及磁力探伤等。此外，氧化铁红又是一种十分重要的颜料。生产铁红的方法很多，据朱骥良，吴申年主编的《颜料工艺学》介绍，常规的方法有干法和湿法两种。干法是用绿矾铁黄或者铁黑等化工原料经过煅烧，脱去结晶水后生成三氧化二铁。湿法生产是用硫酸或硝酸对铁皮和铁盐进行处理生成氢氧化物，铁的氢氧化物进一步脱水氧化即可生成三氧化二铁，以上这些方法共同的特点是工艺原料为冶金化工产品，原料价格高。为了克服这一缺点，必须寻找比较廉价的原料。在轧钢厂轧钢油泥是生产过程中产生的一种含油及大量氧化铁粉的废弃物，在轧钢厂中其排放量很大，如武钢每年排放各种轧钢油泥约1～2万吨。这种油泥粘性大，不宜作烧结原料，只能作为废物堆放，这样不仅侵占大量场地，而且还会造成严重的环境污染。

本发明的目的是利用轧钢油泥来生产二氧化二铁，以降低成本。

为了实现这一目的，本发明公开了一种利用轧钢油泥生产三氧化二铁的方法，其主要特点是将油泥进行焚烧，利用焚烧产生的高温及氧化气氛使油泥中的四氧化三铁氧化成三氧化二铁。与传统方法相比，用这种方法生产三氧化二铁，工艺简单，不需专用设备，成本可降低40～50%，而且可以消除环境污染，节约堆置场地，有明显的经济效益和社会效益。

以下对本发明的方法进行详细地说明。

轧钢油泥外现呈灰黑色，略带红色，含油水量高时油泥呈膏状，含油水量低时呈块状。因受轧钢及水处理工艺的影响油泥的成份波动较大，含油量一般为4～7%，其主要成份为铁氧化合物和少量的铁粉及其它杂质，铁氧化合物中FeO是与Fe₂O₃组成Fe₃O₄的形式存在，一般全铁含量为50%左右，要使油泥变成三氧化二铁首先就是要将Fe₃O₄氧化为Fe₂O₃，其次就是去除油泥中的油及其它杂质。具体工艺的关键是将油泥进行焚烧处理，焚烧1吨油泥能产生约200万千焦尔的热量，每吨Fe₃O₄全部氧化成Fe₂O₃约需30万千焦尔的热量，因此，焚烧油泥产生的热量不仅足以供给Fe₃O₄氧化反应，而且剩余的热量还可以用于其它工序。

油泥经焚烧氧化以后的产物是粉粒状的三氧化二铁和少量的二氧化硅、碳粉和酸碱氧化物杂质等。必须把杂质从上述氧化产物中除去。从分析结果可知，油泥中铁氧化合物的原始粒径小于100目，其中粒径小于320目的约占90%。在大于320目的颗粒中SiO₂约占3%，将大于320目的颗粒去除之后可使氧化产物中SiO₂的总量降至0.25%以下。碳粉的比重小，可以用漂洗法去除，酸碱氧化物杂质可以用化学方法使之变成可溶性盐，经过这些步骤便可得到合乎标准要求的三氧化二铁。

将上述方法用于生产的具体工艺如下：

在生产中处理油泥的主要设备是一台远红外间接加热式回转窑，回转窑在负压下操作，窑内物料流动方向与烟气流动方向相反，电除尘器置于进料端，风机装在电除尘器之后。按回转窑的工作状态，回转窑分为两个部份，靠进料端为燃烧带，靠出料端为氧化带，燃烧带与氧化带长度比为2∶1，燃烧带和氧化带可以分别加热。开炉时须将回转窑的燃烧带和氧化带加热，当回转窑的筒体温度加热到400℃以上时方可进料，将自然风干后的油泥通过给料机送入回转窑内，同时启动风机，使窑内呈负压。油泥遇高温开始燃烧，窑内温度随之升高，当窑内温度超过400℃时即可关闭燃烧带的加热器，依靠油泥燃烧产生的热量维持窑内温度，油泥经过燃烧带后进入氧化带，为了使Fe₃O₄充分氧化，根据原料中FeO的含量，氧化带的温度要控制在600-800℃之间，窑内温度的高低与油泥的含油量有关，当窑温达不到要求时可以启动氧化带加热器来调整。油泥从进入回转窑经燃烧、氧化到出回转窑约历时70-80分钟，物料的出窑温度为350-400℃。窑内的烟气经电除尘器净化，烟气的含尘量为5-10g/Nm³，净化后的含尘量为20-60mg/Nm³，排烟温度为250-300℃，净化后的烟气由高温风机排往后工序作为干燥热源。油泥经焚烧和氧化后的成份分析结果如下（%）：

Fe₂O₃FeO CaO SiO₂MnO₂C Al₂O₃MgO 其它

94.58  1.63  0.56  0.52  0.41  1.42  0.25  0.21  少量

上述产物中的Fe₂O₃以松散形聚集体存在，聚集体的粒径大于320目，不利于采用粒度分级的方式脱硅，因此，须对上述产物进行散粒处理，即将350～400℃的出窑料通过破碎机破散后直接淬于盛水的搅拌桶中，聚集体受急冷后被炸裂，并随水的运动被冲刷、碰撞逐渐分散。搅拌器用三片折叶开启涡轮式，转速为500rpm，搅拌时每桶物料浓度控制在40%，搅拌50分钟以后将物料用泵送入单层旋振筛中进行筛分，筛网为320目，筛上料送入废料槽，筛下料送到漂洗池以洗去碳粉。漂洗池内有开启式的涡轮搅拌机，转速为250rpm，筛下料进入漂洗池后加水稀释至料水比为1∶4，搅拌15分钟，静置30分钟，然后向池内缓慢加水至池口，使浮在水面上的碳粉溢出，反复上述漂洗过程3-4次，直至液面无碳粉为止。漂洗池的料浆沉淀至浓度为50%时，弃去上部清液，将料浆泵入一直接加热反应罐，向料浆中加入占固含量0.1-1%的固体NaOH，边加入边搅拌，搅拌速度为300rpm，同时通入蒸汽，当料浆的PH值为9-10时，停止加NaOH，继续加热搅拌40分钟，然后加水洗涤10分钟，洗涤浓度为20%，自然沉降30分钟，排出清液。反复洗涤3-4次至PH值7-8。然后向料浆中加入浓度为36-38%的盐酸，将PH值调到2-3，边加酸边加热搅拌，在15分钟内完成PH值的调整工作。然后继续加热搅拌35分钟，最后加水洗涤，洗涤浓度20%，洗涤10分钟，自然沉降，弃除沉清液。将沉淀后的料浆泵入一个板框式压滤机，将0.5～0.7MPa的净水压入滤饼进行清洗，清洗时间为25分钟，直到清洗液PH值为6-7，可溶性盐便基本上被除掉。过滤后的三氧化二铁滤饼含水率约为20-25%，将此滤饼送入干燥筒进行干燥，热源即是回转窑中经净化的废气，干燥筒采用直接加热方式。滤饼干燥20-30分钟后含水率小于0.5%。将干燥后的粉粒状三氧化二铁经振动磨磨碎，取样检验，质量指标为（%）：Fe₂O₃≥98.0 SiO₂≤0.25 C≤0.01 MnO₂≤0.3Al₂O₃≤0.03 水份≤0.5平均粒径2-2.5μm检验合格后即可包装出厂。

Claims (3)

1、一种利用轧钢油泥生产三氧化二铁的方法，其特征在于将油泥进行焚烧，利用焚烧产生的高温和氧化气氛使油泥中的四氧化三铁氧化成三氧化二铁。

2、如权利要求所述的方法，其特征在于油泥的氧化温度：600-800℃。

3、如权利要求所述的方法，其特征在于焚烧油泥产生的废烟气直接用作三氧化二铁的干燥介质。