JPS62235221A - 高純度酸化鉄の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高純度酸化鉄の製造法であり、特に各種磁性材
料として用いられるＭｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍ
Ｐ系フェライト等の原料に好適な低７リカ、低燐酸化鉄
の製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、磁性材料各種フェライトに使用する鉄源は、鉄鋼
酸洗廃液より得られた酸化第二鉄若しくは硫化鉱を焙焼
して得られた酸化第二鉄若しくは鉄を含む酸溶液から湿
式法によって得られた酸化第二鉄又は解梱等が用いられ
ている。

最近、磁性材料の高級志向に伴ない低シリカ低燐酸化鉄
の要望が高まりつ＼あるが、前記従来の方法では低シリ
カ、低燐酸化鉄は得られず、低シリカ、低燐のための各
種の処理法が提案されている。

例えば鉄酸化物の処理で現在最も広く採用されている硫
酸鉄法は、硫酸鉄を再結晶させて精製するものであるが
、この方法で晶出する硫酸第一鉄の結晶は必然的に母液
を含み、母液を除去するためには水洗しなげればならず
、反面水洗によって晶出した硫酸第一鉄の結晶が再溶解
するために、再結晶化を数回繰返さなければならず極め
て非能率、かつ不経済である。

また、原料溶液から５ｉＯｚを分離除去する方法として
、硫酸溶液を加温、加圧下で空気又は酸化処理して鉄酸
化物を生成させ、洗滌する方法又は塩化鉄溶液に高分子
凝集剤を加えてＳ　ｉｏｚを凝集させ、これを濾過分離
する方法或いは塩化鉄溶液から溶媒抽出法によってＳｉ
Ｏ２を部分的に抽出し、蒸溜する方法等も知られている
。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記の各種方法は５１０２を分離除去するため
に高分子凝集剤、抽出用溶媒等の特別な添加剤を必要と
し、また加圧装置の如く特別な装置等をも必要とするた
め、工程が複雑化し、またコストが高くなるという欠点
がある。しかも、これらの方法では含有５ｉ（４を７０
　ｐｐｍ程度までとすることができるが、７０ｐｐｍ以
下の５ｉｎ２とすることは困難である。

従って、７０ｐｐｍ以下の８１０２のものを得るために
は、別箇に電解鉄を硝酸に溶解して硝酸鉄とするか高純
度のシュウ酸鉄を熱分解して得られた酸化第二鉄を用い
てＳｉＯ□含有量を３０〜５０　ｐｐｍとする以外にな
く、かくでは著しいコスト高を招来する。

本発明は、Ｓ　ｉｏｚ　５０　ｐｐｍ以下、Ｐ　３０　
ｐｐｍ以下その他不純物の少ないフェライト原料用高純
度酸化鉄を簡単、かつ、確実に製造する方法を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は鉄を陽極、黒鉛を陰極とし、ｐＨ５〜６に調整
した塩化アンモニウム水溶液を電解液とＩ−で電解する
第１工程と、前記第１工程で得られた陽極液に水酸化第
二鉄フロックを添加し、該水酸化第二鉄フロックな濾過
分離する第２工程と、前記第２工程で水酸化第２鉄フロ
ツクを分離した涙液をアルカリ性とし、酸化処理して得
られた沈澱を回収し、焼成する第３工程とからなる高純
度酸化鉄の製造法である。

〔作用、効果〕

本発明は以上の如き構成のものからなり、その主要部は
電解精製工程と水酸化第二鉄フロックによる吸着工程と
の組合せからなるものである。

第１工程における電解精製の陽極は板状の鉄又は鉄屑を
バスケットに入れたものが使用でき、またその際の電解
液は塩化アンモニウム水溶液を使用する。該塩化アンモ
ニウム溶液は、塩化アンモニウム５〜２０％とすること
が望ましく、５％以下では電導度が不足し電解電圧の上
昇を招き、また２０％以上では爾後の洗浄処理でケーキ
中のＣ１除去に多量の洗浄液を必要とするため不経済で
あるからである。

また、本発明の電解槽は前記陽極と陰極との間に隔膜を
取付け、電解処理時には電解液のｐＨ５〜６とし、一定
量を注入し、同時に同量を抜出しつ＼常温で電流密度４
〜５　Ａ／ｄｍ２、電解電圧２〜５ｖで電解する。

第１工程における電解処理によって陽極液中にスライム
が生成し、該スライムに燐が選択的に吸着除去される。

そればかりでなく、該スライムは鉄以外の微量の金属元
素、例えばＡＩ。

Ｍｎ　＋　Ｚ　ｎ　、　Ｃｒその他の微量金属元素も取
込むことができる。

他方、前記第１工程における電解処理ではＳｉは陽極ス
ライム中に全量取込まれず、一部は溶出し直ちに加水分
解してＳｉＯ２となり、これがコロイド粒子となって溶
液中に存在する。そのため本発明は第２工程に於て電解
槽から抜出した陽極液に水酸化第二鉄フロックを添加し
、これに５ｉ０２コロイド粒子を吸着させる。

即ち、電解液中のＳ　ｉｏｚ　コロイド粒子は陰荷電に
帯電しており、他方陽極液中の水酸化第二鉄フロックは
陽荷電に帯電しているため、　５ｉ０２コロイド粒子は
陽荷電に帯電している水酸化第二鉄７０ツク表面に静電
的に吸着し、大きな凝集体を形成し、電解液から分離す
る。

第１図は本発明の第１工程における電解液の−に対する
製品中の燐含有量を示したものであり、また第２図は第
２工程における電解液の−に対する製品中のＳｉＯ２含
有量を示したものである。

即ち、第１図に示すように第１工程に於て陽極スライム
に燐を吸着除去する場合、電解液のＰ）（５〜６の範囲
では製品中の燐含有量を３０ｐｐｍ以下にすることがで
きる。尚この場合、その他の微量重金属元素も同様に除
去することができる。

また、第２図に示すように、第２工程に於て水酸化第二
鉄フロックに５ｉＯｚを吸着除去する場合、電解液のｐ
Ｈ６〜７の範囲では製品中のＳ　ｉ０２含有量を４０ｐ
ｐｍ以下にすることができる。従って第２工程で５ｌｏ
２を水酸化第二鉄フロックに充分に吸着させるためには
電解液のｐＨを６〜７に調整することが望ましい。

尚、本発明の第２工程で使用する水酸化第二鉄フロック
は、重数の塩化第２鉄から調製したものが使用できるが
、陽極側電解液をアルカリ性とし、酸化処理しく得られ
る水酸化第２鉄フロツクを使用することが望ましい。

前記のように陽極側電解液から得られた水酸第二鉄フロ
ックは、重数の塩化第二鉄から調整したものに比較して
５ｉ０２　コロイド粒子の吸着能に優れているのが認め
られるが、これは電解溶出した鉄イオンの活性度が高い
ためと考えられる。また、陽極側電解液をアルカリ性と
する場合、ｐＨ調整用として陰極側電解液（ｐＨ８，５
〜９）が使用できるという利点もある。

前述第１工程及び第２工程によって得られた陽極液中に
は、燐その他微量の重金属元素及びＳ　ｉ０２は殆んど
なく該液中にはＦｅ２＋のみが溶解されたものとして得
られるから、これをアルカリ性として水酸化第一鉄とし
、さらに空気又はＨ２Ｏ２で酸化して水酸化第二鉄とし
て回収し、常法に従って濾過、洗浄乾燥後、４００〜６
００　　℃で焼成し、さらに粉砕して０．３〜０．４μ
ｍとして高純度特に燐及び５ｉ０２の殆んどない製品を
得る。

以上の如く本発明は、電解精製工程、吸着工程及び回収
、焼成工程とを巧みに組合せることによって燐及びＳｉ
Ｏ□のほか微量の重金属元素の殆んどない高純度酸化鉄
を簡単に得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明の構成を下記実施例によって具体的に説明す
る。

実施例１ 第１工程の電解槽（１０００Ｘ５５０Ｘ７５０電。

内容積４００））を隔膜で３室に区分し、中央の室を陽
極室、両側の２室を陰極室とする。該陽極室に、４００
Ｘ７５０Ｘ１００ｏ＋のバスケット型陽極（バスケット
内に屑鉄を充填する）を懸吊し、また両側の陰極室に、
夫々陽極と同面積の黒鉛陰極板を懸吊する。

また、前記各室に、　ｐＨ５，５に調整した塩化アンモ
ニウム１３％水溶液を添加し、常温で２４時間電解する
（電流密度４Ａ／ｄｍ２）。該電解処理後、陽極室の電
解液は８０　Ａ／Ｂ、陰極室の電解液は１６１！／日の
割合で注入し、同時に同量を抜出しつ＼電解する。

前記電解処理待抜出された陽極液の組成は、Ｆ　ｅ　２
５．３　？／ＩＪ　、　Ｓ　ｉｏ、、　５．１ｍ９／ｌ
、　Ｐ　０．９ｍ９／ｌであった。

他方、電解槽から抜出した陽極室の電解液３ｇに、同様
に電解槽から抜出した陰極室の電解＊　（ｐＨ９）を加
えてｐＨを８．５に調整し、さらにＨ２Ｏ２を添加して
水酸化第二鉄のフロックを生成し、静置し上澄液を除い
て水酸化第二鉄ノロツクを生成する。

つぎに、第２工程として電解槽から抜出した陽極室の電
解！１０ｇに、前記で生成した水酸化第二鉄フロックを
添加し、ＮＨ４ＯＨでｐＨを７．０とし、常温で３０分
攪拌後涙過する。

さらに、第３工程として、前記第２工程で得られた原液
に陰極室の電解液２０１を加えてｐＨ８，４とし、エア
レーンヨンで酸化して酸化鉄を沈澱し、該沈澱物を濾過
して回収する。尚、芸で沈澱物を除去された液も回収し
、電解液として循環使用する。

また、前記酸化鉄の沈澱は充分弱アルカリ性とした水で
洗浄し、１１０°Ｃで１０時間乾燥した後、５００°Ｃ
で５時間空気雰囲気下で加熱焼成し、酸化鉄３５０７を
得た。さらにこれを乳鉢で粉砕し、Ｘ線回析を行ったと
ころ、α−Ｆ　ｅ２０ａであり、その平均粒径は０．３
１μであった。

実施例２ 実施例１の第２工程で使用した水酸化第二鉄フロックな
市販塩化第二鉄から調整した水酸化第二鉄フロックを使
用する以外は、凡て実施例１と同一条件で酸化鉄３４０
２を製造した。

比較例 実施例１で抜出した陽極室電解液１０１に陰極室電解Ｑ
２０１Ｊを加え、サラＫ　ＮＨ４，ＯＨＴ　ｐＨ８，４
に調整し、エアレーンヨンを行い、爾後実施例１と同様
処理して酸化鉄３６０２を得た。

前記実施例１、実施例２及び比較例で得られた製品酸化
鉄の組成は次表の通りである。尚、比較のため、原料た
る陽極の屑鉄の組成を併記する。

表から明らかなように、本発明の方法で得られた酸化鉄
の８１０２及びＰは比較例より著るしく低い。

また、実施例１の如く第２工程で使用する水酸化第二鉄
フロックを陽極側電解液から調整したものはＳ　ｉｏ２
が市販塩化第二鉄から調整したもののはソ半分程度と低
くすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は第１工程における電解液ｐＨと製品中の燐含有
量との関係図、第２図は第２工程における電解液−と製
品中の５ＩＯ２含有量との関係図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄を陽極及び黒鉛を陰極とし、ｐＨ５〜６に調整
   した塩化アンモニウム水溶液を電解液として電解する第
   １工程と、前記第１工程で得られた陽極液に水酸化第二
   鉄フロックを添加し、該水酸化第二鉄フロックを濾過分
   離する第２工程と、前記第２工程で水酸化第二鉄フロッ
   クを分離した濾液をアルカリ性とし、酸化処理して得ら
   れた沈澱を回収し、焼成する第３工程とからなることを
   特徴とする高純度酸化鉄の製造法。
2. （２）第２工程で添加する水酸化第二鉄フロックが、第
   １工程で得られる陽極側電解液で調製することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の高純度酸化鉄の製造法
   。