一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法。該方法將固定劑氧化鈣粉末與鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末按氧化鈣占氧化鐵粉末的質(zhì)量百分比為0.9～1.4%混合后焙燒，焙燒溫度800℃～1000℃，保溫1-3h后驟冷至室溫。然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%～30%的稀鹽酸按鹽酸與混合粉末的摩爾比為1:1～3:1加入焙燒后的氧化鐵粉中充分?jǐn)嚢杳摿?，攪拌后過濾回收氧化鐵粉，并用質(zhì)量比為1:3～1:5的去離子水進(jìn)行多次水洗、干燥后得到磷含量小于0.01%的氧化鐵粉末。脫磷后的氧化鐵粉末可作為制備無機(jī)顏料、催化劑、永磁鐵氧體、軟磁鐵氧體材料的原料。本發(fā)明具有原料來源廣泛、成本低、工藝簡單、無污染、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及循環(huán)經(jīng)濟(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及冶金行業(yè)及磁性材料行業(yè)，特別涉及一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵廠的各種鋼材在進(jìn)行熱處理和軋制的過程中，鋼材的表面會(huì)生成一層氧化層，去除氧化層的方法是采用鹽酸等酸液對(duì)鋼材表面進(jìn)行酸洗處理。由于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，對(duì)酸洗后產(chǎn)生的廢液往往都采取再生回收利用，目前以寶鋼為代表的鋼鐵企業(yè)采用魯氏法(Ruthner)對(duì)酸洗廢液進(jìn)行再生回收。魯氏法(Ruthner)的核心為噴霧焙燒，酸液從反應(yīng)爐爐頂通過旋轉(zhuǎn)噴嘴的噴槍進(jìn)入爐內(nèi)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酸性氣體，回收后得到再生酸，再此過程中產(chǎn)生了副產(chǎn)品氧化鐵粉末。
[0003]鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品生成的氧化鐵粉末粒度細(xì)小、活性較好，純度較高(大于90%)，適合作為無機(jī)顏料、催化劑、永磁鐵氧體、軟磁鐵氧體材料制造用原料。但是，由于酸洗的鋼材品種不一，酸洗廢液中還有多種離子，導(dǎo)致其再生副產(chǎn)品氧化鐵粉中也很有大量雜質(zhì)元素，如S1、Ca、Cl、P、S、Al等，這些元素特別是磷元素對(duì)氧化鐵粉作為催化劑和鐵氧體材料的性能有顯著影響，從而限制了其深層次和高附加值的應(yīng)用。
[0004]因此，往往需要對(duì)鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉采用適當(dāng)?shù)奶峒児に嚕@得高純度的氧化鐵粉末。目前國內(nèi)各大鋼鐵廠僅寶鋼于1993年引進(jìn)了前脫硅技術(shù)和設(shè)備，使鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵品質(zhì)顯著改善，但寶鋼的前脫硅技術(shù)不但引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)耗資巨大，而且沒有明確提出除磷工藝。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提出一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法。該方法可以得到符合制備鐵氧體磁性材料磷含量標(biāo)準(zhǔn)的氧化鐵粉末，可以實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵的循環(huán)利用。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下技術(shù)解決方案:
[0007]一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行:
[0008]( I)將固定劑氧化鈣粉末與鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末按氧化鈣占氧化鐵粉末的質(zhì)量百分比為0.9%~1.4%混合后焙燒，焙燒溫度800°C~1000°C，保溫時(shí)間l_3h，焙燒后驟冷至室溫；
[0009](2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%~30%的稀鹽酸加入到焙燒后的混合粉末中充分?jǐn)嚢瑁}酸與混合粉末的摩爾比為1:1~3:1，攪拌時(shí)間0.5~2h，攪拌溫度25°C，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V回收氧化鐵粉末；
[0010](3)用質(zhì)量比為1:3~1:5的去離子水對(duì)抽濾后回收得到的氧化鐵粉末進(jìn)行多次水洗，洗滌氧化鐵粉中的可溶性離子；[0011 ] (4)將用去離子水洗后的氧化鐵粉過濾、干燥得到脫磷后的提純氧化鐵粉末。
[0012]經(jīng) 申請(qǐng)人:的試驗(yàn)表明，采用本發(fā)明的方法，脫磷后的氧化鐵粉末的磷含量小于0.01%。
[0013]本發(fā)明通過焙燒熱處理的方法使磷在氧化鐵粉末中已經(jīng)形成的置換固溶體中的磷經(jīng)過固定劑焙燒熱處理后脫溶，焙燒后富集在固定劑附近的CaO-P2O5溶于常溫下的稀鹽酸的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉的脫磷處理，也避免了濃熱鹽酸對(duì)氧化鐵的反應(yīng)損耗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉為鋼鐵企業(yè)常見的固體廢棄物，具有原料來源廣泛、成本低的特點(diǎn)，脫磷后的氧化鐵中磷含量顯著降低，氧化鐵純度顯著提高，可用于高純高附加值的催化劑、鐵氧體材料制備等工業(yè)生產(chǎn)。
[0015]2、工藝簡單、無污染、適應(yīng)性強(qiáng)。不需要調(diào)整鋼鐵廠現(xiàn)有廢酸再生生產(chǎn)線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是實(shí)施例1經(jīng)過本發(fā)明脫磷工藝脫磷后的氧化鐵粉末電鏡掃描照片(SEM)。
[0017]圖2是實(shí)施例2經(jīng)過本發(fā)明脫磷工藝脫磷后的氧化鐵粉末的X射線衍射(XRD )圖。
[0018]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法，在不需要調(diào)整鋼鐵廠現(xiàn)有生產(chǎn)線的同時(shí)，對(duì)獲得的酸 洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉進(jìn)行脫磷，脫磷后的氧化鐵中磷含量顯著降低，從而提高了廢酸再生副產(chǎn)品氧化鐵粉中的純度。
[0020]以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例:
[0021]實(shí)施例1:
[0022]取鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末100g，固定劑氧化鈣粉末lg，混合均勻后焙燒，焙燒溫度800°C，保溫時(shí)間3h，焙燒后驟冷至室溫。使磷在氧化鐵粉末中已經(jīng)形成的置換固溶體中的磷經(jīng)過固定劑焙燒熱處理后脫溶。
[0023]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的稀鹽酸加入到焙燒后的混合粉末中充分?jǐn)嚢瑁}酸與混合粉末的摩爾比為1:1，攪拌時(shí)間2h，攪拌溫度25°C，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V回收氧化鐵粉末。這樣使焙燒后富集在固定劑附近的CaO-P2O5溶于鹽酸，使得雜質(zhì)磷元素與氧化鐵粉分離。同時(shí)室溫?cái)嚢杩梢员苊鉂鉄猁}酸對(duì)氧化鐵的反應(yīng)損耗。
[0024]用質(zhì)量比為1: 3的去離子水對(duì)抽濾后回收得到的氧化鐵粉末進(jìn)行多次水洗，洗滌氧化鐵粉中的可溶性離子，如鈣離子、氯離子和其他可溶性鹽等。
[0025]將用去離子水洗后的氧化鐵粉過濾、干燥得到脫磷后的提純氧化鐵粉末。
[0026]圖1是實(shí)施例1經(jīng)過本發(fā)明脫磷工藝脫磷后的氧化鐵粉末電鏡掃描照片(SEM)，表明脫磷后的粉末粒度細(xì)小、分布均勻。采用鑰藍(lán)光度法測得脫磷后的氧化鐵粉末中磷含量為 0.005%。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]取鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末100g，固定劑氧化鈣粉末1.4g，混合均勻后焙燒，焙燒溫度1000°c，保溫時(shí)間lh，焙燒后驟冷至室溫。使磷在氧化鐵粉末中已經(jīng)形成的置換固溶體中的磷經(jīng)過固定劑焙燒熱處理后脫溶。
[0029]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的稀鹽酸加入到焙燒后的混合粉末中充分?jǐn)嚢?，鹽酸與混合粉末的摩爾比為2:1，攪拌時(shí)間lh，攪拌溫度25°C，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V回收氧化鐵粉末。這樣使焙燒后富集在固定劑附近的CaO-P2O5溶于鹽酸，使得雜質(zhì)磷元素與氧化鐵粉分離。同時(shí)室溫?cái)嚢杩梢员苊鉂鉄猁}酸對(duì)氧化鐵的反應(yīng)損耗。
[0030]用質(zhì)量比為1:5的去離子水對(duì)抽濾后回收得到的氧化鐵粉末進(jìn)行多次水洗，將用去離子水洗后的氧化鐵粉過濾、干燥得到脫磷后的提純氧化鐵粉末。圖2是實(shí)施例2經(jīng)過本發(fā)明脫磷工藝脫磷后的氧化鐵粉末的X射線衍射(XRD)圖。表明經(jīng)過脫磷后的產(chǎn)物為純相三氧化二鐵粉末，采用鑰藍(lán)光度法測得脫磷后的氧化鐵粉末中磷含量為0.008%。
[0031]實(shí)施例3:
[0032]取鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末50g，固定劑氧化鈣粉末0.45g，混合均勻后焙燒，焙燒溫度1000°c，保溫時(shí)間2h，焙燒后驟冷至室溫。使磷在氧化鐵粉末中已經(jīng)形成的置換固溶體中的磷經(jīng)過固定劑焙燒熱處理后脫溶。
[0033]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的稀鹽酸加入到焙燒后的混合粉末中充分?jǐn)嚢?，鹽酸與混合粉末的摩爾比為3:1，攪拌時(shí)間2h，攪拌溫度25°C，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V回收氧化鐵粉末。這樣使焙燒后富集在固定劑附近的CaO-P2O5溶于鹽酸，使得雜質(zhì)磷元素與氧化鐵粉分離。同時(shí)室溫?cái)嚢杩梢员苊鉂鉄猁}酸對(duì)氧化鐵的反應(yīng)損耗。
[0034]用質(zhì)量比為1:4的去離子水對(duì)抽濾后回收得到的氧化鐵粉末進(jìn)行多次水洗，將用去離子水洗后的氧化鐵粉過濾、干燥得到脫磷后的提純氧化鐵粉末。采用鑰藍(lán)光度法測得脫磷后的氧化鐵粉末中磷含量為0.0 1%。
[0035]實(shí)施例4:
[0036]取鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末200g，固定劑氧化鈣粉末2.4g，混合均勻后焙燒，焙燒溫度900°C，保溫時(shí)間2h，焙燒后驟冷至室溫。使磷在氧化鐵粉末中已經(jīng)形成的置換固溶體中的磷經(jīng)過固定劑焙燒熱處理后脫溶。
[0037]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的稀鹽酸加入到焙燒后的混合粉末中充分?jǐn)嚢瑁}酸與混合粉末的摩爾比為2.5:1，攪拌時(shí)間1.5h，攪拌溫度25°C，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V回收氧化鐵粉末。這樣使焙燒后富集在固定劑附近的CaO-P2O5溶于鹽酸，使得雜質(zhì)磷元素與氧化鐵粉分離。同時(shí)室溫?cái)嚢杩梢员苊鉂鉄猁}酸對(duì)氧化鐵的反應(yīng)損耗。
[0038]用質(zhì)量比為1:3的去離子水對(duì)抽濾后回收得到的氧化鐵粉末進(jìn)行多次水洗，將用去離子水洗后的氧化鐵粉過濾、干燥得到脫磷后的提純氧化鐵粉末。采用鑰藍(lán)光度法測得脫磷后的氧化鐵粉末中磷含量為0.003%。
[0039]上述實(shí)例是本發(fā)明較優(yōu)的例子，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的技術(shù)方案所做的技術(shù)特征的添加、等效交換，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉脫磷的方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行: (1)將固定劑氧化鈣粉末與鋼鐵廠酸洗廢液再生副產(chǎn)品氧化鐵粉末按氧化鈣粉末占氧化鐵粉末的質(zhì)量百分比為0.9%~1.4%混合后焙燒，焙燒溫度800°C~1000°C，保溫時(shí)間l_3h，焙燒后驟冷至室溫； (2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%~30%的稀鹽酸加入到焙燒后的混合粉末中充分?jǐn)嚢瑁}酸與混合粉末的摩爾比為1:1~3:1，攪拌時(shí)間0.5h~2h，攪拌溫度25°C，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V回收氧化鐵粉末； (3)用質(zhì)量比為1:3~1:5的去離子水對(duì)抽濾后回收得到的氧化鐵粉末進(jìn)行多次水洗，洗滌氧化鐵粉中的可溶性離子； (4 )將用去離子水洗后的`氧化鐵粉過濾、干燥得到脫磷后的提純氧化鐵粉末。
【文檔編號(hào)】C01G49/06GK103880092SQ201410083131
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】胡平, 王快社, 于志濤, 楊帆, 譚江飛, 何歡承 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)