[发明专利]一种由含铬铝工业废渣制备磁性材料的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用铝材表面处理产生含铬铝工业废渣制备磁性材料的方法。

背景技术

长期以来，一般铝厂在生产精炼铝及铝型材加工过程中，都产生大量的含铝废弃物。尤其是部分型材表面处理时使用了含铬化合物，就产生了型材厂的成分复杂的铝铬并存的高毒性废弃物，由此也给废弃物的处理和铝资源回收利用带来了难度。含铬的工业废弃物，它能诱发皮肤溃疡，贫血，肾炎及神经炎等。

目前大部分铝型材厂对含铝废液的处理工艺是这样的：废液先进入集水池初步沉降，再进入中和池以酸中和，再加入絮凝剂使铝渣充分沉淀；清液回用，沉淀浆液输至板框压滤机滤出废渣。这样的废液处理工艺，由于该废渣中含有毒性铬成分，在对其资源化利用中，难以采用传统的利用思路将其做成对纯度要求很高的铝系净水剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、明矾等，也就是难以实现资源化利用。因此，无论从水处理角度，还是从资源化利用角度，均需要对铝型材厂原有处理工艺作出革新。

磁铁矿（Fe₃O₄）是人类最早发现的天然磁性材料，它是属于尖晶石结构的等轴晶系，经研究其最小单元组成中具有两个三价Fe离子和一个二价Fe离子。其中，二价Fe离子可以部分地被其它金属离子替代（比如三价Cr离子），形成晶体构型相似的其它品种的杂化磁性材料。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种不仅处理了含铬铝工业废渣中的重金属又对其实现了资源化利用的一种由含铬铝工业废渣制备磁性材料的方法。

按照本发明提供的技术方案，所述一种由含铬铝工业废渣制备磁性材料的方法包括如下步骤：

a、取样并测量含铬铝工业废渣中铬元素的含量；

b、将含铬铝工业废渣加入到重量百分含量为1%~100%、温度为1~100℃的无机酸液中浸泡，浸泡时间为0.1~200小时，得到酸浸泡产物，所述无机酸液的质量为含铬铝工业废渣质量的2~200倍；

c、将酸浸泡产物进行过滤，在滤液中加入含二价铁离子的化合物，含二价铁离子的化合物的加入质量为含铬元素质量的2~100倍，含二价铁离子的化合物加入后，对滤液进行空气鼓泡并搅拌0.1~100小时，得到鼓泡液；

d、在鼓泡液中加入重量百分含量为1%~100%的无机碱，形成混合反应体系，调节混合反应体系的pH值为8.1~14，然后将混合反应体系加热至35~100℃并搅拌0.1~100小时，得到混合反应产物；

e、将混合反应产物冷却至5~40℃并静置0.1~100小时，静置后将混合反应液进行过滤，所得滤渣即为磁性材料。

在步骤b中所述的无机酸液为硫酸、盐酸、磷酸或者它们两种以及两种以上的混合物。

在步骤c中所述的含二价铁离子的化合物为硫酸亚铁、氯化亚铁、磷酸亚铁、草酸亚铁、柠檬酸亚铁、水杨酸亚铁或它们两种以及两种以上的混合物。

在步骤d中所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化锂、氢氧化镁、氧化镁、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸锂、碳酸镁、氨水、尿素、碳酸铵、碳酸氢铵或它们两种以及两种以上的混合物。

所述含铬铝工业废渣中铬元素的重量百分含量为0.01%~30%。

废渣中铝元素在8.1~14的pH值范围内未形成沉淀，则留在滤液中，可另行按照传统方法处理利用。

加入含二价铁离子的化合物并在空气鼓泡下发生氧化还原反应，调节溶液的pH值后，得到化学组成为Fe³⁺[Fe²⁺Fe_1-x³⁺Cr_x]O₄的具铁磁性的磁铁矿型氧化物（其中x在0~1之间），并作为沉淀过滤分离出来，有害铬元素可以稳定地锁定在磁性材料杂化结构骨架中。

通过本发明的方法得到的含铬的铁磁性氧化物是一种优良的磁性材料，可以应用在电子工业上，采用该本发明的方法不仅处理了含铬铝工业废渣中的重金属又对其实现了资源化利用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

对于含铬铝工业废渣需取样并测量中铬元素的含量。可采用的方法有两种，一种是采用二苯碳酰二肼分光光度法分析废渣中的铬含量（GB 7467-87）；另一个方法是采用等离子发射光谱法（ICP）测量。

实施例1

一种由含铬铝工业废渣制备磁性材料的方法包括如下步骤：