專利名稱：微濾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對無機物水溶液、特別是對酸洗液去除硅酸鹽的方法，或者說，是一種生產(chǎn)含低量硅酸的鐵氧體的方法，該方法特別適于生產(chǎn)鐵酸鹽。
在廢酸洗液回收技術(shù)領(lǐng)域，噴霧干燥法(Sprührosttechnologie)的應用已為公眾所知。借此方法可以得到二氧化二鐵(Fe2O3)，其首要的用途是作為電子工業(yè)中的預制材料(生產(chǎn)鐵酸鹽)。鐵氧體陶瓷的電子特性(電磁特性)首先取決于材料中的硅酸含量。目前用于電子工業(yè)的軟鐵氧體中限定硅酸(SiO2)在鐵氧體中的最大含量為0.01%，而僅在幾年前這個極限還停留在0.02%。鐵氧體領(lǐng)域的發(fā)展有望進一步降低此極限值。與此相應地，高純度鐵氧體(SiO2的最大含量是0.01%)的價格估計也已降到每噸4900奧地利先令(oeS)，而含約0.05% SiO2的鐵氧體，如用傳統(tǒng)設備生產(chǎn)出的那種鐵氧體的價格僅為每噸700至950奧地利先令(oeS)。
JP-PS59-90688中公開了一種用于處理含硅酸鹽水的設備和方法，其中，含硅酸鹽的原水流經(jīng)兩個過濾級。第一個過濾級中包括一個微孔膜或超濾膜，第二個過濾級中包括一個反滲透膜。該方法可收集水中最大粒度為1微米的顆粒，因而不可能離析出傳統(tǒng)形狀的硅酸，因為硅酸是以小于0.02微米的粒度存在的。另外它也沒有給出這樣的啟示，即該方法也可以用于含有大量附加物質(zhì)的酸洗液的去硅酸鹽過程。
因而，幾年來，人們設想了一些適用于酸洗液去硅酸鹽的方法并在工業(yè)設備中實施或試驗。這些方法，如AT-PS380675中所述的方法是通過使部分包含在酸洗液中的氯化鐵(約占1%～2%)以氫氧化鐵的形式沉淀并使與之吸附在一起的膠質(zhì)硅酸隨之一起沉淀。但這類方法的不足之處在于，若考慮大量需要排除的污泥，則要求采用較高的分離技術(shù)。為此需要消耗較多的化學試劑例如氨和絮凝劑。因而采用這種方法的設備較昂貴，經(jīng)濟性差。估計這類設備所需總成本約占噴霧干燥設備成本的20～30%。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在不消耗化學試劑和人力的條件下以低廉的方式從任意的無機水溶液中分離所含硅酸的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種以上述方法為基礎的生產(chǎn)鐵氧體的簡單方法，所生產(chǎn)的鐵氧體中含硅量不超過電子工業(yè)所要求的極限值。這種方法的特征還在于，它可用于現(xiàn)有的回收廢酸洗液的過程，其過程最好可獲得鐵氧體。
為實現(xiàn)第一個發(fā)明目的，本發(fā)明的要點是，使欲處理的液體經(jīng)由一個橫流濾器并在60℃至90℃，最好是70℃至80℃下流過。
水溶液中的硅酸通過橫流濾器的操作條件，主要是控制溫度的影響，轉(zhuǎn)化為微膠粒結(jié)構(gòu)。(這些聚合物結(jié)構(gòu)以水合形式存在并且在帶靜電時保持在懸浮狀態(tài)。其直徑為百分之幾或十分之幾微米。硅酸因其微膠粒結(jié)構(gòu)達到上述粒度而可進入微濾階段。
微濾被定義為可分離0.02到10微米粒度的顆粒。目前這類過濾器的膜是由多種材料制成的，其中有用于生化領(lǐng)域的纖維素衍生物，及適于橫流過濾技術(shù)，如用于本發(fā)明方法的材料，這些材料主要是由聚丙烯、聚乙烯或聚砜制成的塑料膜。但也可以采用空心纖維，泡沫玻璃或多孔陶瓷材料。
橫流過濾的原理本身如同凈化含懸浮的或乳化的材料的液體一樣是眾所周知的。在靜態(tài)過濾過程中，濾餅在濾胞表面上形成的覆蓋層不斷增加并使濾液流量減小，而在橫流過濾過程中，濾渣覆蓋層的增加將受到與過濾方向垂直的橫向上形成的剪切力梯度的平衡作用而得到抑制。這樣就可以在高濾液流量下進行長時間的過濾。此外，也可以通過周期性的反向沖洗，即，使過濾過程瞬間反向，從而將濾胞表面上的覆蓋層大批地沖刷下來并排出，由此恢復原來的過濾能力。但這還不能立即指望使水溶液中所含的硅酸成為能使其借助橫向濾器分離出來的結(jié)構(gòu)。但在此條件下，可以形成上述具有幾百埃直徑的微膠粒結(jié)構(gòu)，這樣就可以用0.2微米的聚丙烯膜孔將硅酸幾乎完全地分離出來。
本發(fā)明的方法用于廢酸洗液的回收過程效果特別理想，其優(yōu)點在于，這種由酸洗液得到的鐵氧體已大幅度地除去硅酸，因而非常適用于電子工業(yè)的用途。為此目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為，在60℃到90℃，最好是70℃到80℃溫度下，使一種無機水溶液，特別是一種含有溶解的鐵以及硅酸的廢酸洗液流經(jīng)橫流過濾器，并隨之將滲透液通過噴霧干燥轉(zhuǎn)化為最多含0.01%硅酸的相應的氧化物。
在上述兩種方法中，最好使?jié)饪s液循環(huán)往復地流經(jīng)橫流濾器，以便在提高滲透液的純度的同時，進一步提高過濾器的分離能力。
本以下說明中，將借助附圖詳細說明由廢酸洗液制備鐵氧體的方法的優(yōu)選實施例。


圖1是廢酸洗液回收設備的示意圖，回收中包括去硅酸鹽過程;
圖2是去硅酸鹽設備的示意圖，其中包括兩個串聯(lián)相接的過濾單元。
待處理的溶液在流過預濃縮器2和初餾物容器3后在噴霧干燥反應器1中進行噴霧干燥，其中，初餾物容器3構(gòu)成預濃縮器的底槽。在此過程中產(chǎn)生的固體反應產(chǎn)物，即金屬氧化物通過排泄裝置11被排出，而氣體反應產(chǎn)物最好通過電子濾器口再次輸送到預濃縮器2中。預濃縮器12可以是Lurji型或文丘里型，它經(jīng)一導管與兩個液滴分離器4相接，并進一步與吸收塔5、6連通，在吸收塔中又重新得到酸洗液。廢氣從吸收塔5、6中經(jīng)過液滴分離器7后最終排入大氣。
不過，經(jīng)預濃縮的液體也可以經(jīng)泵31由初餾物容器3引至橫流濾器8中。這里，泵31的作用是使?jié)饪s液多次往返流經(jīng)濾器8。
如圖2所示，可以將兩個(或多個)過濾單元(8a和8b)首尾相接地串連在一起。
實施例在圖1所示的酸洗液回收設備中，對具有以下組成(以及在噴霧干燥后產(chǎn)生的理論上的氧化物組成)的廢酸洗液進行處理。
1.ICP-分析由此得到的理論上的氧化物組成Fe: 87 g/l Fe2O399.16%Cr: 0.03 Cr2O3352ppmNi:0.02NiO204Al: 0.05 Al2O3760SiO: 0.036 SiO2289Mn:0.27MnO2800Ca:0.08CaO900Zn:0.06ZnO598
Mg:0.16MgO2315Pb:0.00PbO00Cu:0.025CuO221總HCl197g/l(約占20%)理論上最大CL值為0.15%GEB。
橫流濾器與濃縮液循環(huán)直接相連。在濃縮液循環(huán)中的輸送能力為2，800l/h，而在濾器中的輸送能力為2，000l/h。在運行了13及17小時后，濃縮液中的鐵離子值及氧化硅值如下表所示a)代表Fe(2+)單位:g/lb)代表Fe(3+)單位:g/lc)代表SiO2單位:mg/l濃縮液a)b)c)---13小時108.222.32517小時111.323.327.6滲透液a)b)c)110.217.54213106.620.822.5(124-148小時ppm/氧化物)17117.323.922.9(114-137小時ppm/氧化物)
在下面實驗中將處理酸洗液，其濃縮液值為Fe(2+)79.9g/l，F(xiàn)e(+3)5.6g/l，SiO238mg/l(該值對應于337ppm/氧化物的理論上最大值)。在一個小時內(nèi)，以及在使用四小時橫流過濾過程后，其值為濃縮液a)b)c)1小時113.024.627.04小時117.527.237.5滲透液a)b)c)1小時117.525.815.5(76-92ppm/氧化物)4小時118.327.622.8(109-135ppm/氧化物)隨后關(guān)閉橫流濾器,在流動4小時后其值為:
濃縮液a)b)c)4小時113.832.456.2(!)滲透液a)b)c)4小時39(350ppm/氧化物)在上表中所示氧化硅是根據(jù)溶解成氧化物的溶液中排出的總的氧化物估計的。因此在這種情況下對噴霧干燥氧化物的分析結(jié)果還可能是Fe: Fe2O3: 99.02%Mn:3093ppmMnO:0.399%SiO2: 100 SiO2: 0.010%最大值V: 141 V2O5: 0.025Ti: 95 TiO2: 0.016Cr: 338 Cr2O3: 0.050Cu:174CuO:0.021Ni:166NiO:0.021Co:23CoO:0.029Pb:26PbO:0.003Zn:246ZnO:0.031Al: 749 Al2O3: 0.139Ca:766CaO:0.018Mg:692MgO:0.128P: 30 P2O5: 0.00權(quán)利要求
1.一種對無機物水溶液，特別是對酸洗液去除硅酸鹽的方法，其特征在于，將待處理的溶液引至一個橫流濾器并在60℃至90℃，最好是70℃至80℃溫度下流經(jīng)該濾器。
2.一種生產(chǎn)含少量硅酸的鐵氧體，特別是生產(chǎn)鐵酸鹽的方法，其特征在于，使一種無機物溶液，特別是廢酸洗液，其中含有溶解的鐵及硅酸，在60℃～90℃，最好是70℃～80℃溫度下流經(jīng)一個橫流濾器，并隨之通過噴霧干燥將滲透液轉(zhuǎn)化為最多含0.01%硅酸的相應的氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，濃縮液循環(huán)反復地流經(jīng)該橫流濾器。
全文摘要
一種對無機物水溶液、特別是對酸洗液去硅酸鹽的方法，或者說，是一種生產(chǎn)含低量硅酸的鐵氧體的方法，其中，將待處理的無機物水溶液引至一個橫流濾器并在60℃至90℃溫度下流經(jīng)該濾器。為生產(chǎn)氧化物則隨之將該滲透液通過噴霧干燥轉(zhuǎn)化為相應的氧化物。
文檔編號C01G49/06GK1068602SQ9210454
公開日1993年2月3日 申請日期1992年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月13日
發(fā)明者W·弗拉, D·加姆斯里格勒, M·加姆斯里格勒, W·克拉尼格 申請人:安德里茨-專利管理有限公司