[发明专利]一种用钢铁酸洗废液制备纳米四氧化三铁颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁酸洗废液的治理，特别涉及一种用钢铁酸洗废液制备纳米Fe₃O₄颗粒的方法。

背景技术

钢铁酸洗废液的污染是环境保护和资源再利用的严重问题之一。钢铁加工过程中使用采用盐酸或硫酸进行酸洗，以去除表面的铁锈及杂质，这样产生大量的含铁废酸液，如果直接排放，将严重威胁当地的生态环境。对钢铁进行资源化综合处理，是“节能减排”和“循环经济”可持续发展战略的必然要求和目标，是发展钢铁行业必须要解决的问题。

Fe₃O₄是由Fe²⁺、Fe³⁺、O^2-通过离子键组成的复杂离子晶体，属立方晶系，反式尖晶石结构，由于其具有独特的物理化学性质已经引起许多研究人员的关注，纳米Fe₃O₄颗粒具有较高的导电性和强磁性等使其在作为磁流体的基本材料、磁记录材料、催化剂原料、微波吸收材料和磁性颜料等方面显示出许多特殊的功能，且具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是解决目前国内钢铁酸洗废液排放的难题，提供一种用钢铁酸洗废液制备纳米Fe₃O₄颗粒的方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种用钢铁酸洗废液制备纳米Fe₃O₄颗粒的方法，包括以下步骤:

(1)在钢铁酸洗废液中加入铁屑放置1-3天，过滤；所述铁屑与钢铁酸洗废液的质量比为(0.5-5):100；

(2)将滤液加热至50-80℃，在搅拌下，加碱使pH＝2.5-4，再加入絮凝剂聚丙烯酰胺使浓度为0.3-0.6g/L，搅拌20-60min,过滤；

(3)将步骤(2)得到的滤液加入到容器中，通入氮气，在10-40℃的温度下加入碱调节pH＝8-11，得墨绿色粘稠物质，搅拌20-50min；在10-40℃、在搅拌的条件下，加入H₂O₂，当墨绿色溶液逐渐变为黑色溶液，测定Fe³⁺/Fe²⁺的摩尔比为1.6-2.3范围内时停止搅拌；过滤、用蒸馏水洗涤滤饼，烘干、研磨，得到纳米Fe₃O₄颗粒。

优选的：步骤(3)pH＝8-9。

所述碱为NaOH、KOH或NH₃·H₂O。

Fe³⁺/Fe²⁺的摩尔比优选1.8-2.0。

本发明的优点：

本发明既可以对钢铁酸洗废液进行处理，又可以获得低矫顽力的纳米Fe₃O₄颗粒。本方法可以解决钢铁酸洗废液的污染问题，并且反应时间短，能耗低，操作比较简单。

附图说明

图1是实施例1获得的Fe₃O₄的XRD图谱。

图2是实施例1获得的Fe₃O₄的粒径图谱。

图3是实施例1获得的Fe₃O₄的VSM图谱。

图4是实施例2获得的Fe₃O₄的VSM图谱。

图5是实施例3获得的Fe₃O₄的VSM图谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制。

实施例1

一种用钢铁酸洗废液制备纳米Fe₃O₄颗粒的方法，包括以下步骤：

(1)在钢铁酸洗废液中加入铁屑放置1天，过滤；铁屑与钢铁酸洗废液的质量比为0.5:100；

(2)将滤液加热至50℃，在搅拌下，加NH₃·H₂O使pH＝2.5，再加入絮凝剂聚丙烯酰胺使浓度为0.4g/L，搅拌60min,过滤；