利用工业酸洗FeSO_4废液制取高纯氧化铁_邹月飞

226,化工环保295,年第9卷锣利用工业酸洗Fes04废液制取高纯氧化铁邹月飞(常熟铁红广)木文利用钢管厂酸洗废铁盐,用硫化物进行预处理、加入R《u)·cooH添加荆,提高了F电O,的纯度和化学活性,应用性能达到了重庆嗯05氧化铁的伎木指标。文中论述了影响FeZos纯度及化学活性的因素及添加剂的作用原理。一、前言工业酸洗FeSO;废液,在我国利用较少,已成为污染水域较严重的污染源之一。工业酸洗FeSO;废液的综合利用,国内外都早有报导〔’,“〕,国内在用于制造颜料方面作过研究【“,,而在电子工业方面,用作制造铁氧体原材料的开发利用尚属空白。本文就利用工业酸洗FeSO;废液制备高纯氧化铁作了研究。作为铁氧体制造的原材料,要求具有较高的纯度和化学活性;尽可能低的含水量(结晶水)及含杂质量〔峨〕。二、原理及工艺路线1。原理以工业酸洗FesO;废液为原料,经过预处理,加入适量的添加剂,用等摩尔的(NH`):CO3进行中和,于常温下通空气至水解成氢氧化物胶体,然后,加热到65一70℃沉淀出Fe,+与Fe3+的混合物,后处理之后,在550一60℃温度下进行热分解。主要反应如下:(1)中和剂的制备NH担co,+NH’OH一N(H小CO.+H夕(2)中和NH一HCO3NH.OHFe50;废液预处理氧化反应于操过筛缎烧圈i全液相反应制造F舜马工艺流程198a年8月29日收稿第4期化土环保尹2幻·FeSO.+(NH一):CO.一介CO。+(NH一)声O-(3)水解FeCO:+ZH:O一Fe(OH):+CO:t+H:O(4)氧化。二,八。、,In△。。n,。tz。3Fe(UH):+一:一U:~允兰,.1’e:U一+3HZU2的化合物在添加剂存在的液相反应中不产生沉淀,液固分离时可去除。Fe:仇的理化特性见表1。表iF勺马的理化特性样品(5)缎烧ZFes。`+粤认迫一,3踢仇名项目l—}.205氧化铁}加入添加剂}未加添加剂学化组成%八Uj口ù勺`月任2.工艺路线本试验采用全液相反应,用碳酸盐中和、空气氧化、干法缎烧的工艺路线。流程如图1。Fe20:5102CaOM夕A】刃3K20NaZO)99.4镇0.02(0.02续0.01成0.01提0。02成0.0599。420。0140。020。0060。00550。00060。014980`070。030,00650。00550。00060。016三、结果与讨论利用工业酸洗FeSO`废液制备高纯FeZ仇是有一定难度的。由子FesO4废液来源及制备方法的不同,对Fe刃。理化特性的影响较复杂。本试验是将FeSO。废液经预处理之后,通过加入添加剂的办法,提高Fez氏的理化特性。1.试验与结果试料用常熟市异形钢管厂和藕渠钢管厂的酸洗FeOS:废液,FeSO。浓度在250一350克/升之间,剩余H多0;浓度在5一7%之间。首先将FeS04废液中的剩余H:so;与Fe反应,溶液的pH至4一5时,再加入硫化物进行预处理,将一些微量的阳离子分离出来。在一系列探索的基础上,选用了R。:,.COOH和R`。,·COONH;添加剂。在工艺条件相对固定的情况下,对加与未加添加剂作了对比试验,同时与重庆新华化工厂的软磁专用*205氧化铁作了理化特性的比较,结果见表1。_在整个液相反应过程中,添加剂R、:,·COOH与R`,、·CQONH。作用:R`x)一C00H+R`n)·COONH-一R`i》·c0ON氏+RI皿,一cOOH生成的R《。,.C00H在反应过程中被结合到氧化铁晶体内,然后在锻烧过程中进行热分解反应,达到提高FeZOJ的化学活性的目的。硅视密度克/毫升{视察彦{,}2.0。{0.。平均粒度(微米)外观棕红色粉末紫棕红色粉末深红色粉末…一-.|除|粉体特性表1中数据表明,加入添加剂之后,Fe刀。纯度从98%提高到9.4%以上,达到了重庆新华化工厂#205氧化铁的技术指标。2.结晶水对F.203含盆的影晌湿法氧化铁由液相直接沉淀而得,不可能制取脱水十分彻底的FeZ岛,产物中总含有一些游离的a一FeOOH(即结晶水)。国外文献介绍,用x一射线分析,制得的红色氧化铁(I)沉淀,是由六方形菱形晶系的赤铁矿一一a-Fe刃3和斜方形的针铁矿—a一Fe(X〕H组成的混合物〔5,。由于在合成氧化铁中,总带有一定量的结晶水,所以FeZO3·xHoZ中x值的大小,对Fe刃。含量有较大的影响。结晶水与Fe:03含量的关系见表2。由表2可知,在其它杂质含量一定的情况下,氧化铁分子内结晶水越少,Fe刀3含量越高,颜色越深,反之,分子内结晶水越多(x值<1),Fe20。含量越低,颇色越浅,直至(x值二1)成为氧化铁黄。通过在合成过程中加入添加剂的办法,增加氧化铁粒子在毅烧过程中的热分解能力,能较完全地去除结晶水及一些挥发性杂·盛公·化工环保19