氧化鐵粉末中粉末氧化鋁或/和氧化鈣的分離回收方法
【專利說明】氧化鐵粉末中粉末氧化鋁或/和氧化鈣的分離回收方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明涉及無機(jī)化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是氧化鐵粉末中粉末氧化鋁或/和氧化 鈣的分離回收方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 本發(fā)明的粉末氧化鐵、氧化鋁、CaO混合廢渣中的A1203占廢渣總質(zhì)量的20 %以下， CaO占廢渣總質(zhì)量的20%以下，氧化鐵占廢渣總質(zhì)量的60%以上。此粉末氧化鐵、氧化鋁、 CaO混合廢渣來源于硫鐵礦燒渣。
[0003] 由于A1A具吸水性，具吸附劑作用，所以在水中氧化鐵快速沉淀時，會覆蓋和攜 帶大部分A1203共同沉淀，所以，A1 203難以在水中與Fe203完全分離。用水多次懸浮分離氧 化鐵中的氧化鋁過于費(fèi)工、費(fèi)時，給工業(yè)生產(chǎn)帶來很大的困難;A1203難以與Fe203完全分離。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的拜耳法，用NaOH在140°C以上的壓力下反應(yīng)，使A1203生成水溶性的 NaAl(0H)4，而使Fe203與A1 203分離。但拜耳法是處理Fe203含量在2%以下的鋁土礦，對含 Fe203含量在60%以上的Fe203/Al203混合物無法適應(yīng)。
[0005] 拜耳法處理溫度高，壓力大，生產(chǎn)設(shè)備投資大，設(shè)備復(fù)雜，生產(chǎn)安全性不高。
[0006] 同樣，由于Fe203含量太高，所以在水中也難以將CaO水合反應(yīng)生成的過量的水不 溶的0&(011)2與？6 203完全分離。用水多次懸浮分離氧化鐵中的0&(011) 2過于費(fèi)工、費(fèi)時，給 工業(yè)生產(chǎn)帶來很大的困難；也難以與Fe203完全分離。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 發(fā)明原理：
[0008] 1、根據(jù)現(xiàn)有知識，脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽或脂肪酸銨鹽，極易與水溶性的鈣、鎂 離子結(jié)合而成水不溶性的脂肪酸鈣鹽或脂肪酸鎂鹽，因其相對密度比水小，而聚集懸浮在 水面之上或聚集懸浮在水中，易于過濾分離回收。水溶性的鈣、鎂離子，如〇&(：1 2或1%(：12或 Ca(HC03)2或Mg(HC03) 2或硫酸鎂或硝酸鈣或硝酸鎂或水溶性有機(jī)酸的鈣鹽和鎂鹽。
[0009] 2、陰離子表面活性劑脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽或脂肪酸銨鹽是水溶性的優(yōu)良的 分散劑，在水中可形成膠束，其陰離子基團(tuán)將水不溶性的但能夠親（吸）水的固體微粒包 圍、分散，而使A1203在水中的"粒徑"變得非常細(xì)小，而喪失吸附劑的性質(zhì)和作用；在上述陰 離子表面活性劑的分散作用下，水合A1203能夠在24小時內(nèi)穩(wěn)定地分散在水中，而與快速立 即沉淀的Fe203分離。
[0010] 3、過量的Ca(0H)2&同樣不溶于水，但在水中可形成親水的石灰乳，而短時間分散 懸浮在水中。陰離子表面活性劑如脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽在水中可形成膠束，其陰離子 基團(tuán)將水不溶性的但能夠親（吸）水的固體微粒包圍、分散，而使Ca(0H)2在水中的"粒徑" 變得非常細(xì)??；在上述陰離子表面活性劑的分散作用下，Ca(0H)2能夠在24小時內(nèi)穩(wěn)定地 分散在水中，而與快速立即沉淀的Fe203分離。
[0011] 4、根據(jù)現(xiàn)有知識，常用的水溶性的陰離子表面活性劑，如，脂肪酸鈉鹽或鉀鹽或銨 鹽、烷基硫酸鈉鹽或鉀鹽或銨鹽、烷基苯磺酸鈉鹽或鉀鹽或銨鹽、及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 鈉鹽或鉀鹽。
[0012] 由于它們在水中都可解離出陰離子基團(tuán)，都可形成膠束，將水不溶性的但能夠 親（吸）水的固體微粒分散、包圍，又陰離子基團(tuán)同性相斥，故它們是優(yōu)良的分散劑；水溶 性的陰離子表面活性劑在水中的臨界膠束濃度（可形成膠束的質(zhì)量比濃度）為其水溶液 的0.2% ;在此質(zhì)量比濃度之上，上述陰離子表面活性劑都可形成水溶性的膠束。水質(zhì)量 的0. 5% -5%的脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽或脂肪酸銨鹽、烷基硫酸鈉鹽或鉀鹽或銨鹽、烷 基苯磺酸鈉鹽或鉀鹽或銨鹽、及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉鹽或鉀鹽，任選一種或幾種，都可 形成水溶性的膠束。水合A1203和氫氧化鈣Ca(OH) 2不能長時間分散、懸浮在上述陰離子 表面活性劑的膠束水溶液中，在48-72小時內(nèi)，就會沉淀析出；因?yàn)樗螦1203和氫氧化鈣 Ca(0H) 2不是溶解于上述陰離子表面活性劑的水溶液；因此也可以用壓力過濾的方法，使氧 化鋁A1203和氫氧化鈣Ca(OH) 2與上述陰離子表面活性劑的水溶液分離。
[0013] 5、氧化鐵Fe203或/和氧化亞鐵不具有吸水性，也不親水，又相對密度大，它不能被 水溶性的陰離子表面活性劑分散、懸浮，其在陰離子表面活性劑的水溶液中只會快速立即 聚集沉淀。
[0014] 粉末A1203在水中可形成水合A1 203，具吸水性，具吸附劑作用，可短時間分散懸浮 在水中。
[0015] Ca(0H)2也具吸水性，在水中可形成石灰乳，而短時間分散懸浮在水中。
[0016] 在上述水溶性的陰離子表面活性劑分散劑的水溶液中，水合A1203和Ca(OH) 2的穩(wěn) 定分散懸浮時間長度顯著增加，穩(wěn)定分散懸浮效果顯著增強(qiáng)，而與Fe203的不穩(wěn)定性、靜置 立即聚集沉淀形成極大的和非常明顯的反差，而與Fe203分離。
[0017] 6、CaC03的相對密度為2. 6-2. 7克/cm3,不溶于水，也不親水，同樣不能被陰離子 表面活性劑在水中穩(wěn)定、分散和懸浮，靜置時立即沉淀。硫鐵礦燒渣中的二氧化硅、硫、硫鐵 礦、或/和難溶于水的過量的氧化鎂不溶于水，也不親水，同樣不能被陰離子表面活性劑在 水中穩(wěn)定、分散和懸浮，而與氧化鐵Fe203共同聚集沉淀，與水合A1 203和Ca(OH) 2分離。氧 化鐵或/和氧化亞鐵中二氧化硅、硫、硫鐵礦、或/和難溶于水的過量的氧化鎂，以現(xiàn)有技術(shù) 進(jìn)行完全分離回收。
[0018] 本發(fā)明旨在解決難以解決的水合A1203或/和Ca(0H) 2與氧化鐵Fe203 (氧化亞鐵） 分離的技術(shù)難題。
[0019] 7.根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和知識：
[0020] 氫氧化鈣水溶解度（°C，克/100毫升）：
[0021]
【主權(quán)項(xiàng)】
1.氧化鐵粉末中粉末氧化鋁或/和氧化鈣的分離回收方法，其特征是：一.（I)、在 50°C-60°C下，以足量的水浸泡Fe2O3-Al2O3-CaO的混合物，并加入水質(zhì)量的0. 5% -5%的 脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽，攪拌，使脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽完全溶解于水，再以30轉(zhuǎn)/分 的低速攪拌30分鐘-1小時，靜置，使Fe2O3沉淀析出分離，并分離Al203-Ca(OH) 2_脂肪酸鹽 的水相懸浮分散液； (2) 、將上述（1)的水相懸浮分散液中加入足量的氯化鈣0&(：12或氯化鎂MgCl2或碳酸 氫鈣Ca(HCO3) 2或碳酸氫鎂Mg(HC0 3) 2，充分?jǐn)嚢?，使上述脂肪酸鹽反應(yīng)為水不溶性的脂肪酸 鈣或脂肪酸鎂；靜置，以50目-100目的篩網(wǎng)過濾，分離回收脂肪酸鈣或脂肪酸鎂；并得到 Al2O3和Ca(OH) 2的水相懸浮液； (3) 、將上述（2)的Al2O3和Ca(OH) 2的水相懸浮液混合物分離回收： 加二氧化碳〇)2水溶液攪拌反應(yīng)，靜置，沉淀分離CaCO3，再過濾或沉淀分離Al2O3，水循 環(huán)利用； 或，（一）.加二氧化碳0)2水溶液攪拌反應(yīng)，再在50°C-60°C下加入水質(zhì)量 0. 5% -5%的脂肪酸鈉鹽/脂肪酸鉀鹽分散劑，攪拌，靜置，使CaCC^X淀分離，回收CaCO3; (二）?將上述（一）的Al2O3-脂肪酸鹽的水相懸浮液，加0&(：12或MgCl2或Ca(HC0 3) 2 或Mg(HCO3)2反應(yīng)，以50目-100目的篩網(wǎng)過濾分離脂肪酸鈣或脂肪酸鎂，再沉淀或過濾分 離Al2O3，水循環(huán)利用； 二.（1)、在50°C-60°C下，以足量的水浸泡Fe2O3-Al2O3-CaO的混合物，并加入水質(zhì)量 的0. 5% -5%的脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽或脂肪酸銨鹽、烷基硫酸鈉鹽或鉀鹽或銨鹽、烷 基苯磺酸鈉鹽或鉀鹽或銨鹽、及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉鹽或鉀鹽，任選一種，攪拌，使上 述陰離子表面活性劑完全溶解于水，再以30轉(zhuǎn)/分的低速攪拌30分鐘-1小時，靜置，使 Fe2O3沉淀析出分離，并分離Al203-Ca(0H)2-陰離子表面活性劑的水相懸浮分散液； (2) 、將上述（1)的Al2O3-Ca(OH)2-陰離子表面活性劑的水相懸浮分散液，在壓力下過 濾，分離Ca(OH)JPAl2O3混合物，陰離子表面活性劑的水溶液在上述（1)中循環(huán)利用；或 將上述（1)的Al2O3-Ca(OH)2-陰離子表面活性劑的水相懸浮分散液，靜置48-72小時，使 Al2O3-Ca(OH)2-合物沉淀分離，陰離子表面活性劑的水溶液在上述（1)中循環(huán)利用； (3) 、六1203/^(011)2混合物的分離回收： 加水、加〇)2水溶液攪拌反應(yīng)，靜置，立即沉淀分離CaCO3，再過濾或沉淀分離Al2O3，水循 環(huán)利用； 或，（一）.加0)2水溶液攪拌反應(yīng)，再加入水質(zhì)量0.5%-5%的上述（1)的陰離子表 面活性劑分散劑，在50°C-60°C下攪拌，靜置，使CaCCyX淀分離，回收CaCO3; (二）?將上述（一）的Al2O3-陰離子表面活性劑的水相懸浮分散液，在壓力下過濾，分 離Al2O3，陰離子表面活性劑的水溶液在上述（1)中循環(huán)利用；或?qū)⑸鲜觯ㄒ唬┑腁l2O3-陰 離子表面活性劑的水相懸浮分散液，靜置48-72小時，使Al2O3沉淀分離，陰離子表面活性劑 的水溶液在上述（1)中循環(huán)利用。
【專利摘要】氧化鐵粉末中粉末氧化鋁或/和氧化鈣的分離回收方法。涉及無機(jī)化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。其主要步驟：以足量的水浸泡氧化鐵廢渣，加入陰離子表面活性劑攪拌，分散和懸浮分離氧化鋁和氫氧化鈣，靜置，沉淀析出分離氧化鐵，再分離回收氧化鋁和氫氧化鈣。運(yùn)用于硫鐵礦燒渣的分離回收。
【IPC分類】C01F11-02, C01G49-06, C01F7-02
【公開號】CN104843799
【申請?zhí)枴緾N201510185142
【發(fā)明人】耿兆翔
【申請人】耿兆翔
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月12日