[发明专利]铁氧体用高纯氧化铁的制造方法

说明书

本发明涉及一种铁的氧化物的制造方法，进一步是指一种铁氧体用高纯氧化铁的制造方法。

铁氧体用氧化铁现有的生产方法有如下三种：①钢铁制造业采用钢板酸洗废液(主要成份为FeCl₂)经喷雾焙烧而成氧化铁。该工艺生产的氧化铁成本较低，但由于酸洗液杂质较多，近年来虽经过不断改进，仍不能制造出高纯度氧化铁，其产品仅能用于中、低档铁氧体。②用低碳钢铁皮与硫酸反应生成硫酸亚铁再与碳铵复分解后的碳酸铁焙烧法。该法生产的氧化铁质量好，但成本较高，且原料有限。③本申请人于1997年曾发明了用钛白副产硫酸亚铁经酸解水解、结晶除杂提纯后再与碳铵复分解后的碳酸铁焙烧法。该法的产品质量好，可用于中、高档铁氧体，但缺点是工艺流程较长，由于采用了结晶工序进行提纯，使得能耗较高，故而生产成本增加。该技术已于1997年2月转让给株洲化工厂，现已形成年产3000吨的生产能力。

鉴于现有技术存在着的上述缺点。本发明的目的，乃是提供一种原料易得、质高价廉、工艺简单且能耗较低的铁氧体用高纯氧化铁的制造方法。

本发明的解决方案如下。用钛白副产硫酸亚铁经酸解水解去杂提纯，提纯后的硫酸亚铁与碳铵复分解生成碳酸铁，再将碳酸铁经洗涤、干燥、焙烧而制得高纯氧化铁；在上述酸解水解反应中，水的添加量与硫酸亚铁的比例为1～10kg水∶1kg硫酸亚铁，铁皮加入量与硫酸亚铁的比例为0.3～20g铁皮∶1kg硫酸亚铁，酸解水解反应温度控制在50～100℃，酸解水解反应时间为5～20小时，酸解水解反应PH值控制在3～5，在酸解水解完的溶液中加入絮凝剂让其沉降数小时，然后过滤分离，得到透明澄清的硫酸亚铁溶液；将此溶液与碳铵溶液经复分解反应生成碳酸铁，反应PH值控制在5～8，反应温度控制在30-90℃，当复分解反应完全以后，用任何一种常规的分离方式，从反应的水浆状生成物中分离出碳酸铁产物，然后用水洗去残存的水溶性铵盐，并将其在100～130℃温度范围内干燥，干燥后的碳酸铁于700～1000℃范围内进行焙烧4～5小时而得到高纯的氧化铁。

采用本发明方法所需要的主要原料硫酸亚铁为钛白副产品，原料易得而价廉，因而使得本发明方法的生产成本大为降低，并且还称得上是一个很好的三废治理项目。用本发明方法制得的铁氧体用氧化铁产品，纯度高，质量好，适合于中、高档铁氧体使用。本发明方法与本申请人已在株洲化工厂实施的方法相比，其显著特点是省去了能耗较高的结晶工序，因而具有工艺简单、流程短、能耗低、成本下降的特点，尤其是成本降低约1/3。

下面结合实施例对本发明方法加以进一步详细说明。

本发明是用钛白副产硫酸亚铁通过酸解水解去杂提纯，然后与碳铵复分解后的碳酸铁经洗涤、干燥、焙烧一步法而得铁氧体用高纯氧化铁。本发明所用的硫酸亚铁是廉价的钛白副产品(硫酸亚铁含量90％左右；钛1.2％；锰0.8％)，碳铵为工业品(含N为17％)。其酸解水解反应温度为50～100℃，温度低时，反应时间要延长，生产效率低。反应时间一般为5～20小时。硫酸亚铁添加的水量应为每1kg硫酸亚铁添加水1kg以上，最好为每1kg硫酸亚铁添加1～10kg水量；水量添加少，反应不充分，延长反应时间，生产效率低；若水量添加过多，则加温所需的能耗增加；本发明所用的水应当是高纯度的，最好用去离子水。酸解水解时铁皮的加入量为每1kg硫酸亚铁加0.3～20g铁皮，铁皮最好采用低碳钢铁皮。酸解水解反应PH值控制在3以上，以3～5为宜，否则水解不完全。当酸解水解PH值到达终点时，加入絮凝剂让其沉降数小时，然后过滤分离，得透明澄清的硫酸亚铁溶液，将此溶液与碳铵溶液复分解反应生成碳酸铁，其反应式为：

合成碳酸铁反应中PH值控制在5～8之间，反应温度为30～90℃。当复分解反应完全以后，碳酸铁可以用任何一种常规的分离方式收集，一种经济和有效的方法是过滤，从反应的水浆状物中过滤分离开悬浮的FeCO₃产物后，碳酸铁用水洗去残存的水溶性铵盐，并将其在100～130℃温度范围干燥。干燥后的碳酸铁于700～1000℃范围进行焙烧而得Fe₂O₃，焙烧要保持一定时间，以便FeCO₃分解完全成所希望的Fe₂O₃产物；焙烧时间一般为4～5小时，其反应式为：