[发明专利]固相催化氧化法生产α型三氧化二铁

说明书

本发明涉及一种α-Fe₂O₃的生产方法，特别是一种采用固相催化氧化法生产α-Fe₂O₃的新方法。

高纯α-Fe₂O₃是制造软磁铁氧体的主要原料之一，在铁氧体配方中约占70％。软磁铁氧体在彩电、录像机、计算机、收录机、通讯设备等电子产品中有着极为广泛的用途，市场需求量很大。软磁铁氧体的性能对组分十分敏感，对原料α-Fe₂O₃的纯度、反应活性和晶体结构都有较高要求，若化学纯度较高，晶体结构良好，易于制造高档磁性器件，而且生产过程中工艺参数范围较宽，生产容易控制。α型三氧化二铁的生产工艺路线比较多，传统生产工艺一般分为干法和湿法两大类。传统湿法生产氧化铁红主要是以铁皮、铁屑为原料先制得亚铁盐，再加入碱液并通入空气，使其氧化生成Fe(OH)₃，烘干即可制得Fe₂O₃，此法原料易得，但生成的Na₂SO₄不易处理，常大量加水冲稀而排放，造成环境污染，且Na₂SO₄的吸附能力较强，不易洗涤干净，影响产品质量，在生产过程中，空气量的多少、反应的PH值、温度及溶液的浓度等因素均影响产品的质量；干法生产是以硫酸亚铁、铁黄、铁黑或氢氧化铁及FeOOH等为原料，在高温下煅烧而制得Fe₂O₃，由于原料不同，工艺条件差异很大，干法生产工艺流程简单、投资较低，但废水、废气、粉尘污染均相当严重。

本发明的目的是提供一种以铁矿粉或氧化铁皮为原料，选用恰当的催化剂通过一步反应催化氧化法生产α-Fe₂O₃，以提高产品质量，缩短反应流程，降低产品成本，减少环境污染，克服现有技术的主要不足。

下面详细叙述本发明的实现过程。

附图1为本发明的工艺流程图。

如图所示，以总铁含量≥71.2％铁矿粉或氧化铁皮为原料，经粉碎至150-325目，加入0.5-1.5％的催化剂(锰酸盐类、高级锰钴镍氧化复合物，氯酸盐或硝酸盐类)，在不断通入空气，并同时通入约为空气量1-6％的水蒸气的回转式氧化反应器中，于氧化温度600-980℃下反应1-3.5h即可制得α-Fe₂O₃，再经水洗、干燥、微粒化可制得产品，α-Fe₂O₃的含量≥98.5％。

本发明所使用的催化剂锰酸盐类主要是锰酸钠、高锰酸钠、锰酸钾、高锰酸钾及伴有二氧化锰的混合物；氯酸盐为氯酸钠、氯酸钾；硝酸盐类是硝酸钠、硝酸钴硝酸镍及少量硝酸的铜盐；高级锰钴镍氧化复合物为MnO₂·xNiO·yCoO(x,y=0.1-0.2)。反应使用回转式氧化反应器，如回转炉反应器，可使反应物充分接触，提高反应速度。在反应过程中通入约为空气量1-6％的水蒸气亦可促进氧化反应，方便操作。

本发明的优点：通过铁矿粉或氧化铁皮一步法生产高纯α-Fe₂O₃成本比采用传统工艺低40％，原料易得，工艺流程短，无污染，催化剂易于洗脱，α-Fe₂O₃含量大于98.5％，适于工业化生产。

实施例1：以总铁含量大于71.2％的磁铁矿为原料，粉碎至粒度为325目，加入锰酸钠0.5％，不断通入空气，并同时通入约为空气量1-6％的水蒸气，750℃下在回转炉反应器中反应2h即可制得α-Fe₂O₃粗品，再经水洗、干燥、微粒化可制得产品。

实施例2：以总铁含量大于71.2％的磁铁矿为原料，粉碎至粒度为200目，加入锰酸钾1.5％，不断通入空气，并同时通入约为空气量1-6％的水蒸气，850℃下在回转炉反应器中反应1h即可制得α-Fe₂O₃粗品，再经水洗、干燥、微粒化可制得产品。

实施例3：以总铁含量大于71.2％的菱铁矿为原料，粉碎至粒度为200目，加入锰钴镍氧化复合物0.8％，不断通入空气，并同时通入约为空气量1-6％的水蒸气，650℃下在回转炉反应器中反应1.5h即可制得α-Fe₂O₃粗品，再经水洗、干燥、微粒化可制得产品。