[发明专利]利用钢铁厂酸洗废液制备铁铜合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁铜合金的制备方法，尤其是一种利用钢铁厂酸洗废液制备铁铜合金的方法。

背景技术

目前钢铁厂中酸洗废液普遍是使用鲁兹纳法来处理，对废液进行喷雾焙烧获得再生盐酸和氧化铁红。由于在高温下盐酸有强烈的腐蚀性，因此接触废液的设备均需要采用优质的耐腐蚀材料，造成设备成本高、零部件消耗大、同时由于高温焙烧需要大量的能源，氧化铁红产品生产的铁红产品因为颜料性能差不能进入氧化铁颜料市场，目前一些钢铁企业的做法是将冷轧废酸再生氧化铁红或部分低价出售，或采用掺入铁矿进行二次冶炼，其运行费用高，经济效益低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用钢铁厂酸洗废液制备铁铜合金的方法，以有效地利用钢铁厂中酸洗废液。

为解决上述技术问题，本发明的工艺步骤为：（1）在酸洗废液中加入硫酸铜溶液，或者将硫酸铜直接溶于酸洗废液中，得到混合溶液；

（2）所述混合溶液中加入碱性溶液，搅拌进行反应，陈化、过滤后得到混合沉淀物；

（3）所述的混合沉淀物经洗涤、过滤、干燥后，采用球磨机磨样得到沉淀物粉体；

（4）所述的沉淀物粉体经煅烧后进行还原反应，即可得到所述的铁铜合金。

2、根据权利要求1所述的利用钢铁厂酸洗废液制备铁铜合金的方法，其特征在于：所述步骤（1）中硫酸铜溶液的浓度为1～2mol/L。

本发明所述步骤（2）中的碱性溶液为氢氧化钠溶液或氨水；所述碱性溶液添加至混合溶液的pH值到7～9。所述碱性溶液的浓度与与废酸液中铁离子等摩尔浓度。所述步骤（2）中的反应时间为30～50min，陈化时间为3～4h。

本发明所述步骤（3）中的干燥温度为135～155℃。所述步骤（3）中混合沉淀物经2～3次洗涤。所述步骤（3）磨样至沉淀物粉体粒度为1～2微米。

本发明所述步骤（4）中的沉淀物粉体在200～500℃下煅烧1～3h。所述步骤（4）中还原反应温度为700～900℃，还原气体为焦炉煤气或氢气，还原时间为20～28分钟。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明采用酸洗废液和硫酸铜制备铁铜复合合金粉的主要原料来源于钢铁厂废料，其原料来源丰富且成本低廉，本发明能有效的使废物再利用减少外排，具有节能、环保的特点。

（2）本发明采用酸洗废液和硫酸铜为主要原料，直接采用共沉淀的方法得到混合氧化物之后再利用焦炉煤气或氢气还原的方法得到铁铜复合合金粉。其制备工艺简单，易推广。

（3）本发明采用酸洗废液和硫酸铜制备的铁铜复合合金粉粉体较细，平均粒度范围1～2微米，本发明方法制备得到的铁铜合金粉中铁铜的比例可自由控制，所述铁铜合金粉末中铜的含量可控制在1%～4.9%，铁含量可控制在95.1%～99%，其他含量小于1%，其中S含量小于0.015%。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明制备的铁铜合金的能谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本利用钢铁厂酸洗废液制备的方法，采用酸洗废液和工业级别的硫酸铜为原料，还原性气体选用炼焦过程中产生的大量的焦炉煤气，其具体工艺步骤为： 

（1）将1000g硫酸铜溶于离子水中配成1mol/L的硫酸铜溶液，根据Fe-2.5Cu的合金粉末元素成分配方的需要将硫酸铜溶液加入到酸洗废液中，得到混合溶液；

（2）将1000g氢氧化钠配制成与废酸液中铁离子等摩尔浓度的碱性溶液；碱性溶液缓慢倒入混合溶液中，至混合溶液的pH值为7；搅拌反应30min、陈化3h，过滤后得到混合沉淀物；

（3）混合沉淀物经2次洗涤、抽滤，135℃干燥，之后混料采用球磨机磨样得到粉体粒度在1～2微米，得到沉淀物粉体；

（4）沉淀物粉体在500℃下煅烧1h，得到混合氧化物粉末；混合氧化物粉末在700℃条件下进行还原反应，还原气体为焦炉煤气，还原操作时间控制在28分钟，即可得到铁铜复合合金粉。

本方法制备的铁铜复合合金粉的粉体较细，平均粒度范围1～2微米；图1所示，X荧光测定及能谱测定铜含量为2.48%，铁含量96.70%，其他含量小于1%，其中S含量0.005%。

实施例2：本利用钢铁厂酸洗废液制备铁铜合金的方法，采用酸洗废液和工业级别的硫酸铜为原料，还原性气体选用氢气，其具体工艺步骤为：