JPS63112425A

JPS63112425A - 高純度含水酸化鉄の製造方法

Info

Publication number: JPS63112425A
Application number: JP25873686A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Kondo; 近藤　秀信; Tatsuhiko Shigematsu; 重松　達彦; Yoshihisa Makino; 芳久牧野; Nobuo Teramoto; 寺本　信夫; Koichi Hata; 畑　光一; Toshinori Baba; 馬場　利則; Takeshi Takai; 高井　雄
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-17

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、泪材すなわちｎ板や型、棒、線材などを塩酸
による酸洗を行った際に生じる塩酸酸洗廃液（以下「酸
洗廃液」という）から、フェライト用酸化鉄等の原料と
なる含水酸化鉄を製造する方法に関する。

〔従来技術〕

酸洗廃液から酸化鉄を製造する方法には、（ａ）焙焼法
と（ｂ）中和法があるが、従来は、酸化鉄の製造と共に
塩酸を回収できるという長所のある焙焼法が一般に行わ
れて来た。しかし焙焼法では６００〜８００℃の火炎中
に酸洗廃液を投入し熱分解するため得られる酸化鉄は粒
度にバラツキがあり、またフェライト用酸化鉄として使
用した場合、反応性が低（、さらにＨＣＩガスや酸化鉄
が気相中に拡散することにより公害が発生しやすいとい
う欠点があった。これに対し、中和法では、含水酸化鉄
を酸洗廃液中から析出させるものであるから上記の欠点
がなく有利である。

中和法では、例えば特公昭４９−２１０４０号に記載さ
れている如く、原液に酸素ガスとアルカリ剤を加えるこ
とにより収率よく含水酸化鉄を製造するものである。ア
ルカリ剤は第１鉄イオンの酸化や遊離塩酸の中和を効率
よく行う為に必要不可欠なものであり、その添加量は少
なくとも遊離塩酸の中和等をするに必要な化学量論量で
なければならない。

ところで、アルカリ剤としては、ナトリウム塩、アンモ
ニウム塩等があるが、ＮａまたはＮＨ３からなるものは
高価であるのに対し、カルシウム塩は安価であるから、
フェライト用酸化鉄などの製造には、工業的にはカルシ
ウム塩のみが使用可能である。なお、ここで言うカルシ
ウム塩は工業的に用いられるカルシウム塩で□あり、第
１表に示す如き組成を有する。ただし第１表ではＣａＯ
を１００とした。

第１表（単位二％）中和法により製造した含水酸化鉄は、従来、そのまま焼
成してフェライトの製造等に供する酸化鉄を製造してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に酸洗廃液には、ｉ″３材に含まれるＳｔ、Ａβ。

Ｍｎ等が溶解しており、しかも中和法ではアルカリ剤と
して第１表の組成を有するカルシウム塩を使用している
のでこれら元素が不純物として含水酸化鉄に含まれ、従
ってフェライト用酸化鉄にも含有されることになる。一
方、フェライト用酸化鉄としては、第２表に示す規格が
ある。

第２表（単位二％）しかしながら、５ｉ０２．　Ｃａｂ、　ＭｇＯ等につい
ては一般に０．１％以下であればフェライト用酸化鉄と
して使用可能である。

ところで焙焼法で製造した酸化鉄はアリカリ剤を使用し
ないので第３表に示す組成を有しており、フェライト用
酸化鉄として使用できる。

第３表（単位：％）これに対し、中和法により含水酸化鉄を製造する場合は
アルカリ剤として使用するカルシウム及びその中に含ま
れるマグネシウムが比較的多量に含水酸化鉄に混入する
ので、製品としてのフェライト用酸化鉄に０．１χを超
えて含有されることになり、このままではフェライト用
酸化鉄として使用できない。そこで本発明の主たる目的
は、不純物の少い酸化鉄を製造する方法を提供すること
にある。

ｃ問題点を解決するための手段〕上記従来の問題点を解決するための本第１発明は、第１
鉄塩を含む酸性廃液を、アルカリ剤としてカルシウム塩
を用いる中和法により処理して得られる含水酸化鉄をｐ
Ｈ３〜５．５の水溶液で洗浄することを特徴とするもの
である。

また、第２発明は、第１鉄塩を含む酸性廃液を、アルカ
リ剤としてカルシウム塩を用いる中和法によって処理す
る際にｐＨを６〜７に維持しながら含水酸化鉄を生成さ
せ、次いで得られた含水酸化鉄を、ｐＨが３〜５．５の
水溶液で洗浄することを特徴とするものである。

〔作　　用〕

本発明者らは、中和法を用いた場合の含水酸化鉄におけ
るカルシウムの状態について検討するため、酸洗廃液か
ら、一般的な種循環中和・酸化装置により、消石灰をア
ルカリ剤として使用して含水酸化鉄を製造し、その含水
酸化鉄について解析を行った。

その結果、使用したカルシウムの一部が含水酸化鉄中に
混入しており、しかもその存在形態は大部分が含水酸化
鉄粒子間にＣａ　（ＯＨ）　ｚとして存在していること
が判明した。

これは、水溶液へのカルシウムの溶解度が極めて小さい
ため一部の消石灰はイオンに解離せず未反応のまま＝、
　濁状態で反応系に存在し、この未反応のＣａ　（ＯＲ
）　ｚが含水酸化鉄粒子間に混在するに至るためと考え
られる。

そこで、含水酸化鉄中のＣａ　（ＯＨ）　ｚの除去には
酸洗が有効であろうとの予想の下に、各種ｐＨの洗浄液
で含水酸化鉄を洗浄し、その洗浄後の含水酸化鉄の性状
を調べた。結果は第２図の通りであった。

この結果から、得られる含水酸化鉄が、洗浄後のｐＨが
５．５以下であるとＣａＯ分が０．１Ｘ以下となる一方
で、含水酸化鉄回収率は洗浄液のｐＨが３未満では低い
ことが判明した。したがって本発明に従って、ｐＨ３〜
５．５の洗浄液で洗浄すると、ＣａＯ分を実用上十分な
値以下まで低減でき、かつ回収率が高くなる。

また、第２図からも明らかなように、ＭｇＯ分は洗浄後
のｐＨに関係なく　０．３χ程度で一定しており、この
値では製品の品質として満足できない場合がある。

この場合には、第２発明に従って、酸洗廃液をカルシウ
ム塩で中和する際ＱねスラリーのｐＨを６・〜７とする
と、第３図に示すように、カルシウム塩由来のＦＩｇｏ
を実用上十分な０．１％以下まで低減できる。

さらに第１発明にしたがってこの含水酸化鉄をｐＨ３〜
５．５の水溶液で洗浄するとＣａＯも実用上十分な０．
１ｚ以下まで低減できる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに具体的に説明する。

まず、第１図によって、本発明の詳細な説明し、次いで
各要素およびその相互関係を説明する。

第１図において、まず本発明による処理の対象である酸
洗廃液Ｉを反応槽４に薄く。反対槽４にはその上部より
アルカリ剤としてのカルシウム塩２を添加するとともに
、下部より空気又は酸素ガス３を吹き込み十分反応させ
る。このときの反応槽４内のスラリーのｐＨは６〜７に
維持する。このｐＨは９反応槽４の内部で測定する。ま
た、ｐＨの計測には一般的なｐＨセンサーを用いること
ができる。次にこの反応により生成した含水酸化鉄を沈
降・分＾１１槽５に導き、十分沈降させた後、処理水６
は上部より糸外に排出すると共に、得られる含水酸化鉄
スラッジの一部を上記反応槽４に返送し、残部は混合槽
７に遍く。混合槽７には、その上部より駿８を注入し、
混合攪拌して含水酸化鉄を十分酸洗する。

次いで、酸洗後の含水酸化鉄を混合槽７より排出し、こ
れに水９を加えたものを固液分離槽１０に薄く。

固液分離槽１０において、上部より処理水１１を系外に
排出すると共に、下部より製品としての含水酸化鉄１２
を得る。

ところで、本発明においては、製品としての含水酸化鉄
としては、不純物、特にＣａＯが０．１％以下であるこ
とが望まれるため、これを達成するに、含水酸化鉄をｐ
Ｈ３〜５．５の洗浄液で洗浄する。これは、第２図のよ
うに、ｐＨが３以下では含水酸化鉄の再溶解が著しくな
り、酸化鉄の回収率が低下するためと、酸の添加量の増
大に伴なうコストの増大を抑えるためである。ここで回
収率とは〔（洗浄後の含水酸化鉄の乾燥重量）／（洗浄
前の含水酸化鉄の乾燥重量）〕×１００によって定義す
る。他方、ｐＨが５．５を超えるとＣａＯが０．１χを
超えることになり、フェライト用酸化鉄として使用でき
ないからである。この場合、より好ましくはｐ）ｌが４
〜５である。洗浄のために、ＨＣＲ、ＨｇＳＯ４等を適
宜用いることができるが、塩酸が最も効果的である。

一方で、第２図のように、カルシウム塩に元来含まれて
いるＭｇＯは酸洗によって全く低減しない。この原因は
、明確ではないが水溶液中のＭｇの溶解度がＣａの１０
分の１程度で極めて小さいことおよびＭｇは含水酸化鉄
粒子内に存在するためであると考えられる。

そこで、このＭｇＯ分を目標とするＯ、　ＩＸ以下まで
低減するには、反応槽４内のスラリーのｐＨを６〜７に
維持することが望まれる。なお、含水酸化鉄に混入する
４ｇの量は、アルカリ剤、酸洗廃液および用水中のＭｇ
の蛍に無関係で、ρＬ１のみによって決定される。

この場合、第３図のような傾向があり、したがってｐｌ
＋６未満では、第１鉄イオンＦｅ”？５度が急に高くな
り、含水酸化鉄の歩留が低下するばかりでなく、含水酸
化鉄中に第１鉄が混入するため再酸化が必要となる。ま
た、ｐｌ！７を超えると含水酸化鉄中のｆ’１ｇｏが０
．１χを超える。したがって、スラリーのｐＨを６〜７
、好ましくは６．５付近に保って運転することにより、
第１鉄が残留しない条件で、マグネシウム含量が著しく
低い含水酸化鉄を製造できる。

〔実　施　例〕

次に本発明を実施例に基づき説明する。

（実　施　例１）中和法により、鋼材の塩酸酸洗廃液に、アルカリ剤とし
て消石灰を加え、反応槽のｐＨ＝８の条件で含水酸化鉄
を造った。得られた含水酸化鉄におけるＣａはＣａＯ／
ＦｅｚＯ：＋でｌχであった。この含水酸化鉄スラ・７
ジを第１図の混合槽７に入れ、これにｐＨ４の塩酸酸性
液８を添加し、１５分間撹拌混合することにより洗浄を
行った。洗浄後、含水酸化鉄スラッジを混合槽７から排
出し、水９を加え、固液分離槽１０で水洗・固液分離を
行って含水酸化鉄を精製した。この含水酸化鉄中のＣａ
はＣａＯ／ＦｅｚＯ３で０．０８χであった。

従って、Ｃａ０ｆｆｉが０．１″Ａ以下であるから、十
分フェライト用酸化鉄として使用できる。

（比　較　例）実施例１と同じ方法で造った含水酸化鉄スラッジを、第
１図における混合槽７でｐＨ７の水で洗浄後、固液分離
槽１０へ導き、実施例１と同一条件で水洗・固液分離を
行った。その結果、得られた含水酸化鉄中のＣａはＣａ
Ｏ／Ｆｅ２Ｏ，で０．８Ｘであった。

このように、本発明に係る酸洗工程を省くと、ＣａＯの
含有量が０．１χをはるかに超えてしまい、フェライト
用酸化鉄として使用できない。

（実　施　例２）第１図の種循環中和法によって、鋼材の塩酸酸性廃液に
アルカリ剤として消石灰を添加し、反応槽のｐＨ＝７の
条件で含水酸化鉄を造った。この含水酸化鉄中のＣａは
（：ａＱ／Ｆｅ、０３で０．９χであった。

この含水酸化鉄を第１図の混合槽７に辱き、ｐＨ＝５の
塩酸酸性液８で２０分間酸洗を行った後、水９を加えな
がら、固液分離槽１０で３０分間水洗した。脱水乾燥後
の含水酸化鉄中のＣａはＣａＯ／Ｆｅ２Ｏｚで０．０７
％であった。

（実　施　例３）酸洗廃液を公知の方法で５ｉＯｚを除去して、５ｉ０２
／ＦｅｚＯ＝で０．０３χとした液を、第１図の反応槽
４に４き、アルカリ剤として第１表に示す生石灰を用い
反応槽４内のｐＨを６〜７に維持しつつ含水酸化鉄を製
造した。この含水酸化鉄を第１図の混合槽７に入れこれ
にＰＨ４の塩酸酸性液８を添加し、１５分間攪拌混合す
ることにより洗浄を行った。洗浄後含水酸化鉄を混合槽
７から排出し水９を加え固液分離槽１１で水洗固液分離
を行って含水酸化鉄を精製した。この含水酸化鉄を５０
０°Ｃで焼成して得た酸化鉄の分析値を第４表に示す。

なお、第４表には比較例としてスラリーのｐ）（が５．
５と７．５の場合も示した。

第４表第４表により、反応槽ｊ内のスラリーのｐ＋＋を６〜７
に維持しつつ含水酸化鉄を製造すれば、焼成後の酸化鉄
はｌ＝１ｇＯ含量が０．１％以下となり、フェライト用
酸化鉄として使用できる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明においては、不純物である、カルシ
ウム及びマグネシウム含量の著しく低下した高純度の含
水酸化鉄を工業的有利に得ることができ、しかもこの含
水酸化鉄を原料として高品位のフェライト用酸化鉄を製
造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための一具体例としての装置
を示す図、第２図は洗浄液のｐＨと酸化鉄含有不純物量
及び酸化鉄回収率の関係を示す図、第３図はスラリーの
ｐＨとスラリー中の第１鉄（Ｆｅ”　）及び酸化鉄中の
ＭｇＯ含量との関係を示す図である。１・・・塩酸酸洗廃液、２・・・アルカリ剤（カルシウ
ム塩）、３・・・空気又は酸素ガス、４・・・反応槽、
５・・・沈降・分離槽、６・・・処理水、７・・・混合
槽、８・・・酸、９・・・水、１０・・・水洗・固液分
離槽、１工・・・処理水、１２・・・含水酸化鉄（製品
）。第２図漫；を液のＰＩ−１第３図スラリーのＰＨ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１鉄塩を含む酸性廃液を、アルカリ剤としてカ
ルシウム塩を用いる中和法により処理して得られる含水
酸化鉄をｐＨ３〜５．５の水溶液で洗浄することを特徴
とする、高純度含水酸化鉄の製造方法。
（２）第１鉄塩を含む酸性廃液を、アルカリ剤としてカ
ルシウム塩を用いる中和法により処理する際に、ｐＨを
６〜７に維持しながら含水酸化鉄を生成させ次いで得ら
れた含水酸化鉄を、ｐＨが３〜５．５の水溶液で洗浄す
ることを特徴とする、高純度含水酸化鉄の製造方法。