JPH0696453B2 - 塩化鉄水溶液の精製方法 - Google Patents

塩化鉄水溶液の精製方法

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JPH0696453B2
JPH0696453B2 JP15009087A JP15009087A JPH0696453B2 JP H0696453 B2 JPH0696453 B2 JP H0696453B2 JP 15009087 A JP15009087 A JP 15009087A JP 15009087 A JP15009087 A JP 15009087A JP H0696453 B2 JPH0696453 B2 JP H0696453B2
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/36Regeneration of waste pickling liquors

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、鉄鋼の塩酸酸洗で発生した塩化鉄水溶液を焙
焼して塩酸を回収し併せて高純度の酸化鉄粉を得る際
の、塩化鉄水溶液の精製方法であって、更に詳しくは塩
化鉄水溶液からSi,Al,Cr,Cu,Pを除去する方法に関す
る。精製された塩化鉄水溶液は、Si,Al,Cr,Cu,Pの含有
量が少ないため、焙焼することにより、例えばソフトフ
ェライトの製造に適する高純度の酸化鉄粉が得られる。
[従来の技術] 鉄鋼の塩酸酸洗で発生した塩化鉄水溶液を焙焼して酸化
鉄粉を製造する方法は広く実施されている。例えばソフ
トフェライトはこの酸化鉄粉に他の酸化金属粉を調合
し、焼結して製造されるが、この酸化鉄粉は、Si,Al,C
r,Cu,P等の不純物が少ない事が性能のよいソフトフェラ
イトを経済的に製造するために望ましい。
特開昭59−199505号は金属酸化物溶液の製造法であり、
金属塩化物溶液を濃縮して、濃縮液を鉄等の金属と反応
させて、あるいは濃縮液に炭酸塩を添加して、あるいは
濃縮液をNH4OH等でPH3〜6に調整して濾過する方法が示
されている。しかし特別の工夫を行うことなく濃縮液を
鉄等の金属と反応させたり、あるいは濃縮液のPHを3〜
6に調整すると、濃縮液中には多量の水酸化鉄が浮遊状
に生成し、濾過に際して目詰まりを発生させるため、濾
別に極めて長時間を要し工業的な実施に困難をともな
う。又特開昭60−54907号や特開昭60−65709号も金属塩
化物溶液を濃縮して2価金属を加えて後濾過する方法で
あるが、特開昭59−199505号と同様にこれ等の方法では
濾過に極めて長時間を要し工業規模での実施は困難であ
る。さらにこれらの方法は濾過の困難性のみならず、不
溶化した水酸化鉄の分別によって酸化鉄粉そのものの歩
留が低下するという欠点を有する。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、鉄鋼の塩酸酸洗で発生した塩化鉄水溶液(以
下本明細書では原塩化鉄水溶液という)から不純成分で
あるSi,Al,Cr,Cu,Pを除去する方法であり、分別除去に
際して分別が工業的に能率よく実施できる、原塩化鉄水
溶液の精製方法に関する。
[問題点を解決するための手段] 本発明は (1)鉄鋼の塩酸酸洗で発生した塩化鉄水溶液を焙焼し
て塩酸と酸化鉄粉を回収するプロセスにおいて、該塩化
鉄水溶液を該プロセスで発生する焙焼ガスと接触させて
加熱濃縮して該塩化鉄水溶液中のSi成分を不溶化して分
別する第1段の精製工程と、次いで分別した濃縮液に鉄
を加えて遊離塩酸を消費させ溶液中のAl,Cr,Cu,P成分を
不溶化せしめて分別する第2段の精製工程とよりなる、
塩化鉄水溶液の精製方法、であり又 (2)第1段の精製工程での分別が吸着分離による分別
であり、第2段の精製工程での分別が濾紙、濾布等によ
る濾別である、前記(1)に記載した塩化鉄水溶液の精
製方法である。
尚本明細書で分別とは、濾紙、濾布等による濾過や、吸
着分離や遠心分離等で不溶化物を溶液から分離すること
をいう。
第1図は本発明のプロセスフローの例を示す図である。
6は原塩化鉄水溶液で1はその貯留槽である。2は接触
塔で、原塩化鉄水溶液6は焙焼で生成した熱ガス3と接
触し加熱濃縮される。加熱濃縮された液はSi分別装置
(例えば吸着分離装置)4に送られ、加熱濃縮で生成し
たSi不溶化物14が溶液から分別除去される。以上が本発
明の第1段の精製工程である。Si不溶化物を除去した後
の溶液は調整槽7に送られここで鉄が加えられる。8は
濾別装置(例えば濾布による濾過装置)で、Al,Cr,Cu,P
塔の不溶化物13を濾別する。Si,Al,Cr,Cu,P等の不溶化
物が除去された塩化鉄水溶液9は焙焼炉5で焙焼されて
熱ガス3と、Si,Al,Cr,Cu,Pの含有量が極めて低い高純
度酸化鉄粉10とになる。11は高純度酸化鉄粉を回収する
電気集塵機で、12は熱ガス3から塩酸を回収する塩酸回
収塔である。
[作用、実施例] 本発明で、原塩化鉄水溶液6は接触塔2で加熱濃縮され
るが、原塩化鉄水溶液中のSiは加熱濃縮によって大部分
不溶化物となる。この際生成するSiの不溶化物はコロイ
ド状の不溶化物であり、濾紙、濾布等による通常の濾別
でも、分別は可能であるが、不溶化物が多い場合には、
目詰りが発生し易い。吸着分離はほとんど目詰りが起す
ことがないために、コロイド状のSi不溶化物を溶液から
能率よく分別除去できる。吸着分離装置としては例え
ば、ポリエチレン繊維製網目板を吸着基体として充填し
た吸着槽が適当である。Si不溶化物を除去した溶液には
調整槽7で鉄を加える。これは溶液中の遊離塩酸を消耗
させてPHを調整するためである。鉄の添加量はPHが1〜
3となるように加えるがよい。PHが高くなると鉄の沈殿
物が生成して後工程の不溶化物の分別が困難となるた
め、PHは低目に調整するのが望ましい。このようにPHを
低く調整しても、溶液中のAl,Cr,Cu,Pは不溶化物とな
る。Al,Cr,Cu,Pが一括して不溶化物となるのは下記の理
由による。
本発明の原塩化鉄水溶液はPを含有する原塩化鉄水溶液
である。加熱濃縮された溶液は、塩酸ガス濃度が高い熱
ガス3と接触して加熱濃縮されたため、遊離塩酸を多量
に含みPHが低い。この状態では溶液中のPは主として未
解離のリン酸あるいは第1リン酸イオンとして存在する
が、リン酸や第1リン酸の金属塩は水溶性である。鉄を
加えてPHを上げると、リン酸や第1リン酸イオンの解離
が進み、第2リン酸イオンや第3リン酸イオンとなる
が、これらのイオンの金属塩は不溶性であり、溶液中の
Al,Cr,Cu,等のイオンと結合して不溶化物となる。
原塩化鉄水溶液は、Al,Cr,Cu,Pの濃度が比較的低いため
に、中和直後ではこれらの不溶化物の結晶成長が不十分
であるが、溶液を攪拌したりあるいは熟成時間を設ける
ことによって不溶化物の結晶成長を進行させ、濾過等の
分別の効果を上げることができる。
本発明ではAl,Cr,Cu,Pを不溶性リン酸塩とするために、
PHを低くできるのが特徴で、PHが低いために水酸化鉄等
の余分の沈殿物が少なく、不溶化物の分別が容易であ
る。
本発明では、加熱濃縮後の溶液を鉄の添加前に、第1段
の分別を行うが、これは加熱濃縮によって生成するSiの
不溶化物が、その後の鉄添加によって生成するリン酸塩
を主とする不溶化物と異なって、コロイド状であるた
め、コロイド状の不溶化物を分別するのに適した方法、
例えば吸着分離によって、あらかじめ分別し、その後鉄
添加による不溶化物を第2段で分別することによって、
設備効率、作業効率を向上させることができる。
吸着分離の具体的方法としては、加熱濃縮した溶液を、
表面積の大きい吸着基体を充填した吸着層を通過させ、
コロイド状の珪素の不溶化物を分別する事により行う。
吸着基体は、無機質又は有機質の複雑な立体構造を持つ
成形体や繊維からなる網目板や球状充填物が適当であ
る。例えばポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリア
クリロニトリル系、ポリプロピレン系等の成形体又は繊
維は安価であり適当な吸着基体である。吸着基体は吸着
のみを考えれば、表面積が大きいほど効果的であるが、
吸着がある程度進行した状態でも有効な通過速度をもち
うるためには、一定の空隙又は通過面積が必要である。
即ち成形体では充填容積1m3当りの表面積が150m2以上
あれば適当で、又繊維からなる吸着基体では空隙率が70
〜95%で繊維径が0.05〜0.5mmが適当である。コロイド
状の珪素の不溶化物は、空隙の多いフワフワした粒子
で、親水性であるため水中では粒子の内部および表面は
水分子で覆われている。従って、親水性の固体表面(金
属又は金属酸化物あるいは有極性の有機物質等)には容
易に吸着して安定化する。一方疎水性の固定表面(例え
ば無極性の有機物質等)には共存する二親性化合物(界
面活性物質等)の働きにより吸着する。つまり、疎水性
表面が二親性化合物によって速やかに親水化され、そこ
へコロイド状のSiの不溶化物が吸着する。
第1表は本発明の実施例で、原塩化鉄水溶液のFeCl2
度が26%の例である。この原塩化鉄水溶液を焙焼ガスと
接触させて容積が62%になるように加熱濃縮した(第1
表加熱濃縮液)。加熱濃縮液は、コロイド状の珪素の不
溶化物を十分に生成させるため約5時間攪拌した後、吸
着分離でこのコロイ ド状の不溶化物を分別した。
この第1段の精製で、分別後の溶液中の不純物の濃度
は、第1表の第1段精製欄に示した如く、Siは大幅に低
減しているが、Al,Cr,Cu,Pの濃度は分別前と大差はなく
殆ど除去されていない。第1段の精製後の溶液にFeを加
え溶液のPHを調整し、生成した不溶化物を濾別した後の
溶液中の、不純物の濃度を第1表の第2段精製欄に示し
た。PHは1.0〜3.5の範囲の各レベルに調整した。表中で
熟成ナシはPH調整後1時間以内に不溶化物を濾別した溶
液であり、熟成アリはPH調整後5時間以降に不溶化物を
濾別した溶液である。
第1表にみられる如く、本発明ではPH調整後に熟成時間
を設け、その後に不溶化物を濾別することにより、濾液
中の不純物の濃度を大幅に低減させることができる。即
ち第1表の例では、熟成アリの場合はPHを2.5に調整す
れば十分で、Al,Cr,Cu,Pの濃度はいずれも、加熱濃縮液
での濃度の1/10以下となり、又Siの濃度も第2段精製で
更に下り加熱濃縮液での濃度の1/10となる。
またPHが2.5の溶液では水酸化鉄の沈殿は少なく且つSi
は第1段精製で大部分が除去してあるため、第2段精製
での不溶化物の分別は容易で、不溶化物は濾紙・濾布等
によって能率よく濾別する事ができる。
[発明の効果] 本発明により、塩酸酸洗廃液中のSi,Al,Cr,Cu,Pを能率
よく除去して、高純度の塩化鉄水溶液が得られる。この
高純度の塩化鉄水溶液を焙焼するとソフトフェライトの
製造に適した高純度の酸化鉄粉が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプロセスフローの例を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥谷 克伸 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 森 輝夫 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−54907(JP,A) 特開 昭60−65709(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄鋼の塩酸酸洗で発生した塩化鉄水溶液を
    焙焼して塩酸と酸化鉄粉を回収するプロセスにおいて、
    該塩化鉄水溶液を該プロセスで発生する焙焼ガスと接触
    させて加熱濃縮して該塩化鉄水溶液中のSi成分を不溶化
    して分別する第1段の精製工程と、次いで分別した濃縮
    液に鉄を加えて溶液中の遊離塩酸を消費させて溶液中の
    Al,Cr,Cu,P成分を不溶化せしめて分別する第2段の精製
    工程とよりなる、塩化鉄水溶液の精製方法
  2. 【請求項2】第1段の精製工程での分別が吸着分離によ
    る分別であり、第2段の精製工程での分別が濾紙、濾布
    等による濾別である、特許請求の範囲第1項に記載の、
    塩化鉄水溶液の精製方法
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FR2670508B1 (fr) * 1990-12-13 1994-08-12 Siderurgie Fse Inst Rech Procede de separation des composes de silicium contenus dans un bain de decapage chlorhydrique de pieces notamment des toles d'acier.
ATA118798A (de) * 1998-07-08 1999-10-15 Eurox Eisenoxydproduktions Und Verfahren zum abstumpfen von metallchlorid enthaltenden lösungen sowie zur herstellung von metalloxiden
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