[发明专利]纳米级氧化铁的生产工艺

说明书

本发明公开了纳米级氧化铁的生产工艺，属于纳米氧化铁生产领域，纳米级氧化铁的生产工艺，利用工业生产的废水为原料制备纳米级氧化铁，省去污水处理的成本，节约工厂的运行成本，在制备纳米级氧化铁的过程中，利用同时工业废品的碱性废渣作为调节原料，进一步节约工厂运行的成本，在利用湿法沉淀进行纳米氧化铁生产的过程中，将作为沉淀剂的氨水注入反应混合液之前在防堵保护罩的滤网以及扰流器的作用下产生大量气泡，这些气泡在爆炸瞬间会释放大量能量，促进沉淀反应的进行，同时爆炸产生的能量也会抑制氧化铁颗粒胚芽的过量富集，使沉淀过程不易产生个别尺寸巨大的氧化铁颗粒，不易对纳米级氧化铁的制备产生影响。

技术领域

本发明涉及纳米氧化铁生产领域，更具体地说，涉及纳米级氧化铁的生产工艺。

背景技术

纳米氧化铁是一种多功能材料。当氧化铁颗粒尺寸小到纳米级（1～100nm）时，其表面原子数、比表面积和表面能等均随着粒径的减小而急剧增加，从而表现出小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点，具有良好的光学性质、磁性、催化性能等，纳米氧化铁的制备方法可分为湿法和干法。湿法主要包括水热法、强迫水解法、凝胶—溶胶法、胶体化学法、微乳液法和化学沉淀法等。干法主要包括：火焰热分解、气相沉积、低温等离子化学气相沉积法（PCVD）、固相法和激光热分解法等。

在生产与铁制品有关的工厂内极易产生大量富含铁离子的工业废水，通常这些工业废水需要进过污水处理后，到达排放标准后才可以排放到环境中，而污水处理会使工厂负担起较大的生产成本，因此，有些工厂开始利用这些工业废水生产还原铁粉等附属产品，合理利用工业废水资源的同时，减轻工厂的生产负担。

在众多的工业废水利用手段，有一种湿法冶炼纳米氧化铁的工艺：将质量比氯化亚铁水溶液、洁净的铁片和铁黄晶种投入到反应釜中，进行保温，再向釜中添加沉淀剂，进行持续性搅拌，在反应体系pH值在4-5之间时，停止反应，之后通过压滤、干燥、粉碎和滚筒式程序升温煅烧，即可得到纳米氧化铁。

上述方法反应条件较为简单，生产成本较低，但是在氧化铁沉淀的过程中，氧化铁颗粒会出现富集现象，且富集的程度不一，难以形成相同尺寸和规格的氧化铁颗粒群，因此为了生产具有实用性的纳米氧化铁，需要对沉淀生成的氧化铁颗粒进行较为复杂的整形工序，大幅增加了废水处理成本。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供纳米级氧化铁的生产工艺，它可以实现在纳米氧化铁沉淀生产的过程中，减小个别纳米氧化铁野蛮富集的现象，使沉淀生成的纳米氧化铁颗粒尺寸和规格大致相同，减小后续整形工序的成本，大幅减小废水处理的成本，增加工厂的生产效应。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

纳米级氧化铁的生产工艺，纳米级氧化铁的生产工艺，其主要步骤为：

S1、废液PH调节，将废液输送到废液调节池内，向废液调节池内掺入适量的工业碱性废渣，如炉碳渣等，调节废液的PH至中性，将废液进行过滤，获得初滤液，方便后续的干扰离子去除；

S2、干扰离子去除，向S1废液PH调节获得初滤液利用纸层析法将滤液中的铁离子和铜离子分离，获得含铁离子滤液，由于铁铜化学性质相近，且同样是工业废水中的主要为铜铁离子，需要对铜铁离子进行分离，防止铜离子污染后续的纳米氧化铁；

S3、目标物提纯，向S2干扰离子去除中获得的含铁离子滤液中加入足量的稀盐酸，调节含铁离子滤液的PH到2-3，使铁离子充分氧化，将部分二价亚铁离子转化为三价铁离子，再对含铁离子滤液进行压滤，获得固态的含铁化合物；