專利名稱:以煉鋼煙道灰為原料生產(chǎn)磁性氧化鐵黑的方法
本發(fā)明屬于生產(chǎn)無機鐵系顏料，磁性氧化鐵棕，磁性氧化鐵黑的方法。現(xiàn)有技術中生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，一般以廢鐵皮，鐵屑為原料，經(jīng)過酸洗、晶種、氧化等多道工序后，先制成氧化鐵紅，然后再經(jīng)過加成反應等多道工序最后制成氧化鐵黑。如果要制備磁性氧化鐵棕、磁性氧化鐵黑還需要再經(jīng)過高溫鍛燒最終才能制得。
這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，不僅生產(chǎn)工藝復雜，流程很長，還需要耗費大量的工業(yè)酸堿和大量的能源成本高，對環(huán)境造成污染。一九八三年印度曾有人提出過用轉爐飛灰，藍灰經(jīng)過酸洗等工序，再用硫酸亞鐵化學合成顏料級氧化鐵紅的實驗室方法(見化學文摘991415173)。由于這種方法是以轉爐飛灰，藍灰為原料，制備成較低級氧化鐵紅，制備工藝比較復雜。一九八五年楊文林工程師及天津建新化工廠，天津鋼廠研制成以天津鋼廠平爐粉塵灰為原料經(jīng)過水洗、酸洗，再加硫酸亞鐵合成氧化鐵黑的方法。這種方法工藝仍然復雜同時有對環(huán)境造成二次污染的問題。
本發(fā)明在對煉鋼煙道灰大量的物理，化學性質研究的基礎上，提出了一條最經(jīng)濟、合理、方便對環(huán)境又無污染的新方法。
以天津鋼廠為例，平爐煙道灰(即紅龍粉塵)主要含三氧化二鐵59%，轉爐煙道灰(即黃龍粉塵)主要含四氧化三鐵56%。它們都具有作為顏料來說及好的物理化學性質。同時還具有我國現(xiàn)有生產(chǎn)方式所制得的無機鐵系顏料所沒有的一個特性即磁性。本發(fā)明就是利用它的這一特性，通過磁選來制備高純度氧化鐵棕，氧化鐵黑。
本發(fā)明對消除煉鋼粉塵對環(huán)境污染有重要的作用。是變廢為寶。開展資源綜合利用的理想途徑之一。所制得的產(chǎn)品有極大的經(jīng)濟價值。
以吹氧煉鋼平爐，轉爐煙道灰為原料生產(chǎn)氧化鐵棕，氧化鐵黑的工藝流程如圖所示，它包括以下七個工藝過程。
一、水洗將平爐靜電除塵煙道灰或轉爐靜電除塵污泥，放入水洗槽內加熱水洗。用熱水在攪拌情況下洗三遍，去掉溶于水的氧化鈣等。
二、磁選將水洗后的物料打入磁選槽中，在固液相旋浮的況下磁選然后去磁，將純凈的氧化鐵棕(三氧化二鐵)，或是純凈的氧化鐵黑(四氧化三鐵)，放入另一個槽中。此過程可根據(jù)產(chǎn)品的用途返復進行，磁選的次數(shù)愈多，得到的產(chǎn)品愈純。
三、過濾將磁選后的物料根據(jù)不同用途200至300目篩。
四、脫水干燥用離心機脫水，或其它方式均可。將脫水后的成品放入干燥室中干燥，烘干后即成品。平爐煙道灰得產(chǎn)品磁性氧化鐵棕，轉爐煙道灰得磁性氧化鐵黑。上述兩個成品為中間粗成品。為了得到純度更高的氧化鐵黑還需經(jīng)過下述幾道工序。
五、加成反應將水洗、磁選、過濾、脫水后的物料，不需干燥。加入反應釜中再加入適量的水升溫到100℃用氫氧化鈉控制PH在7～8之間，然后分三次加入硫酸亞鐵，反應時間約3小時。硫酸亞鐵與煙道灰的重量比為1∶1.2左右為好。
六、過濾水洗根據(jù)對氧化鐵黑產(chǎn)品的不同要求，用適當目數(shù)的羅進行過濾。再用水對過濾后的物料進行清洗，以去掉其中的硫酸根離子，并用BaCe進行檢驗。
七、脫水干燥將經(jīng)過水洗后的物料放入儲缸中靜置分層，并排出其中的水。將物料脫水干燥后，將得到純度比較高的最終成品磁性氧化鐵黑。
上述工藝比傳統(tǒng)工藝大為簡化，可節(jié)約大量的工業(yè)酸堿和能源，不會對環(huán)境造成二次污染，所產(chǎn)生出來的磁性氧化鐵黑具有耐高溫和耐酸堿腐蝕的優(yōu)點，而且可以有效地消除煙道灰對環(huán)境的污染。上述工藝比楊文林等八五年研制的工藝更為合理、方便、經(jīng)濟、產(chǎn)品純度高，成本低，是綜合利用理想途徑之一。
附圖2說明煉鋼吹氧平爐即“紅龍”煙道灰空間結構圖。平爐煉鋼煙道灰為γ-型三氧化二鐵，它的空間三維度相等a＝b＝c＝8.350A。
權利要求
1.一種生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，一般以廢鐵皮為原料，經(jīng)酸洗處理，晶種、氧化等多道工序生成氧化鐵紅，再經(jīng)加成反應生成氧化鐵黑。本發(fā)明的特征在于它是以煉鋼煙道灰為原料，并且包括水洗、磁選、加成反應等工藝過程，制備氧化鐵黑的方法。
2.一種按照權利要求
1所說的生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，其特征在于所說的磁選工藝是在物料與水的混合情況下提取出所需要的三氧化二鐵，及四氧化三鐵，去掉其中的氧化鈣，及其它重金屬氧化物。
3.一種按照權利要求
1所說的生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，其特征是所說的加成反應是將經(jīng)過水洗、磁選、過濾后的物料和水，以及硫酸亞鐵加入反應釜中進行的。反應溫度為90～100℃。硫酸亞鐵分若干次加入，并且用氫氧化鈉或碳酸鈉，將反應釜中的PH值控制在6.5～7.5之間。
4.一種按照權利要求
3所說的生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，其特征在于所說的加成反應中硫酸亞鐵與干物料的重量比為1∶1.2。
5.一種按照權利要求
1所說的生產(chǎn)磁性氧化鐵黑的方法，其特征在于本發(fā)明證明了煉鋼煙道灰中所含三氧化二鐵為γ型具有磁性，所制備成的四氧化三鐵也有磁性。
專利摘要
以煉鋼煙道灰為原料生產(chǎn)磁性氧化鐵黑的方法，是對現(xiàn)有生產(chǎn)方法的改進，其目的主要是消除煉鋼煙道灰對環(huán)境的污染。產(chǎn)品性能優(yōu)于市場所售氧化鐵黑的性能。本發(fā)明直接以煉鋼煙道灰為原料，并且包括水洗、磁選、加成反應等七個工藝過程。它的另一產(chǎn)品為磁性氧化鐵棕。
文檔編號C01G49/06GK86106586SQ86106586
公開日1987年9月2日 申請日期1986年10月5日
發(fā)明者楊文林, 張麗, 楊威 申請人:楊文林導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan