[发明专利]用付产亚铁盐制备高纯磁性磁氧化铁

说明书

本发明属于化工领域内，利用付产亚铁盐湿法生产高导磁率软磁铁氧体用氧化铁的一种工艺。

湿法生产高纯磁性氧化铁，在七十年代后期，有重庆新华化工厂生产的205、206氧化铁。近年来，我国的海安磁性材料厂，常熟铁红厂，启东磁性材料厂都先后用湿法研制了高纯磁性氧化铁。根据调查了解，一般厂家使用的亚铁盐原料，都是利用进口铁皮或08钢与硫酸反应制得的，工艺上采用草酸和硫化钡作为沉淀剂，以除去金属元素杂质，成本高，工艺繁琐，原料来源受到限制，难于扩大再生产，不适应电子工业发展的要求。

本发明针对上述不足，提出了利用付产亚铁盐制备高纯磁性氧化铁的工艺，该工艺达到了既利用了废付产亚铁盐，又治理了环境污染。

本发明是由亚铁盐的溶解、加热、搅拌、净化、冷却静置、过滤、中和氧化、滤洗、烘干和煅烧工序组成，类似一般传统的化工湿法工艺。然而，本发明对亚铁盐溶液的净化除杂、中和氧化、烘干、煅烧工序与背景技术的湿法生产高纯磁性氧化铁有着本质不同。

在净化工序中，本发明不是采用化学沉淀剂，而基于吸附理论和共沉淀原理，加氨水调节亚铁盐溶液的pH，同时通入空气氧化使析出共沉淀物，达到净化的目的。其特定技术条件是：

按铁的重量和去离子水的体积之比为80-95（公斤）∶1（立方米）制备亚铁盐溶液，将亚铁盐溶液升温30-85℃后，在不断搅拌下，加入25-28%的氨水，调节该溶液的PH值为4.0-6.5，利用化学共沉淀原理，在加氨水的同时，以10-50升/分的空气流量通入压缩空气氧化0.5-3小时，氧化后溶液终点的pH值在3.5-5.0之间，使其产生一部分的FeooH，除去亚铁盐溶中可溶性的钛、锰等金属杂质，然后将溶液冷却，静置6-20小时，过滤，除去残渣。净化工序中利用的化学共沉淀原理，其化学反应机理如下：

1、固溶体的形成：α-FeOOH+M⁺²→FeMOOH

2、吸留作用：

Fe⁺³在沉淀时，形成六个O^-2、OH^-1、H₂o配位的八面体，通过八面体顶点聚合成海绵状的聚合物，聚合物中存在各种大小空间，可吸入不同M⁺ⁿ而形成稳定的物质而聚沉。

3、共沉淀物的形成

在中和氧化和煅烧工序中、严格控制工艺技术条件、如反应温度、PH、氧化时间，使其析出一部份球状的α-Fe₃O₄、粒子作为煅烧晶种，在煅烧工序中以促进粒子球化，其工艺技术条件是：

进行中和前，按净化后的亚铁盐溶液与碳酸氢铵溶液等当量数相作用进行化学计量，中和方法根据要求选择酸式碱单流、碱式酸单流、并流法中的一种方法。其中和方法是：

在1立方米的中和槽中，加入滴在滤纸上瞬时无黄褐色班点出现的纯净的亚铁盐溶液450-550升，加热到30-60℃，并不断搅拌，加入饱和碳酸氢铵溶液缓慢地进行中和，饱和碳酸氢铵溶液的用量应比纯净亚铁盐溶液按等当量数相作用进行化学计量多加1-3%，控制中和反应的最终PH值在6.5-7.0的范围内，然后继续搅拌中和后的溶液0.5-2小时，迅速升温至80-90℃，再以30-100升/分的流速在中和加热后的溶液中通入压缩空气15-30分钟，以产生部分球状晶核，促进煅烧时粒子的球化。然后进行过滤，用电阻率20-50万欧的去离子水对沉淀物进行充分洗涤，直至洗涤水及沉淀物中无So^-2₄存在为止。

将洗净后的沉淀物，在110℃-120℃度范围烘干2-3小时，再送入回转窑中煅烧，在600-700℃高温区，煅烧2-3小时，即得带紫红色，流动性好的高纯磁性氧化铁产品。

当采用钢厂酸洗废液为原料时，因其游离酸多，应加入铁皮进行反应，当溶液的PH≤3时，利用上述工艺过程处理，也可直接利用钢厂酸洗废液经重结晶制得的亚铁盐为原料。

图1为付产亚铁盐制备高纯磁性氧化铁工艺流程示意图。图1中，1为溶解、净化，2为过滤，3为中和，氧化，4为滤洗，5为烘干、煅烧，6、为碳酸氢铵溶液，7为压缩空气，8为付产亚铁盐，9为氨水，10为压缩空气。

以钛白付产亚铁盐制备软磁铁氧体用的高纯磁性氧化铁予以详细说明