本發(fā)明涉及一種紅土鎳礦酸浸液除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料的方法，屬于資源環(huán)境領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

紅土鎳濕法生產(chǎn)鎳時(shí)，常用硫酸(或者鹽酸)酸浸，酸浸液含有溶解的大量硫酸鐵、硫酸亞鐵(或者氯化鐵、氯化亞鐵)，同時(shí)溶液還有大量的硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鎳、硅等成分；現(xiàn)有的酸浸液除鐵方式主要是黃鈉鐵釩法或針鐵礦法，都產(chǎn)生大量的含鐵廢渣，占用大面積土地，浪費(fèi)了鐵資源且污染環(huán)境。近年來隨著國(guó)家對(duì)清潔生產(chǎn)的要求提高及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于廢物處理和再生利用的各項(xiàng)法規(guī)逐步實(shí)施，對(duì)廢物的處理要求也越來越高，造成濕法冶鎳企業(yè)處置廢渣嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。將酸浸液中的鐵元素資源化利用，除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料，既可以減少?gòu)U渣處置費(fèi)用，又可以產(chǎn)生顯著的效益，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念和清潔生產(chǎn)促進(jìn)法要求。

氧化鐵黑簡(jiǎn)稱鐵黑，分子式為FeO或FeO·FeO，化學(xué)名稱為四氧化三鐵。氧化鐵黑具有飽和的藍(lán)墨光黑色，遮蓋力和著色力均很高，廣泛應(yīng)用于建材、水泥、油墨、印刷、塑料等著色領(lǐng)域。近年來，我國(guó)氧化鐵黑的需求量不斷增加，年增長(zhǎng)率高達(dá)107％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于整個(gè)氧化鐵顏料36.6％的增長(zhǎng)率，是僅次于鐵紅和鐵黃的鐵系顏料。目前生產(chǎn)氧化鐵黑的方法有干法和濕法兩大類，干法主要有鐵鱗粉碎法、還原鐵泥法等，濕法有使用硫酸亞鐵、氯化亞鐵等為原料的鈉堿法、氨堿法等。干法鐵黑質(zhì)量不高，使用范圍窄；濕法，工藝繁長(zhǎng)，成本高，需要大量的酸液或者堿液參與反應(yīng)，同時(shí)排放大量含鹽廢水，給企業(yè)帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，也對(duì)環(huán)境造成巨大壓力。

紅土鎳礦酸浸液組分負(fù)雜，溶液濃度很高，含有大量Fe3+和Fe2+離子，往往Fe3+含量>Fe2+含量，用常規(guī)濕法工藝，不能得到顏色合格的氧化鐵黑顏料；同時(shí)由于加入大量鈉、氨離子，帶來大量廢水處置的負(fù)擔(dān)；低成本解決以上問題，在酸浸液除鐵的同時(shí)產(chǎn)出合格的氧化鐵黑顏料，有著顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種紅土鎳礦酸浸液除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料的方法，該方法采用鎂鹽作為中和劑，添加還原劑調(diào)整酸浸液Fe3+和Fe2+濃度，再通過氧化調(diào)整氧化鐵黑顏料色相的工藝，該方法投入資金少、產(chǎn)品質(zhì)量可靠，廢液可以回收硫酸鎂，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，屬于清潔生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種紅土鎳礦酸浸液除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料的方法，步驟如下：

1)在PH<5的紅土鎳礦酸浸液中加入還原劑，得到紅土鎳礦酸浸液還原液，還原液中Fe3+與Fe2+的摩爾比為0.3-1.1：1；

2)在紅土鎳礦酸浸液還原液中通入蒸汽加熱到60-90℃，加入氧化鎂或氫氧化鎂調(diào)節(jié)pH為6-10，在60-90℃溫度下通入空氣氧化，至氧化鐵黑顏料的顏色達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后停止氧化；

3)將上述氧化合格的酸浸液進(jìn)入壓濾機(jī)過濾，固體物為氧化鐵黑濾餅，濾餅用3-20wt％氫氧化鈉水溶液進(jìn)行打漿洗滌，氫氧化鈉用量小于等于濾餅質(zhì)量的3wt％；得到氧化鐵黑濾餅，濾液進(jìn)入后續(xù)回收硫酸鎂工序；

4)將上述氧化鐵黑濾餅在80-150℃下脫水烘干；

5)烘干后的氧化鐵黑顏料經(jīng)過粉碎，生產(chǎn)符合GB/T1863-2008(A類)標(biāo)準(zhǔn)要求的氧化鐵黑顏料。

所述步驟1)中還原劑為二氧化硫、亞硫酸鎂、硫酸亞鐵和氯化亞鐵中的一種或兩種以上任意比例的混合物；還原劑與Fe3+的摩爾比為0.1-1.5：1。

本發(fā)明的有益效果是：

1)紅土鎳礦酸浸液正常時(shí)Fe3濃度>Fe2+濃度，本發(fā)明使用還原劑調(diào)節(jié)Fe3+和Fe2+濃度比例，有利于控制氧化鐵黑色相，保證產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)不產(chǎn)生含鐵廢渣，大幅減少了環(huán)保處置費(fèi)用；

2)本發(fā)明使用鎂鹽調(diào)節(jié)pH，不引入其他雜質(zhì)離子，有利于后續(xù)回收硫酸鎂，使?jié)穹ㄒ辨囅到y(tǒng)綜合成本大幅降低；

3)本發(fā)明設(shè)計(jì)還原和氧化工藝結(jié)合，使紅土鎳礦酸浸液實(shí)現(xiàn)除鐵的同時(shí)生產(chǎn)符合國(guó)標(biāo)的氧化鐵黑顏料，廢水用于后續(xù)回收硫酸鎂；相對(duì)于其他濕法氧化鐵黑工藝，本工藝是廢棄鐵資源利用，相對(duì)單位成本可以降低30％以上，對(duì)紅土鎳礦濕法工藝的鐵元素資源化處置有重大創(chuàng)新意義，屬于清潔生產(chǎn)工藝。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1：

一種紅土鎳礦酸浸液除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料的方法，步驟如下：

1)在反應(yīng)器中加入1000Kg紅土鎳礦酸浸液pH＝4，F(xiàn)e₂0₃含量為6.0wt％，加入SO2還原劑15Kg，使Fe3+:Fe2+調(diào)節(jié)到0.7:1；

2)在反應(yīng)器中將紅土鎳礦酸浸液還原液通入蒸汽加熱到90℃，加氧化鎂30kg調(diào)節(jié)pH＝6.5，反應(yīng)器溫度保持90℃，通入空氣氧化30分鐘，至氧化鐵黑顏料的顏色達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后停止氧化；

3)氧化合格的酸浸液進(jìn)入壓濾機(jī)過濾，固體物為氧化鐵黑濾餅，濾餅5wt％氫氧化鈉溶液10千克進(jìn)行打漿洗滌，進(jìn)入烘干工序，過濾液體進(jìn)入其他工序；

4)氧化鐵黑濾餅進(jìn)入烘干系統(tǒng)，在100℃條件脫水烘干；

5)烘干后的氧化鐵黑顏料經(jīng)過粉碎，生產(chǎn)出59.5kg符合GB/T1863-2008(A類)標(biāo)準(zhǔn)要求的氧化鐵黑顏料。圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。

實(shí)施例2：

一種紅土鎳礦酸浸液除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料的方法，步驟如下：

1)在反應(yīng)器中加入1000Kg紅土鎳礦酸浸液，pH＝4，F(xiàn)e₂0₃含量為4.5wt％，加入FeSO₄還原劑10Kg，使Fe3+:Fe2+調(diào)節(jié)到0.9:1。

2)在反應(yīng)器中將紅土鎳礦酸浸液還原液通入蒸汽加熱到80℃，加氧化鎂20kg調(diào)節(jié)pH＝6.2，反應(yīng)器溫度保持80℃，通入空氣氧化40分鐘，至氧化鐵黑顏料的顏色達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后停止氧化；

3)氧化合格的酸浸液進(jìn)入壓濾機(jī)過濾，固體物為氧化鐵黑濾餅，濾餅用3wt％氫氧化鈉溶液10千克進(jìn)行打漿洗滌，進(jìn)入烘干工序，過濾液體進(jìn)入其他工序。

4)氧化鐵黑濾餅進(jìn)入烘干系統(tǒng)，在110℃條件脫水烘干。

5)烘干后的氧化鐵黑顏料經(jīng)過粉碎，生產(chǎn)出49.2kg符合GB/T1863-2008(A類)標(biāo)準(zhǔn)要求的氧化鐵黑顏料。圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。

實(shí)施例3：

一種紅土鎳礦酸浸液除鐵同時(shí)生產(chǎn)氧化鐵黑顏料的方法，步驟如下：

1)在反應(yīng)器中加入1000Kg紅土鎳礦酸浸液，pH＝4.3，F(xiàn)e₂0_含量為5.0wt％，加入FeSO₄還原劑8Kg，使Fe3+:Fe2+調(diào)節(jié)到0.6:1。

2)在反應(yīng)器中將紅土鎳礦酸浸液還原液通入蒸汽加熱到90℃，加氫氧化鎂30kg調(diào)節(jié)pH＝6.8，反應(yīng)器溫度保持90℃，通入空氣氧化60分鐘，至氧化鐵黑顏料的顏色達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后停止氧化；

3)氧化合格的酸浸液進(jìn)入壓濾機(jī)過濾，固體物為氧化鐵黑濾餅，濾餅3wt％氫氧化鈉溶液10千克進(jìn)行打漿洗滌，進(jìn)入烘干工序，過濾液體進(jìn)入其他工序。

4)氧化鐵黑濾餅進(jìn)入烘干系統(tǒng)，在120℃條件脫水烘干。

5)烘干后的氧化鐵黑顏料經(jīng)過粉碎，生產(chǎn)出53.1kg符合GB/T1863-2008(A類)標(biāo)準(zhǔn)要求的氧化鐵黑顏料。