[发明专利]一种含铁废渣制备高品质氧化铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铁制备的方法，含铁废渣制备高品质氧化铁，系无机粉体材料制备技术领域。

背景技术

氧化铁化学性质稳定，无毒无味，耐高温，抗紫外线，及具有抗粉化性、防锈性、耐碱性、耐盐雾性、耐候性等优良性能，可用作涂料、颜料、釉料及磁材等。

水热法制备高品质氧化铁主要以绿矾为原料在强碱介质下水热反应制备得到氧化铁，现有专利技术有EP0416648、US4289746、GB1333788、US3987156、US4233283及CN100390072C，其缺点是：以绿矾为原料，需消耗大量的氧化剂氧化Fe²⁺，原料处理成本高；以NaOH为沉淀剂，生产成本高，过量NaOH溶液需提纯后才能循环利用。

本发明以氨水为沉淀剂，经过加热处理后过滤，再加入氢氧化钠，不仅可以减低氢氧化钠用量，滤液中硫酸铵可得到回收，而且可得到高品质氧化铁。

发明内容

针对上述各方法的缺陷，本发明旨在利用含三价铁废渣为原料，提供一种水热法制备成本低、工艺简单、高品质氧化铁的方法。

含三价铁废渣与硫酸反应得到的含铁酸浸液，加氧化剂氧化酸浸液中Fe²⁺后与氨水中和反应使Fe³⁺完全沉淀，反应得到的Fe(OH)₃胶体加热过滤洗涤后，滤饼分散在NaOH溶液中，加入晶体助长剂，经水热法制备高品质氧化铁。滤液经蒸发结晶得到硫酸铵或经吹脱制备氨水。该发明使得含铁废渣得到利用，具有环境效益和经济效益；沉淀剂氨水以硫酸铵或氨水形式回收利用。

本发明专利含铁废渣制备高品质氧化铁，具体步骤如下：

A、将含三价铁渣与30～60％的硫酸在低于150℃条件下反应制得含铁酸浸液；将含铁的酸浸液加氧化剂氧化酸浸液中少量Fe²⁺后与氨水反应使酸浸液中Fe³⁺完全沉淀，加热所得Fe(OH)₃胶体溶液并趁热过滤洗涤得到滤饼和滤液。滤饼分散在NaOH溶液中，加入晶体助长剂，反应温度为120～360℃，反应时间≤48h，在高压釜中反应后过滤，经洗涤、干燥得到氧化铁。

B、所述氧化剂为双氧水、硝酸或臭氧。

C、滤饼分散在浓度≤15mol/L的NaOH溶液中。

D、所述晶体助长剂为尿素、氧化铁、三氧化二硼、硼砂、硼酸或硼酸盐，或它们中两种及两种以上的混合物。

E、氨水沉淀后滤液回收硫酸铵或经吹脱制备氨水；

本发明的优点为：

(1)该技术所得氧化铁产品为高品质氧化铁，纯度大于98％以上，粒度分布均匀，颜色从紫红色到钢灰色，具有极好的着色力、遮盖力、屏蔽性、分散性，以及耐光、耐候、耐热等特性，该产品用途广泛，可用作涂料、颜料、釉料及磁材等；

(2)利用了含三价铁废渣制备高品质氧化铁，使资源得到利用，具有环境效益和经济效益；

(3)利用含三价铁废渣所得含铁的酸浸液工艺简单、原料处理成本低，降低了生产成本；

(4)以氨水为沉淀剂，过滤后的滤液经蒸发结晶得到副产品硫酸铵，或投加石灰乳液后经吹脱法回收氨，使氨回收循环利用。

实施方式

实施例1：

取硫铁矿烧渣3000g，其中烧渣含Fe₂O₃：74.41％，FeO：8.94％。在10L的三颈瓶中加入50％的硫酸5300mL，启动搅拌，缓慢加入上述烧渣。控制反应温度为115℃，反应4小时后，加适量水，趁热过滤所得到含铁酸浸液，酸浸液中Fe³⁺为132.46g/L、Fe²⁺为31.28g/L。

取170.5mL上述含铁酸浸液加入0.5L高压釜中，向溶液中加6mL30％的H₂O₂使酸浸液中Fe²⁺完全氧化后加水稀释至0.2L，随后加入氨水使Fe³⁺完全沉淀得到Fe(OH)₃胶体，将胶体物加热到100℃后过滤、洗涤，滤饼分散在7mol/L的NaOH溶液中，加水稀释至400mL，加热升温至200℃下保温0.5h，冷却后过滤、洗涤、干燥得到氧化铁。水热法所得氧化铁质量为39g，产率为97.5％，Fe₂O₃含量为98.5％，其平均粒径约为2μm。

实施例2：