CN113912130B - 一种氧化铁红及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种氧化铁红及其制备方法。一种氧化铁红的制备方法，包括以下步骤：将人造金红石母液与第一碱液混合，至所述人造金红石母液的pH为3～4.5，得到第一混合体系；对所述第一混合体系进行第一加热处理，去除固形物后得到第二混合体系；将所述第二混合体系与第二碱液混合，至所述第二混合体系的pH为4.5～5.5，得到第三混合体系；在持续通入空气的条件下，对所述第三混合体系进行第二加热处理，再进行洗涤处理和固液分离，对所述固液分离后得到的固形物进行煅烧处理。本发明通过调节母液pH，调节氧化过程的pH等操作，获得的氧化铁红具有纯度高、化学杂质少等优点，可用作制备铁氧体及电池的材料。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种氧化铁红及其制备方法。
背景技术
氯化法钛白生产流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，产品质量控制较硫酸法稳定，“三废”少，环保问题少，已成为钛白的主流生产技术。随着氯化法产能的逐步扩大，对原料的需求也在逐步增大。目前，人造金红石制备的方法有很多，但工艺过程比较复杂，目前能够实现工业化的主要有还原锈蚀法及酸浸法。而盐酸酸浸法可获得高品位的人造金红石，但是产品粒度过细，同时其副流程长，生产成本较高，生产过程中设备腐蚀严重，因而限制了该工艺的工业化应用。随着人造金红石制备的技术不断发展，一种采用钛白废酸浸取还原钛铁矿制备人造金红石方法，制备的人造金红石成本低，质量好，产量大，设备要求低，但存在浸取后分离出的人造金红石母液难处理问题，若得到的人造金红石母液不能合理处理或利用，将直接制约该方法的发展。
采用硫酸法钛白废酸浸取还原钛铁矿制备人造金红石分离出的人造金红石母液硫酸亚铁浓度较高，若直接结晶，由于硫酸亚铁本身溶解度较高，结晶分离出七水亚铁结晶率只有30％左右；采用浓缩结晶，对设备要求高、设备投资费用高、运行费用高，同时人造金红石母液中含有少量酸、杂质尤其是钙镁杂质等在系统中循环，会导致系统中的母液酸度增高杂质含量增高，其中钙、镁含量的增加会导致系统结垢，影响系统正产运行；而直接中和，将消耗大量的石灰石或电石泥，产生大量的黄泥，难以利用，同时造成资源浪费。
磁性材料是电子工业的重要基础功能材料，广泛应用于通讯、家电、3C电子、汽车和储能等领域。铁氧体磁性材料用氧化铁是当今世界磁性材料发展的主要材料，要求纯度高、颗粒细且均匀、化学杂质少，广泛应用于软磁、永磁、旋磁、矩磁、压磁材料制品期中。目前，国内氧化铁红绝大多数来源于钢铁冷轧厂酸洗阶段再生工序的副产品，其产品的特点是Cl-含量较高、杂质成分不稳定，很难应用到高性能软磁铁氧体领域；因此，制备得到高品质氧化铁红尤为重要。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种氧化铁红的制备方法，以解决现有技术中存在的氧化铁红绝大多数来源于钢铁冷轧厂酸洗阶段再生工序的副产品，其产品的特点是Cl-含量较高、杂质成分不稳定，很难应用到高性能软磁铁氧体领域得技术问题；该方法通过设置特定的加料顺序、调节母液pH，调节氧化过程的pH等操作，可获得高品质氧化铁红。
本发明的另一个目的在于提供一种所述的氧化铁红的制备方法制备得到的氧化铁红。该氧化铁红具有高品质。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种氧化铁红的制备方法，包括以下步骤：
将人造金红石母液与第一碱液混合，至所述人造金红石母液的pH为3～4.5，得到第一混合体系；对所述第一混合体系进行第一加热处理，去除固形物后得到第二混合体系；将所述第二混合体系与第二碱液混合，至所述第二混合体系的pH为4.5～5.5，得到第三混合体系；
在持续通入空气的条件下，对所述第三混合体系进行第二加热处理，再进行洗涤处理和固液分离，对所述固液分离后得到的固形物进行煅烧处理。
优选地，所述人造金红石母液中，硫酸的质量含量为1％～5％，铁元素的质量含量为8％～10％，铝元素的浓度≥200ppm，钛元素的浓度≥200ppm，硅元素的浓度≥50ppm；
优选地，采用还原钛或铁粉对所述人造金红石母液预处理；
优选地，所述预处理后得到的混合液的pH为2～3；
优选地，所述预处理的温度为15～70℃。
优选地，所述第一碱液包括氢氧化钠溶液和氨水中的至少一种；
优选地，在所述第一碱液中，碱的质量百分比为5％～10％。
优选地，所述第一加热处理的温度为80～95℃，所述第一加热处理的时间为0.5～2h。
优选地，所述第二混合体系中，铝元素的浓度≤10ppm，钛元素的浓度≤10ppm，硅元素的浓度≤5ppm。
优选地，对所述第二混合体系进行稀释；
优选地，所述稀释包括：按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁元素的质量含量为4％～6％；
优选地，所述第二碱液包括氢氧化钠和氨水中的至少一种；
优选地，所述第二碱液中，碱的质量百分比为5％～15％。
优选地，所述第二加热处理的温度为80～95℃，所述第二加热处理的时间为3～6h；
优选地，所述空气的流量为500～1000m3/h。
优选地，所述洗涤处理包括：洗至滤液的电导率不大于50us/cm。
优选地，所述煅烧处理的温度为700～850℃，所述煅烧处理的时间为2～5h。
优选地，所述去除固形物包括液固分离；
优选地，收集所述液固分离后的固形物，对所述固形物依次进行酸浸、过滤、洗涤和干燥，得到人造金红石；
优选地，所述过滤后的滤液作为人造金红石母液进行回用。
如上所述的氧化铁红的制备方法制备得到的氧化铁红。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中的氧化铁红的制备方法，通过设置特定的加料顺序、调节pH等操作，可获得高品质氧化铁红。
(2)本发明氧化铁红的制备方法制备得到的氧化铁红具有高品质，铝、钛、硅等杂质元素含量低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中氧化铁红的制备方法流程图；
图2为本发明实施例2中氧化铁红的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，本发明涉及一种氧化铁红的制备方法，包括以下步骤：
将人造金红石母液与第一碱液混合，至所述人造金红石母液的pH为3～4.5，得到第一混合体系；对所述第一混合体系进行第一加热处理，去除固形物后得到第二混合体系；将所述第二混合体系与第二碱液混合，至所述第二混合体系的pH为4.5～5.5，得到第三混合体系；
在持续通入空气的条件下，对所述第三混合体系进行第二加热处理，再进行洗涤处理和固液分离，对所述固液分离后得到的固形物进行煅烧处理。
本发明的方法不仅科学有效的利用人造金红石母液，大幅降低了人造金红石母液的处理成本，为钛白废酸浸取还原钛铁矿制备人造金红石解决后顾之忧，同时产出高价值的氧化铁红产品。
在一种实施方式中，将人造金红石母液与第一碱液混合，至所述人造金红石母液的pH具体为3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一种实施方式中，将所述第二混合体系与第二碱液混合，至所述第二混合体系的pH具体为4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
本发明将人造金红石母液与第一碱液混合，调节至所述人造金红石母液的pH为3～4.5，是为了让人造金红石母液中的钛、铝、硅等杂质更好的水解，以便过滤去除。将所述第二混合体系与第二碱液混合，至所述第二混合体系的pH为4.5～5.5，pH调节至适宜的范围，更有利于去除铝、钛、硅等杂质元素，得到的氧化铁红产品的质量要求满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求，纯度更高。而如果母液的pH调节及氧化过程的pH调节不在上述范围，铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求。
优选地，所述人造金红石母液中，硫酸的质量含量为1％～5％，铁元素的质量含量为8％～10％，铝元素的浓度≥200ppm，钛元素的浓度≥200ppm，硅元素的浓度≥50ppm。
在一种实施方式中，硫酸的质量含量具体为1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等。铁元素的质量含量具体为8.2％、8.5％、8.7％、9％、9.5％、9.7％等。铝元素的浓度具体可以为200ppm、210ppm、220ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm等。钛元素的浓度具体为200ppm、210ppm、220ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm等。硅元素的浓度具体为50ppm、100ppm、200ppm、220ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm等。
优选地，采用还原钛或铁粉对所述人造金红石母液预处理。不仅可以降低浓液中酸含量，同时可提升人造金红石母液中的铁离子含量。
优选地，所述预处理后得到的混合液的pH为2～3。具体为2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8等。
优选地，所述预处理的温度为15～70℃。在一种实施方式中，所述预处理的温度具体为20℃、25℃、30℃、40℃、50℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
优选地，所述第一碱液包括氢氧化钠溶液和氨水中的至少一种。
优选地，在所述第一碱液中，碱的质量百分比为5％～10％。在一种实施方式中，碱的质量百分比具体为6％、7％、8％、9％等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
优选地，所述第一加热处理的温度为80～95℃，所述第一加热处理的时间为0.5～2h。本发明通过采用适宜的第一加热处理的温度和第一加热处理的时间，进而更有利于水解，降低溶液中的硅、铝、钠、硫等杂质，以提高后续得到的氧化铁红的纯度。
在一种实施方式中，第一加热处理的温度具体为81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。第一加热处理的时间具体为0.8h、1h、1.2h、1.5h、1.7h等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
优选地，所述第二混合体系中，铝元素的浓度≤10ppm，钛元素的浓度≤10ppm，硅元素的浓度≤5ppm。在一种实施方式中，所述第二混合体系中，铝元素的浓度具体为1ppm、2ppm、4ppm、5ppm、6ppm、7ppm、8ppm、9ppm等。钛元素的浓度具体可以为1ppm、2ppm、4ppm、5ppm、6ppm、7ppm、8ppm、9ppm等。硅元素的浓度具体为1ppm、2ppm、3ppm、4ppm等。通过上述操作，可以看出，第二混合体系中的硅、铝、钛元素的含量明显降低。
优选地，对所述第二混合体系进行稀释。
优选地，所述稀释包括：按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁元素的质量含量为4％～6％。通过采用水对第二混合体系进行稀释，进一步可有助于获得高纯氧化铁红。在一种实施方式中，稀释至铁元素的质量含量具体为4.2％、4.5％、4.7％、5％、5.3％、5.5％、5.7％等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
优选地，所述第二碱液包括氢氧化钠和氨水中的至少一种。
优选地，所述第二碱液中，碱的质量百分比为5％～15％。在一种实施方式中，所述第二碱液中，碱的质量百分比具体为6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
优选地，所述第二加热处理的温度为80～95℃，所述第二加热处理的时间为3～6h。在一种实施方式中，第二加热处理的温度具体为81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。通过适宜的第二加热温度和时间，进一步有利于后期生成高纯度氧化铁红。
优选地，所述空气的流量为500～1000m3/h。在一种实施方式中，空气的流量具体为600m3/h、650m3/h、700m3/h、750m3/h、800m3/h、850m3/h、900m3/h、950m3/h等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。通过采用适宜的空气流量，更有利于反应。
优选地，所述洗涤处理包括：洗至滤液的电导率不大于50us/cm。在一种实施方式中，洗涤处理洗至滤液的电导率为10us/cm、15us/cm、20us/cm、25us/cm、30us/cm、35us/cm、40us/cm、45us/cm等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。
优选地，所述煅烧处理的温度为700～850℃，所述煅烧处理的时间为2～5h。在一种实施方式中，所述煅烧处理的温度具体为710℃、720℃、730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、810℃、820℃、830℃、840℃等，还可以选择上述范围内的其他数值，在此不做限定。通过适宜的煅烧温度和时间有利于生成高品质氧化铁红。
优选地，所述去除固形物包括液固分离。
优选地，收集所述液固分离后的固形物，对所述固形物依次进行酸浸、过滤、洗涤和干燥，得到人造金红石。
优选地，所述酸浸采用的酸包括硫酸或硫酸废酸，酸浓度为15％～19％；固形物与酸的固液比为1：(1.8～2.2)；常温反应1.5～2.5h。
优选地，所述过滤后的滤液作为人造金红石母液进行回用。进一步回收利用，可节约资源。
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及所述的氧化铁红的制备方法制备得到的氧化铁红。
本发明得到的氧化铁红具有高品质，例如纯度高，杂质含量低等。
下面将结合具体的实施例和对比例对本发明作进一步的解释说明。
图1为本发明实施例1中氧化铁红的制备方法流程图。图2为本发明实施例2中氧化铁红的制备方法流程图。
实施例1
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 3.98wt％，Fe 8.25wt％，Al 1576ppm，Ti 273ppm，Si144ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2，再向预处理后的母液中加入10％氨水，调节溶液的pH值为4.5后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 10.09wt％，Al 4.33ppm，Ti 0.08ppm，Si 1.51ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在6％后向净化后的母液中加入5％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量500m3/h，进行氧化，氧化温度维持在85℃，氧化过程通过补加5％氨水，维持溶液的pH值在4.5～5范围内，氧化6h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在700℃煅烧5h，得到氧化铁红。
实施例2
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 3.98wt％，Fe 8.25wt％，Al 1576ppm，Ti 273ppm，Si144ppm)中加入还原钛在70℃下进行预处理至溶液的pH值至3后沉降，沉降20min后，进行固液分离，向分离的溶液液中加入5％氨水，调节溶液的pH值为4.5后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 9.86wt％，Al 8.25ppm，Ti 0.04ppm，Si 2.32ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在4％后向净化后的母液中加入15％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量1000m3/h，进行氧化，氧化温度维持在95℃，氧化过程通过补加5％氨水，维持溶液的pH值在5～5.5范围内，氧化3h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在750℃煅烧3h，得到氧化铁红；
人造金红石母液预处理分离的固体渣，按固液比1:2加入酸浓在18％的硫酸废酸，常温反应2h后过滤，滤液即合成金红石母液返回母液预处理，渣进行水洗干燥得到人造金红石。
实施例3
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 4.32wt％，Fe 8.29wt％，Al 1896ppm，Ti 198ppm，Si204ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2.5，再向预处理后的母液中加入5％氨水，调节溶液的pH值为3后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 9.85wt％，Al 1.25ppm，Ti 0.03ppm，Si 0.15ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在5％后向净化后的母液中加入10％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量800m3/h，进行氧化，氧化温度维持在90℃，氧化过程通过补加10％氨水，维持溶液的pH值在4.8～5.2范围内，氧化4h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在800℃煅烧2h，得到氧化铁红。
实施例4
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 2.84wt％，Fe 9.05wt％，Al 2386ppm，Ti 346ppm，Si289ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至3，再向预处理后的母液中加入7％氨水，调节溶液的pH值为4.0后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 10.69wt％，Al 5.21ppm，Ti 0.07ppm，Si 1.93ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在5％后向净化后的母液中加入10％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量600m3/h，进行氧化，氧化温度维持在90℃，氧化过程通过补加10％氨水，维持溶液的pH值在4.5～4.8范围内，氧化5h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在760℃煅烧2h，得到氧化铁红。
实施例5
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 4.89wt％，Fe 8.12wt％，Al 1697ppm，Ti 298ppm，Si134ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2.5，再向预处理后的母液中加入5％氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值为4.5后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 9.83wt％，Al 0.05ppm，Ti 0.01ppm，Si 0.07ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在4％后向净化后的母液中加入5％氢氧化钠调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量900m3/h，进行氧化，氧化温度维持在80℃，氧化过程通过补加5％氢氧化钠溶液，维持溶液的pH值在4.8～5.0范围内，氧化5h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在750℃煅烧2h，得到氧化铁红。
对比例1
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 3.98wt％，Fe 8.25wt％，Al 1576ppm，Ti 273ppm，Si144ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 10.21wt％，Al 353ppm，Ti 69ppm，Si30.42ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在6％后向净化后的母液中加入5％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量500m3/h，进行氧化，氧化温度维持在85℃，氧化过程通过补加5％氨水，维持溶液的pH值在4.5～5范围内，氧化6h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在700℃煅烧5h，得到氧化铁红，铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求，具体指标如下表2所示。
对比例2
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 3.98wt％，Fe 8.25wt％，Al 1576ppm，Ti 273ppm，Si144ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2，再向预处理后的母液中加入10％氨水，调节溶液的pH值为4.5后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 10.09wt％，Al 4.33ppm，Ti 0.08ppm，Si 1.51ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在8％后向净化后的母液中加入5％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量500m3/h，进行氧化，氧化温度维持在85℃，氧化过程通过补加5％氨水，维持溶液的pH值在4.5～5范围内，氧化6h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在700℃煅烧5h，得到氧化铁红，铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求，具体指标如下表2所示。
对比例3
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 3.98wt％，Fe 8.25wt％，Al 1576ppm，Ti 273ppm，Si144ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2，再向预处理后的母液中加入10％氨水，调节溶液的pH值为4.5后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 10.09wt％，Al 4.33ppm，Ti 0.08ppm，Si 1.51ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在8％后向净化后的母液中加入5％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量500m3/h，进行氧化，氧化温度维持在85℃，氧化过程通过补加5％氨水，维持溶液的pH值在5.6～6范围内，氧化6h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在700℃煅烧5h，得到氧化铁红，铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求，具体指标如下表2所示。
对比例4
人造金红石母液制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：
向人造金红石母液(H2SO4 3.98wt％，Fe 8.25wt％，Al 1576ppm，Ti 273ppm，Si144ppm)中加入铁粉在常温下进行预处理至溶液的pH值至2，再向预处理后的母液中加入10％氨水，调节溶液的pH值为4.5后对溶液进行加热水解，水解后进行过滤，滤液即净化后的人造金红石母液(Fe 10.09wt％，Al 4.33ppm，Ti 0.08ppm，Si 1.51ppm)；对净化后的母液按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁离子含量在6％后向净化后的母液中加入5％氨水调节溶液的pH值为4.5后，升温至80℃，向溶液中通入空气，通气量500m3/h，进行氧化，氧化温度维持在85℃，氧化过程通过补加5％氨水，维持溶液的pH值在4.5～5范围内，氧化6h后得到料浆；对料浆进行压滤水洗至水洗后滤液的电导率不大于50us/cm，对滤饼在900℃煅烧2h，得到氧化铁红，铁红产品比表面积不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求，具体指标如下表2所示。
实验例1
一、实施例中的铁红产品的质量要求满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求，具体指标如下表1所示。
表1实施例中得到的氧化铁红的指标
二、对比例中得到的氧化铁红的指标如表2所示。
表2对比例中得到的氧化铁红的指标
由表1和表2可知，本发明通过特定的操作顺序，调节人造金红石母液pH、调节氧化过程铁元素的反应浓度、反应pH，选择适宜的煅烧温度等，进而保证在不同阶段有效去除铝、钛、硅等杂质元素，进而提高最后得到的氧化铁红的品质。
对比例1未对人造金红石母液的调节pH至适宜范围，得到的铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求。对比例2稀释至铁离子含量在8％，得到的氧化铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求。对比例3氧化过程维持溶液的pH值在5.6～6范围，pH过高，得到的铁红产品中的硅、铝、钠、硫等元素含量不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求。对比例4中采用的煅烧温度过高，得到的氧化铁红产品比表面积不满足国标GB/T24244-2009YHT1铁氧体用氧化铁指标要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种氧化铁红的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将人造金红石母液与第一碱液混合，至所述人造金红石母液的pH为3~4.5，得到第一混合体系；对所述第一混合体系进行第一加热处理，去除固形物后得到第二混合体系；将所述第二混合体系与第二碱液混合，至所述第二混合体系的pH为4.5~5.5，得到第三混合体系；
在持续通入空气的条件下，对所述第三混合体系进行第二加热处理，再进行洗涤处理和固液分离，对所述固液分离后得到的固形物进行煅烧处理；
对所述第二混合体系进行稀释；所述稀释包括：按铁元素的浓度进行稀释，稀释至铁元素的质量含量为4%~6%；
所述煅烧处理的温度为700~850℃，所述煅烧处理的时间为2~5h。
2.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述人造金红石母液中，硫酸的质量含量为1%~5%，铁元素的质量含量为8%~10%，铝元素的浓度≥200ppm，钛元素的浓度≥200ppm，硅元素的浓度≥50ppm。
3.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，采用还原钛或铁粉对所述人造金红石母液预处理。
4.根据权利要求3所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述预处理后得到的混合液的pH为2~3。
5.根据权利要求3所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述预处理的温度为15~70℃。
6.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述第一碱液包括氢氧化钠溶液和氨水中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，在所述第一碱液中，碱的质量百分比为5%~10%。
8.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述第一加热处理的温度为80~95℃，所述第一加热处理的时间为0.5~2h。
9.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述第二混合体系中，铝元素的浓度≤10ppm，钛元素的浓度≤10ppm，硅元素的浓度≤5ppm。
10. 根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于， 所述第二碱液包括氢氧化钠和氨水中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述第二碱液中，碱的质量百分比为5%~15%。
12.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述第二加热处理的温度为80~95℃，所述第二加热处理的时间为3~6h。
13.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述空气的流量为500~1000m3/h。
14.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述洗涤处理包括：洗至滤液的电导率不大于50us/cm。
15.根据权利要求1所述的氧化铁红的制备方法，其特征在于，所述去除固形物包括液固分离；
收集所述液固分离后的固形物，对所述固形物依次进行酸浸、过滤、洗涤和干燥，得到人造金红石；
所述过滤后的滤液作为人造金红石母液进行回用。
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| CN113912130A (zh) | 2022-01-11 |
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