[发明专利]一种以铜镍渣制备氧化铁红的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以铜镍渣制备氧化铁红的方法，属于矿物资源回收利用的技术领域。

背景技术

铜镍渣是一种提取含铜废后的工业废渣，铜镍渣的主要组分如铁橄榄石、磁铁矿、铜锍和镍钴等。我国化工等行业每年都有大量的铜镍渣产生，占用大面积土地，且污染环境。近年来随着人们环保意识的增强，国内外关于废物处理和再生利用的各项法规逐步实施，对废物的处理要求也越来越高。一种非常有效的方法是将铜镍渣集中起来，提炼出其中的铁及其他有用元素，充分利用这些废渣生产高稳定性的铁红，采用循环经济的理念，综合利用铜镍渣，变废为宝，化害为利，是可持续发展的必由之路。

铁红是工业中使用的一种重要的化工颜料或磁选材料。目前生产氧化铁红的方法有干法和湿法两大类，干法有绿矾煅烧法、铁黄、铁黑煅烧法等，湿法有硫酸盐、硝酸盐湿法和混酸法、加氨法等。其原料为铁磷、轧钢酸洗废液、以及钛白粉生产形成的硫酸亚铁等。这类方法，工艺繁长，成本高，并且需要大量的酸液或者碱液进行溶解、析出、清理等处理，不可避免的对环境造成危害。

传统的氧化铁红制备方法为，将铁皮溶于硫酸，调节pH值至碱性得到铁的氢氧化物沉淀，对所得沉淀进行干燥、焙烧得到氧化铁红，该方法成本较高；中国发明专利CN1108618A“含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法”中公开了类似的氧化铁红制备方法，该方法使用后的废酸及硫化物排到外界环境中，造成了严重的环境污染。中国发明专利公开号CN1434078中，以三价铁盐为原料，添加可溶性碱，经过搅拌、加热等工序生产纳米氧化铁红，其生产过程中要经过洗涤工序，所得酸洗废液无回收利用价值，容易直接排放后造成二次污染；中国发明专利公开号CN87103373中，以硫酸酸洗废液生产铁红和硫酸铵，其中，要经过700～800℃高温焙烧，才能将硫酸亚铁变成氧化铁红，焙烧温度高，时间长和能耗高。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种利用铜镍渣废渣低成本生产高纯氧化铁红的方法，该方法能耗小，环保，铜镍渣中铁回收率高，满足工业化生产。

本发明提供了一种以铜镍渣制备氧化铁红的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将铜镍渣研磨成矿粉后，与无机酸混合，维持温度为40～70℃，无机酸的质量百分比浓度为30～80%的条件下，浸出30～90min，得到酸浸出浆液；在所得酸浸出浆液中加入水将无机酸的质量百分比浓度调节到5～25%，进一步在20～60℃的温度条件下，浸出45～95min后，固液分离，得到浸出渣和浸出液；

所述的铜镍渣主要包括以下组分：Cu>0.15wt%,Ni>0.05wt%，SiO₂<50wt%，Fe>20wt%；

所述的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸中一种或几种；

步骤2：在步骤1所得浸出液中加入氧化剂将浸出液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺后，调节pH为0.5～4；

步骤3：经步骤2处理后的浸出液采用含萃取剂的有机相进行多级逆流萃取，萃取所得负载有机相用稀酸洗涤后，采用反萃剂进行多级逆流反萃取，反萃取液即为Fe³⁺水溶液；所述的含萃取剂的有机相由5～35wt%的N235、含量不高于20wt%的TBP和45～95wt%的煤油或磺化煤油组成；所述的反萃剂为氢离子浓度为0.05～1mol/L的酸溶液；

步骤4：步骤3所得的Fe³⁺水溶液通过氨碱法制成氢氧化铁胶体；

步骤5：将步骤4所得的氢氧化铁胶体在110～200℃煅烧，直到氢氧化铁胶体全部生成氧化铁。

所述的铜镍渣根据选择的铜镍渣不同可能包含有少量或微量的钴。

优选的方法，在所得酸浸出浆液中加入水将无机酸的质量百分比浓度调节到5～20%。

所述的无机酸用量为铜镍渣中铁的理论摩尔用量的0.5～1.8倍。

优选的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸中一种或几种。

所述的氨碱法制备氢氧化铁胶体的过程是：将Fe³⁺水溶液的pH调节到5以上，加热到30～90℃进行反应直到无沉淀产生。

所述的反萃取剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸溶液中的至少一种。

所述的方法中调节pH时采用浓硫酸、浓盐酸、磷酸、硝酸、氢氟酸中的一种或几种，或者采用氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾中的一种或几种进行微调。