[发明专利]用含铁废渣非铁皮法生产氧化铁黄(红)

说明书

本发明是一种利用工业废弃物——含铁废渣为原料，采用气液两相非铁皮法生产氧化铁黄(红)。

利用含铁废渣(液)湿法生产氧化铁系颜料，国内外均有文献报导，即将酸洗废液经净化后用硫酸调PH值，加过量铁皮将三价铁还原为二价铁。铁皮为低碳钢边角料，数量需求很大，二步氧化仍加过量铁皮，采用传统生产方法，生产周期较长；利用钢厂酸洗废液气液两相生产氧化铁红也已有专利(CN85105994A)，但是也需加过量铁皮为还原剂。

鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是采用一种新工艺，完全用工业废料作原料，(仅在贮存的硫酸亚铁溶液中加入少量铁皮以防止溶液氧化)，这样就可以充分利用废弃物，消除其对环境的污染。同时生产周期也大大缩短，既可以生产氧化铁黄、氧化铁红，又可以得到副产品石膏用作建筑材料的配料。

本发明的基本内容如下：首先对含铁废渣进行预处理。含铁废渣包括染料化工厂生产过程中排放的各种铁泥、硫铁矿氧化焙烧生产硫酸过程中产生的烧渣、轧钢厂高温碾轧钢件表面脱落的铁鳞、钢铁厂吹氧平炉烟尘灰以及铁矿石等。为了提高其全铁含量，对于含铁量不同的硫铁矿烧渣粉碎过12～20目筛后，进行磁力分选得到全铁含量超过65％的精选矿；对于其它含铁量低的废渣可以采用类似磁力分选或重力分选工艺。选出的精矿均匀拌入无烟煤粉，过量系数1.8～3.0，经流化还原炉在700～800℃温度下还原30～60分钟。用生产间苯二胺中间体排放的铁泥为原料，则在流化还原炉中先脱色后还原。根据原料的不同活性，对于硫铁矿烧渣、生产靛兰或间苯二胺排放的铁泥、铁鳞、含铁烟尘灰、铁矿石等可用20～70％的硫酸浸取，充分反应后加水稀释至固液比0.2～0.3，以便过滤；反应温度为75～90℃，反应时间20分钟，浸液中加入少量0.1～1.0％的聚丙烯酰胺絮凝剂和添加剂，即用化学共沉淀原理除去金属杂质，上层清液即为高纯的硫酸亚铁溶液，可作为氧化铁颜料的生产原料。为了防止硫酸亚铁溶液被空气氧化，加入铁皮作还原剂(铁皮用量极少)，直至PH值为4.5～5.5。中和氧化反应采用气液两相反应工艺，不用铁皮，将事先准备好的铁黄(红)晶种加入中和氧化桶，通蒸汽加热75～85℃，由于在氧化桶内装有带文丘里管的负压抽气装置，桶内浓度为5～7％的硫酸亚铁溶液通过管道用循环泵循环，空气和氨蒸汽由于负压作用也同时被急速抽入氧化桶内，因而大大加快氧化过程，将PH值控制在3～6的范围内，这时氧化铁黄(红)的晶粒不断长大，最后生成鲜艳的产品铁黄(红)。当根据颜色判断铁黄(红)合格后，再进行过滤、洗涤、烘干、粉碎即成产品铁黄(红)。过滤后的滤液置于带夹套的蒸氨槽内，用蒸汽加热，温度控制在95～110℃，通入少量空气，并加入石灰蒸氨，过量系数为1.2左右，产出含氨的蒸汽通过闭路管道返回到中和氧化桶作中和剂和热源，以便充分利用氨汽物理热。蒸氨后的残渣浆经过过滤，其残渣为石膏，可用于水泥配料或建筑装饰板。水洗酸性水用石灰中和，静置24小时后，上层清水可循环使用。

产品铁红经700～800℃焙烧一小时即转变为新的高纯度氧化铁红，α-Fe₂O₃含量可达98.0％以上，可作为铁氧体磁性材料的生产原料。

本发明彻底清除了以低碳钢薄铁皮为原料的要求，采用负压抽气装置，缩短了生产周期，使生产铁黄(红)的时间从传统铁皮法的3～4天减少到20小时左右，节约电能6～7倍，且铁黄(红)质量优良，彻底消除由于二步氧化中大量铁皮消耗而带进的碳泥污染，废弃物资源被充分利用，生产成本比铁皮法降低600元/吨左右；蒸氨返回氧化桶循环使用，并利用蒸氨热源，每吨产品仅需补充液氨70kg左右，耗碱量大为减少，副产品石膏作为建材原料；水洗后的酸性水用石灰中和沉降后循环使用，无二次污染。

实施例1：

将硫铁矿烧渣过12～20目筛后，用磁选机选出精矿，其全铁含量提高到65％以上，将精选矿均匀拌入无烟煤煤粉，过量系数2.0，连续投入流化还原炉，炉温约800℃，连续进料、连续出料，高温物料放入带保温层的密闭还原桶内，在桶内进行40分钟的还原反应，冷却出料，硫铁矿烧渣由原先的褐色变为深黑色粉末；浸取条件为：硫酸浓度25％，过量系数1.05，反应温度80℃左右，反应20分钟，趁热过滤，上层清液即为高纯的硫酸亚铁溶液。在搅拌情况下，向溶液中按5mg/L加入聚丙烯酰胺与少许氨水进行絮凝沉降，滤液中加入少量铁皮贮存。