[发明专利]降低铁氧化物中残留氯化物的方法

说明书

本发明涉及一种降低铁氧化物中，尤其是再生铁氧化物中残留氯化物含量的方法。

过去20年中，由钢酸洗产生的盐酸废液中制造的再生铁氧化物(RIO)已被确认为是制取含铁氧化物的产品如高品质铁酸盐的重要原料来源。

利用钢酸洗产生的盐酸废液中制造的再生铁氧化物有一个缺点，这就是氧化铁中不可避免的含有氯化物，通常100克再生铁氧化物中含有氯化物的克数按百分数计达0.1-0.5％。再生铁氧化物中氯离子的存在不仅腐蚀生产铁酸盐的设备，也有损铁酸盐的产品质量。

用经济的办法降低再生的铁氧化物中的氯化物含量，使氧化铁的质量无大的改变，这是能使再生铁氧化物作为商业有用原料的一个关键问题。

1934年7月24日授权转让给K.A.Ferkel的专利US-A-1,967,235中提出了一种生产金属氧化物的方法，它是先将金属氯化物与水蒸汽接触形成水合氧化物，然后将它焙烧去除水合氧化物中的水份，从而生成金属氧化物但未提及任何降低再生铁氧化物中氯化物含量的方法。

转让给TDK电子公司的日本专利申请47-39477提出把含2.5％氯化物的β-FeOOH在450℃加热形成α-铁氧化物，也未提及从含氯化物的铁氧化物中除去氯化物杂质的方法。

Suganuma等在第四次铁酸盐国际学术会议，陶瓷学进展，1986，第15卷，81-85页报告了一种通过将空气中的氧化铁与加入的二氧化硫和/或湿气加热以除去赤铁矿粉中氯离子的方法。然而硫氧化物是一种有毒气体，有损人体健康与环境保护。

因此，仍然需要提出一种不显著影响铁氧化物质量、以低成本降低再生铁氧化物(RIO)中氯化物含量的方法。

本发明涉及一种从含氯化物的铁氧化物中除去氯化物的方法，它包括下列步骤：

(a)将含氯化物的铁氧化物和含结晶水的水合金属化合物混合，后者可在50℃到1400℃分解释出结晶水；

(b)将混合物加热到一定温度，该温度位于水合金属化合物分解温度到水合金属化合物分解温度以上800℃之间，加热的时间为：

(i)足以释出水合金属化合物中至少部分的结晶水，和

(ii)足以有助于使所述含氯化物的铁氧化物中氯化物含量减低10％到99.9％(重量)；

因此本发明涉及一种降低铁氧化物、尤其是钢酸洗的盐酸废液产生的再生铁氧化物(RIO)中残留氯化物含量的方法，该方法通过用含结晶水的金属化合物和铁氧化物的后合成处理，接着加热该混合物到某一温度，在该温度下足以释放出至少部分水合金属化合物中的结晶水，从而使铁氧化物中残留氯化物易于除去。特别是本发明涉及一种在升温条件下用加热的黄色铁氧化物处理(含氯化物的)氧化铁以降低其中残留氯化物含量的方法，这种纯化的再生铁氧化物特别适用于制取高品质的铁酸盐。

本发明待处理的铁氧化物可广泛地从含痕量或大量氯化物的矿物或合成的铁氧化物中选取。从钢屑、钢除氧化皮的废液或作为工业废品的铁氯化物中得到铁氧化物的各种方法在专利US-A-4,935,219中已有叙述。从某些这类方法中得到的铁氧化物将不可避免地含有残留的氯化物，这些氯化物来自制取铁氧化物使用的含氯化物试剂或原料。

作为一种优选的实施方案，本发明使用的铁氧化物是从钢酸洗的盐酸废液中制取的再生铁氧化物(RIO)。在再生铁氧化物制取的过程中，盐酸浸渍废液喷到焙烧炉中，其中废液中的水和游离HCl快速排出，而FeCl₂水解产生铁氧化物和氯化氢。再生铁氧化物中含有氯化物，按再生铁氧化物的重量计，氯化物含量通常在800到20,000ppm，特别是在800到5,000ppm，更尤其是在800到2,000ppm。

适宜于处理本发明中铁氧化物的金属化合物可在广泛的范围内选取任一种工业用的或试剂级的含有结晶水的金属化合物，这些金属化合物加热时可释出结晶水，从而有利于降低铁氧化物中残留的氯化物。

一种金属化合物能否适用于处理含氯化物的铁氧化物，可首先通过找到它的分解温度来确定。这里所述的分解温度是金属化合物释出它的结晶水或水合水的温度。用于找到金属化合物的分解温度的说明性非限定实例包括：(i)查阅化学词典或手册如Chemical Rubber Company公司出版的化学与物理手册(CRC手册)或(ii)通过实验测定金属化合物分解释出结晶水的温度。