RO131633A2 - Procedeu de obţinere a oxizilor de fier cu proprietăţi magnetice, din apele acide de mină - Google Patents

Procedeu de obţinere a oxizilor de fier cu proprietăţi magnetice, din apele acide de mină Download PDF

Info

Publication number
RO131633A2
RO131633A2 ROA201500481A RO201500481A RO131633A2 RO 131633 A2 RO131633 A2 RO 131633A2 RO A201500481 A ROA201500481 A RO A201500481A RO 201500481 A RO201500481 A RO 201500481A RO 131633 A2 RO131633 A2 RO 131633A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
iron
magnetic properties
iron oxides
solution
oxides
Prior art date
Application number
ROA201500481A
Other languages
English (en)
Other versions
RO131633B1 (ro
RO131633A8 (ro
Inventor
Teodor Velea
Eleonora-Luminiţa Mara
Alexandra-Georgiana Moise
Ioana-Andreea Grădinaru
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare - Imnr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare - Imnr filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare - Imnr
Priority to ROA201500481A priority Critical patent/RO131633B1/ro
Publication of RO131633A2 publication Critical patent/RO131633A2/ro
Publication of RO131633A8 publication Critical patent/RO131633A8/ro
Publication of RO131633B1 publication Critical patent/RO131633B1/ro

Links

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a oxizilor de fier cu proprietăţi magnetice, din apele acide de mină, utilizaţi ca adsorbanţi în domeniul epurării apelor reziduale cu conţinut de metale grele. Procedeul conform invenţiei constă în separarea selectivă a cuprului, prin cementare cu pulbere de fier, şi a aluminiului prin precipitare hidrolitică laH=5...5,5, oxidarea parţială a Fela Fe, din soluţia limpede, şi precipitarea hidrolitică a fierului laH=9...9,5, sub formă de oxizi, precipitatul fiind uscat în câmp de microunde, din care rezultă oxizi de fier cu granulaţia de 24 nm, cu proprietăţi magnetice.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a oxizilor de fier cu proprietăți magnetice (magherniță yFe2O3 și magnetită Fe3O4) din apele acide de mină rezultate în exploatările miniere de metale neferoase și sunt destinați utilizării ca absorbanți în domeniul purificării avansate a apelor reziduale cu conținut de metale grele din industria metalurgică și minerit.
Este cunoscut procedeul de obținere a oxizilor de fier din apele de mină care constă în neutralizarea cu Ca(OH)2 la pH=3,8 când precipită A1(OH)3, apoi neutralizarea cu NaOH la pH>9 când precipită Fe(OH)2 urmată de oxidarea parțială și calcinări la temperaturi de 100700°C [1,2,3].
Procedeul prezintă dezavantajul că nu poate fi aplicat în cazul apelor acide cu conținut de cupru și fier trivalent.
De asemenea este cunoscut procedeul de obținere a oxizilor de fier din apele de mină cu concentrații de Fe între 50-1000 mg/l prin depunere electrochimică la o densitate de curent de 0,04-0,12 mA/cm2 și pH= 4-7,5 [4],
Procedeul prezintă dezavantajul de a necesita o instalație costisitoare.
Se mai cunosc procedeele de obținere a oxizilor de fier Fe3C>4 și yFe2O3 care constă în: -coprecipitarea din soluții clorhidrice sau sulfurice (amestec de ioni Fe și Fe la un raport molar 2:1 de exemplu FeCl3 și FeCl2 ;Fe2(SC>4)3 și FeSO4) prin neutralizare cu soluții concentrate bazice (NH4OH, NaOH, KOH) la temperatura camerei sau la temperaturi ridicate de 70-100 °C [5,6,7];
- tratarea deșeurilor de fier cu azotat de amoniu în soluție apoasă clorhidrică sau sulfurică la temperaturi cuprinse între 80-100°C timp de 2-6 h, urmată de răcirea soluției cu obținerea de magnetită [8,9];
-tratarea deșeurilor de fier cu soluții concentrate de HCI și H2SO4, reducerea ionilor de fier cu sulfit de sodiu, urmată de precipitarea cu NH4OH [10];
2.
Ο 15 - - Ο Ο 4 9 1 Ο β -07- 2015
-tratarea hidrotermală a Fe(OH)3 în soluție apoasă, în atmosferă de azot, în prezența unui reducător (hidrazină) la temperaturi ridicate 160-200 °C, timp de 1-2 h [11];
-solubilizarea la temperaturi ridicate sub agitare a clorurii de fier în amestec cu uree, răcirea la temperatura ambiantă când are loc precipitarea și calcinarea la temperaturi de peste 650°C [12].
Procedeele menționate prezintă unele inconveniente cum ar fi:
-utilizarea reactivilor chimici puri, relativ scumpi;
-consumuri mari de energie la procesele de calcinare;
-necesită utilaje construite din materiale rezistente la acțiunea corozivă a unor agenți chimici cum ar fi acidul clorhidric.
Obiectivul invenției este acela de a promova un procedeu de obținere a oxizilor de fier cu proprietăți magnetice (yFe2O3 și FesCL) din apele de mină care să asigure următoarele deziderente:
-apele de mină sursă inepuizabilă ca materie primă;
-poate fi aplicat la orice tip de apă acidă de mină care conține ioni de Fe (Fe2+ și Fe3+), Cu, Al, Zn, Mg, SO42'.
-este economic pentru că utilizează reactivi chimici uzuali cum ar fi CaCC>3 NaOH sau KOH și pulbere (șpan) de fier.
-oxizii de fier yFe2O3 și Fe3O4 obținuți cu granulație nanometrică pot fi utilizați ca adsorbenți la purificarea avansată a apelor acide de mină sau a apelor reziduale cu conținut de metale grele din industria metalurgică;
-permite extracția selectivă a cuprului și aluminiului din apele de mină sub formă de produse cu valoare economică ridicată.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în elaborarea unui procedeu (flux tehnologic) care să permită obținerea oxizilor de fier cu proprietăți magnetice din apele acide de mină utilizați ca adsorbanți pentru purificări de ape reziduale cu conținut de metale grele, cu generare de produse intermediare (cement de cupru, hidroxid de aluminiu), valorificabile.
Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate mai sus prin aceea că se îndepărtează cuprul din apa de mină prin cementarea cu pulbere de fier adăugată în exces la pH=l-2, la temperatura de min. 30°C, timp de 1-10 h; apoi precipitarea hidrolitică a aluminiului din soluția limpede cu carbonat de calciu la pH=5-5,5 , temperatura de min. 30°C, timp de 2 h, _ O-L _ O 1 O ι ι urmat de oxidarea Fe din soluția limpede la Fe la un raport molar de Fe / Fe =0,5-0,65, prin
1 5 - - 0 0 4 81Ο 8 -07- 2015 adaugarea de apă oxigenată (perhidrol), la temperatura min. 5O°C, pH-ul soluției mai mic de 2, timp de 2-4 h. Soluția limpede este tratată în continuare cu soluții alcaline (KOH, NaCl,
NH4OH), temperatura min. 30°C, timp de 1-4 h,la pH=9-9,5 când are loc precipitarea fierului sub formă de oxizi; uscarea acestora în câmp de microunde la temperatura de 95-110°C, timp de 20 min cu obținerea unui amestec de oxizi yFe2O3 și Fe3O4 cu proprietăți magnetice.
Invenția este prezentată cu referire la fig. nr. 1 care reprezintă fluxul tehnologic al procedeului.
Procedeul de obținere a oxizilor de fier cu proprietăți magnetice (magherniță yFe2O3 și magnetită Fe3O4) din apele acide de mină rezultate în urma exploatărilor miniere de metale neferoase conform invenției cuprinde următoarele faze:
1. Cementarea cuprului din soluție cu pulbere de fier, cu obținerea unui cement bogat în cupru.
2. Precipitarea aluminiului; soluția limpede de la operația 1. este tratată cu carbonat de calciu sau hidroxid de potasiu când are loc precipitarea hidrolitică a aluminiului (hidroxid de aluminiu impurificat cu gips), obținându-se o soluție cu conținut de Fe2+.
3. Oxidarea Fe la Fe ; soluția limpede de la operația 2. este acidulată și apoi tratată cu perhidrol (apă oxigenată H2O2), când are loc oxidarea parțială (la un raport bine stabilit) a Fe2+ la Fe3+.
4. Precipitarea fierului; soluția de la operația 3. este tratată cu soluție alcalină (KOH, NaCl, NH4OH) când are loc precipitarea fierului sub formă de oxizi.
5. Uscarea precipitatului; oxizii de fier de la operația 4. sunt uscați în câmp de microunde când se obțin oxizii de fier cu proprietăți magnetice (magherniță yFe2O3 și magnetită Fe3O4).
Din proces rezultă subproduse valorificabile cum ar fi cement de cupru (operația 1.) și precipitat de aluminiu (operația 2.). Oxizii de fier cu proprietăți magnetice utilizați ca adsorbenți la precipitarea avansată a apelor reziduale cu conținut de metale grele din industria de metale neferoase (metalurgie, minerit).
Se dau în continuare doua exemple de realizare a invenției conform fluxului tehnologic prezentat în fig. nr. 1.
3)/ <ν 2 Ο 15 - - 0 0 4 8 10 8 -07-
Exemplu 1.
2000 ml apă acidă de mină cu pH=2,34, care conține 0,46 g/l Cu; 2,68 g/l Al; 2,48 g/l Fe ; 0,58 g/l Fe și 1,06 g/l Mg. Se amestecă sub agitare cu 7 ml H2SO4 COnc. și 12 g Fe pulbere la temperatura de 30 °C, timp de 3 h, după care amestecul se filtrează rezultând 2000 ml soluție cu pH=2,5 și 4,4g cement de cupru. Soluția limpede care conține Al, Fe, și Mg se tratează sub agitare cu 360 ml suspensie CaCCb 10%, la temperatura de 30°C, timp de 1 h la pH=5. După filtrare rezultă circa 74 g precipitat de aluminiu și 2300 ml soluția cu circa 5,57 g/l Fe . In continuare, soluția este acidulată cu 20 ml H2SO4 Conc. și amestecată sub agitare cu 40 ml perhidrol, cu insuflare de aer la temperatura de 75 °C timp de 3h, când are loc oxidarea Fe2+ la Fe la un raport molar de Fe Fe =0,5. Soluția în continuare este amestecată sub agitare cu soluție alcalină 5M KOH, la temperatură de 30 °C timp de lh până la pH=9,5 când precipită fierul sub formă de oxizi. După filtrare, precipitatul se usucă în câmp de microunde la temperatura de 95°C, timp de 20 min, rezultând circa 15 g de pulbere fină neagră de oxizi de fier (65% yFe2O3, 35% Fe3O4) cu proprietăți magnetice.
Exemplul 2.
2000 ml apă acidă de mină se amestecă sub agitare cu 7 ml H2SO4 conc. și 10g Fe pulbere la temperatura de 30 °C timp de lh și sedimentare lOh; după care amestecul se filtrează rezultând
3,8 g cement de cupru.
Soluția limpede cu pH=l,73 se tratează sub agitare cu 120 ml soluție de 5 M KOH; la temperatura de 30 °C, timp de lh la pH=5. După filtrare soluția limpede cu cca 4,28 g/l Fe2+ este acidulată cu H2SO4 conc. și amestecată cu 40 ml perhidrol cu insuflare de aer, la temperatura de 75°C timp de 3h. Soluția oxidată în continuare este amestecată sub agitare cu soluția amoniacală 5M până la pH=9, la temperatura de 30°C, timp de lh. După filtrare precipitatul se usucă în câmp de microunde, la temperatura de 95°C, timp de lh, rezultând cca. llg pulbere fină de oxizi de fier magnetici cu granulație sub 24 nm.

Claims (1)

  1. REVENDICARE
    Procedeu de obținere a oxizilor de fier cu proprietăți magnetice (magherniță yFe2O3 și magnetită FegCA) din apele acide de mină rezultate la exploatările miniere de metale neferoase și care constă în îndepărtarea cuprului prin cementare cu pulbere de fier sau șpan de fier adăugat în exces la pH=l-2 la temperatura de 30-60 °C, timp de l-10h, apoi precipitarea hidrolitică a aluminiului din soluția limpede cu agenți alcalini (CaCCL, KOH, NaOH, NH4OH), la pH=5-5,5, la temperatura min. de 30 °C, timp de l-3h, urmată de oxidarea Fe2+ din soluția limpede la Fe3+ la un raport molar de Fe3+/Fe2+=0,5-0,65 prin adăugare de oxidanți (H2O2, NaNO2, Fe6+, O2, O3, aer) la temperatura 50-125 °C, pH-ul soluției 1-2, timp de 2-4h și tratarea în continuare a acesteia cu soluții alcaline 3-5M (CaOH, NaOH, NH4OH) la temperatura min. 30 °C timp de l-4h la un pH=9-9,5 cu obținerea unui precipitat fin negru cu dimensiuni nanometrice de oxizi de fier care se usucă în câmp de microunde la temperatura 90-105 °C, timp de min. 20 min.
ROA201500481A 2015-07-08 2015-07-08 Procedeu de recuperare a fierului din apele acide de mină, sub formă de oxizi de fier RO131633B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201500481A RO131633B1 (ro) 2015-07-08 2015-07-08 Procedeu de recuperare a fierului din apele acide de mină, sub formă de oxizi de fier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201500481A RO131633B1 (ro) 2015-07-08 2015-07-08 Procedeu de recuperare a fierului din apele acide de mină, sub formă de oxizi de fier

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RO131633A2 true RO131633A2 (ro) 2017-01-30
RO131633A8 RO131633A8 (ro) 2018-01-30
RO131633B1 RO131633B1 (ro) 2018-06-29

Family

ID=57860057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201500481A RO131633B1 (ro) 2015-07-08 2015-07-08 Procedeu de recuperare a fierului din apele acide de mină, sub formă de oxizi de fier

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO131633B1 (ro)

Also Published As

Publication number Publication date
RO131633B1 (ro) 2018-06-29
RO131633A8 (ro) 2018-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105452497B (zh) 从复杂基材综合回收金属
CN106119565B (zh) 一种从锰银矿中浸出锰和银生产硫酸锰和银的方法
CN101125682A (zh) 利用含砷废水制备三氧化二砷的方法
CA2948401C (en) System and process for selective rare earth extraction with sulfur recovery
CN108483690B (zh) 一种处理高砷废水的方法
CN109850952B (zh) 一种含重金属离子水溶液中铁离子的高纯分离方法
CA2667033A1 (en) Recovering metal values from a metalliferrous material
CA2667029A1 (en) Recovering metal values from leach residue
CN110090548A (zh) 一种铜渣尾矿协同锌冶炼除尘灰湿法脱硫并回收硫酸锌的方法
Kunda et al. Decomposition of jarosite
CN110512095B (zh) 一种从钨冶金磷砷渣中提取和稳定砷的方法
CN106430118B (zh) 一种从含碲溶液中分离富集碲的方法
RO131633A2 (ro) Procedeu de obţinere a oxizilor de fier cu proprietăţi magnetice, din apele acide de mină
RU2535254C1 (ru) Способ комплексной переработки серпентин-хромитового рудного сырья
FI124262B (fi) Menetelmä metallien talteenottamiseksi
Sahu et al. Extraction of copper by leaching of electrostatic precipitator dust and two step removal of arsenic from the leach liquor
Wang et al. A cleaner and efficient extraction of Mn from low-grade Mn carbonate ores by ball milling-enhanced Fe2 (SO4) 3 leaching: acid consumption reduction
JPS61533A (ja) サマリウムの回収方法
CN109095576B (zh) 一种水热还原矿化协同固砷的方法
Cao et al. Separation and recovery of iron and arsenic from acid leaching wastewater by valence state transformation
Kumas et al. Effect of heating on structure and leaching characteristics of a zinc carbonate ore
Wang et al. The synthesis of calcium arsenate@ iron arsenate coating materials and their application for arsenic-containing wastewater treatment
Wa et al. Leaching of Cu from malachite using Fe 2 (SO 4) 3 solution as the leaching agent.
RU2592596C2 (ru) Способ очистки растворов от селена и мышьяка
JPS58187192A (ja) 鉄酸化バクテリアを使用する弁柄原料の製造方法