[发明专利]利用铁氧化物制备高纯氧化铁的方法

说明书

本发明公开了一种利用铁氧化物制备高纯氧化铁的方法，该方法先将铁氧化物和碳酸盐反应制备得到铁酸钠，然后将铁酸钠用酸溶解、萃取提纯，再将铁元素制备成草酸铁或者氢氧化铁沉淀，焙烧得到高纯氧化铁产品。通过将铁氧化物转化成铁酸钠，可以极大地富集原料中的铁元素，得到的氧化铁产品的纯度高于99.9％，质量稳定且性能高，极大地扩展了制备高纯氧化铁的原料来源。

技术领域

本发明涉及高纯氧化铁制备领域，具体涉及一种利用铁氧化物制备高纯氧化铁的方法。

背景技术

氧化铁与其他金属元素的氧化物在不同条件下可以制成不同晶体结构的磁性材料，如软磁铁氧体、永磁铁氧体、旋磁性铁氧体和压磁性铁氧体，是磁性材料的重要原料之一。高纯铁氧体主要用于制备电子、汽车、家电、医疗和电动玩具等制品的元器件，因此，高纯氧化铁的纯度直接决定高纯铁氧体的性能和价格。例如，高纯氧化铁制作的优质微波铁氧体材料用于军用雷达可提高雷达的性能，对电子的发展起重要的作用。

专利CN102390869提供了一种用氧化铝赤泥制备高纯氧化铁的方法，该发明利用废弃物-氧化铝赤泥制备高纯氧化铁，在利用氧化铝赤泥提取稀土元素过程中，赤泥中的铁、铝在富集稀土元素的过程中也同时得到了富集，将其利回收利用制备成高纯氧化铁，专利中没有提及高纯氧化铁的纯度。专利CN107572596公开了一种高磷鲕状赤铁矿制备高纯氧化铁红的方法。将高磷鲕状赤铁矿与煤粉混合，获得高纯度氧化铁红，该方法将难以利用的高磷鲕状赤铁矿作为原料制备为高纯度氧化铁红，变废为宝；同时解决了高磷鲕状赤铁矿中磷含量过高影响利用的难题。专利CN1683251公开了一种氧化铁粉的制备方法，该发明采用轧钢酸洗铁泥为基料，不仅可以省略粉碎程序，而且仅通过化学和物理方法就可以制备纯度高达99.7％以上的三氧化二铁，该方法可大大降低成本，但是该方法在除硅过程中使用的氟化氢气体不仅能够除硅，同时大量消耗物料中的铁，因此采用该方法尽管能够得到高纯度的三氧化二铁，但是铁的收得率较低。专利CN102139927提供了一种高纯氧化铁黑颜料及其生产方法，该方法采用液相法的生产工艺以高纯氢氧化铁晶种为载体，采用硫酸亚铁和氢氧化钠在氧化桶内进行反应，在碱性条件下，立即生成氢氧化亚铁溶胶，通入蒸汽升温进行反应，达到规定温度后，通入空气进行氧化，反应一定时间后即可制得所需高纯氧化铁黑。该方法得到的产品的颗粒度比合成法的细小、均匀，且得量高、色光好；同时，控制产品的纯度，满足了行业使用要求。使用该方法能够制备得到成分为四氧化三铁的高纯氧化铁黑颜料。

随着信息产业的快速发展，对铁氧体的需求日益增长，而我国大部分高纯氧化铁需要进口，因此，如何生产质量稳定、性能高的氧化铁是一个亟待解决的问题，本发明利用铁氧化物为原料制备高纯氧化铁，得到的氧化铁产品的纯度高于99.9％，质量稳定且性能高，极大地扩展了制备高纯氧化铁的原料来源。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种以铁氧化物为原料，通过与碳酸盐反应、提纯、焙烧等制备工序得到高纯氧化铁产品的制备方法，得到的氧化铁的纯度可达99.9％以上。

为了克服和解决现有技术中的缺陷和不足，本发明采用了如下的方案：

一种利用铁氧化物制备高纯氧化铁的方法，包括以下步骤：

(1)取铁氧化物与碳酸盐混合均匀，放入马弗炉加热，升温至1200℃，保温1-1.5小时，冷却，得到铁酸钠；

(2)将铁酸钠用酸溶液溶解得到未纯化的铁盐溶液，并调节溶液pH至0-2.5之间，再将未纯化的铁盐溶液与有机相经萃取、洗涤、反萃取后，得到纯化的铁盐溶液；

(3)向铁盐溶液中加入沉淀剂至不再生成沉淀，过滤，洗涤沉淀并烘干，送入马弗炉焙烧得到高纯氧化铁产品。

优选地，所述铁氧化物为含铁量大于25％的铁矿石、氧化铁皮、含铁渣中的一种或多种。

优选地，步骤(1)中铁氧化物与碳酸盐的重量比为(1-5):(1-5)；加热时升温速率为20-50℃/min。