CN112694326A - 一种锆英砂除铁工艺 - Google Patents

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朱志彬
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Abstract

本发明公开了一种锆英砂除铁工艺,包括:S1、酸解:将浓度15%~20%的盐酸放入反应釜中,开启搅拌,边搅拌边加入含铁杂质的锆英砂,锆英砂与盐酸的质量比为1:(2~5);开启加热系统,将反应釜内的温度升至80~95℃并保温2~5小时,让铁杂质充分进行酸解;其中,铁杂质与盐酸发生以下反应:Fe2O3+3HCl=2FeCl3+3H2O,生成FeCl3;充分反应后进行冷却,将物料放入带有滤布的抽滤设备中,进行固液分离,得到酸解料,备用;S2、水洗:往带有酸解料的抽滤设备中加入水,加到漫过酸解料,并浸泡1~2小时;待酸解料中的FeCl3充分溶解于水中,进行固液分离,将水抽滤干;反复操作,直至物料呈中性;S3、烘干:将步骤S2水洗后的物料烘干。经本发明处理后的锆英砂,铁杂质含量低,白度高。

Description

一种锆英砂除铁工艺
技术领域
本发明属于锆英砂处理技术领域,具体涉及一种锆英砂除铁工艺。
背景技术
锆英砂具有高折射率、低热膨胀、化学稳定性好、高耐磨性等特性,所以直接研磨成粉大量应用于陶瓷、铸造、耐火材料行业,同时,锆英砂也被加工成氯氧化锆、氧化锆、碳酸锆、酸性硫酸锆、碳酸锆铵等锆化学制品,应用于石化、医药、纺织以及日用品等众多领域。目前,全球锆英砂总产量的30%-40%被研磨成超细锆英粉应用于陶瓷行业,约20%-30%加工成锆英砂或粗粉应用于耐火材料和精密铸造,约30%用于生产锆化学品和电熔氧化锆及海绵锆。
目前,非洲国家在提取完钽铌矿及锡矿后产生了大量的闲置尾矿,这部分尾矿中含有大量的金红石、独居石、锆英矿。尾矿在经过选矿后提取金红石、独居石后回收锆英矿,回收的锆英矿中附着了氧化铁及其他有害杂质,通过电子显微镜观测得知,这部分杂质紧密附着在锆英砂颗粒表面,通常无法用简单的加工方法去除,并且极大地影响了锆英砂的品质;这种回收后的锆英矿加工成锆英砂或者锆英粉后,如果应用于陶瓷行业,由于其氧化铁等杂质含量偏高,导致对陶瓷行业重要的指标——白度及颜色发色能力都有严重的影响;对其他的锆制品亦有严重的影响。
发明内容
鉴于现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种锆英砂除铁工艺。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种锆英砂除铁工艺,包括如下步骤:
S1、酸解:
S1.1、将浓度15%~20%的盐酸放入反应釜中,开启搅拌,边搅拌边加入含铁杂质的锆英砂,锆英砂与盐酸的质量比为1:(2~5);
S1.2、开启加热系统,将反应釜内的温度升至80~95℃并保温2~5小时,让铁杂质充分进行酸解;其中,铁杂质与盐酸发生以下反应:Fe2O3+3HCl=2FeCl3+3H2O,生成FeCl3
S1.3、充分反应后进行冷却,将物料放入带有滤布的抽滤设备中,进行固液分离,得到酸解料,备用;
S2、水洗:
S2.1、往带有酸解料的抽滤设备中加入水,加到漫过酸解料,并浸泡1~2小时;
S2.2、待酸解料中的FeCl3充分溶解于水中,进行固液分离,将水抽滤干;
S2.3、反复进行步骤S2.1和步骤S2.2的操作,直至物料呈中性;
S3、烘干:将步骤S2水洗后的物料烘干。
优选地,步骤S1.1中,所述锆英砂与盐酸的质量比为1:3。
优选地,步骤S1.2中,开启加热系统,将反应釜内的温度升至85~90℃并保温2~5小时,让铁杂质充分进行酸解。
优选地,步骤S1.2中,开启加热系统,将反应釜内的温度升至85~90℃并保温3~4小时,让铁杂质充分进行酸解。
优选地,步骤S1.3中,固液分离出的酸液补充新酸后作为步骤S1.1中的盐酸使用。
优选地,步骤S2.2中,固液分离出的水供步骤S1.1中的盐酸稀释使用。
优选地,步骤S3中,烘干后进行打包。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明的工艺简单、操作容易且成本较低,所用的材料易得且便宜,通过适当浓度的盐酸、适当的加热温度和适当的保温时间等技术手段的有机结合,实现本发明处理所得的锆英粉具有杂质(Fe2O3)含量低、白度高等优点,除杂效果好。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂,下面特举实施例,并配合附图,作详细说明如下。
如图1所示,一种锆英砂除铁工艺,包括如下步骤:
S1、酸解:
S1.1、将浓度15%~20%的盐酸放入反应釜中,开启搅拌,边搅拌边加入含铁杂质的锆英砂,锆英砂与盐酸的质量比为1:(2~5);
S1.2、开启加热系统,将反应釜内的温度升至80~95℃并保温2~5小时,让铁杂质充分进行酸解;其中,铁杂质与盐酸发生以下反应:Fe2O3+3HCl=2FeCl3+3H2O,生成FeCl3
S1.3、充分反应后进行冷却,将物料放入带有滤布的抽滤设备中,进行固液分离,得到酸解料,备用;
S2、水洗:
S2.1、往带有酸解料的抽滤设备中加入水,加到漫过酸解料,并浸泡1~2小时;
S2.2、待酸解料中的FeCl3充分溶解于水中,进行固液分离,将水抽滤干;
S2.3、反复进行步骤S2.1和步骤S2.2的操作,直至物料呈中性(即pH=7或pH≈7);
S3、烘干:将步骤S2水洗后的物料烘干。
在本实施例中,步骤S1.1中,所述锆英砂与盐酸的质量比优选但不局限于为1:3。
在本实施例中,步骤S1.2中,开启加热系统,将反应釜内的温度优选但不局限于升至85~90℃并选但不局限于保温2~5小时(如3~4小时),让铁杂质充分进行酸解。
在本实施例中,步骤S1.3中,固液分离出的酸液补充新酸后优选但不局限于作为步骤S1.1中的盐酸使用。
在本实施例中,步骤S2.2中,固液分离出的水优选但不局限于供步骤S1.1中的盐酸稀释使用。
在本实施例中,步骤S3中,烘干后优选但不局限于进行打包。
下面以来源于尼日利亚的一份锆英砂样品为例,原样含有58.04%的氧化锆、0.878%的氧化铁和0.417%的氧化钛,对该样品进行不同浓度的盐酸、不同加热温度、不同保温时间的实验测试,测试标准依据GB/T 4984-2007、GB/T 5950-2008,测试结果请见表1。
表1
Figure BDA0002870339450000031
通过表1所示的实验结果,可得出:温度对本工艺的影响比较大,在50℃时通过保温24小时对降低含铁量、提升白度有一定的效果,但是不够明显;当温度提升至95℃时,降低保温时间至5小时,效果有非常显著的提升,白度提升效果非常明显从36.9提升至82.1,含铁量接近JC/T2333-2015中二级精矿含铁量的标准值;酸度对方法有一定的影响,效果随着酸度的降低而减弱,酸度在1:1时效果最好。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种锆英砂除铁工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1、酸解:
S1.1、将浓度15%~20%的盐酸放入反应釜中,开启搅拌,边搅拌边加入含铁杂质的锆英砂,锆英砂与盐酸的质量比为1:(2~5);
S1.2、开启加热系统,将反应釜内的温度升至80~95℃并保温2~5小时,让铁杂质充分进行酸解;其中,铁杂质与盐酸发生以下反应:Fe2O3 + 3HCl = 2FeCl3 + 3H2O,生成FeCl3
S1.3、充分反应后进行冷却,将物料放入带有滤布的抽滤设备中,进行固液分离,得到酸解料,备用;
S2、水洗:
S2.1、往带有酸解料的抽滤设备中加入水,加到漫过酸解料,并浸泡1~2小时;
S2.2、待酸解料中的FeCl3充分溶解于水中,进行固液分离,将水抽滤干;
S2.3、反复进行步骤S2.1和步骤S2.2的操作,直至物料呈中性;
S3、烘干:将步骤S2水洗后的物料烘干。
2.根据权利要求1所述的锆英砂除铁工艺,其特征在于:步骤S1.1中,所述锆英砂与盐酸的质量比为1:3。
3.根据权利要求1所述的锆英砂除铁工艺,其特征在于:步骤S1.2中,开启加热系统,将反应釜内的温度升至85~90℃并保温2~5小时,让铁杂质充分进行酸解。
4.根据权利要求1所述的锆英砂除铁工艺,其特征在于:步骤S1.2中,开启加热系统,将反应釜内的温度升至85~90℃并保温3~4小时,让铁杂质充分进行酸解。
5.根据权利要求1所述的锆英砂除铁工艺,其特征在于:步骤S1.3中,固液分离出的酸液补充新酸后作为步骤S1.1中的盐酸使用。
6.根据权利要求1所述的锆英砂除铁工艺,其特征在于:步骤S2.2中,固液分离出的水供步骤S1.1中的盐酸稀释使用。
7.根据权利要求1所述的锆英砂除铁工艺,其特征在于:步骤S3中,烘干后进行打包。
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