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磁铁矿生产氧化铁颜料工艺技术和方法/科研成果

     时间:2017-10-12 09:04:57

科研成果磁铁矿的化学成分为Fe3O4,含铁量为72.4%(理论量),等轴晶系,其晶体具反尖晶石型结构(见尖晶石)。外观呈铁黑色,条痕呈黑色,有金属光泽或半金属光泽,不透明,无解理,有时具八面体裂理。断口不平坦。摩氏硬度5.5-6,比重4.8-5.3g/cm3。性脆。无臭,无味。目前,磁铁矿多作为炼铁原料使用。在钢铁行业不景气的形势下,磁铁矿采选业的经济效益受到明显压缩。因此,选择一条切实可行的、高附加值的磁铁矿的利用新途径以及磁铁矿综合利用技术是十分必要的。

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从已报道的情况看,可以由磁铁矿生产氧化铁红工业颜料,具体磁铁矿生产氧化铁红方法有以下几种:

一是拌酸焙烧法,即将精选后磁铁矿粉与适量硫酸混合进行酸化反应,使磁铁矿的物相发生变化,然后送焙烧系统焙烧,使转化为氧化铁红。将所得氧化铁红细磨、水萃、洗涤、干燥、包装制得氧化铁红工业颜料。为改善烧成物色光,也可以在酸化反应过程配以适量反应助剂。焙烧过程有三氧化硫和二氧化硫混合气体产生,将焙烧尾气送硫酸制备系统,经冷却、净化、转化、吸收收得硫酸循环使用。

该磁铁矿生产氧化铁颜料技术的优点是可以直接由磁铁矿生产氧化铁颜料,缺点是产品质量较差,难以油漆、涂料行业需要,同时生产过程有含硫气体产生,需要投资建设烟气制酸装置或脱硫装置。不仅工艺流程长,设备投资大,而且对环境有影响。

二是硫酸分解碳酸盐沉淀培烧法,该工艺是将精选后磁铁矿粉与系统内产生的酸性废水混合,再加硫酸反应,使生成产硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液。将所得溶液还原净化制得硫酸亚铁溶液。以碳酸盐为沉淀剂与硫酸亚铁溶液反应制得碳酸亚铁,将所得碳酸亚铁煅烧制得氧化铁红工业颜料。控制和调整工艺条件,可制得不同的氧化铁红产品。

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分离碳酸亚铁所得工艺废水送废水综合利用工序,经处理所得副产品循环用于碳酸亚铁的制备。

磁铁矿生产氧化铁红工艺的优点是工艺流程短,生产周期短,母液可以综合利用,所得产品质量优于半酸焙烧法。缺点是产品质量不及两步氧化法。

三是以两步氧化法为基础的氨法工艺。该磁铁矿生产氧化铁红技术是将精选后磁铁矿粉与系统内产生的酸性废水混合,再加硫酸反应,使生成硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液。将所得溶液还原净化制得硫酸亚铁溶液。将所得硫酸亚铁溶液送晶种制备反应器,以氨为中和剂,控制工艺条件经氧化制得氧化铁红晶种。再将晶种转入集约式多功能氨法氧化铁颜料专用反应器,严格控制工艺条件,采用多段反应、中控变温工艺进行氧化,再经分离、漂洗、脱水、干燥、混拼、包装制得氧化铁红工业颜料。分离过程所产出的工艺废水含硫酸铵,送废水处理工序用于回收氨水循环使用。生产过程无三废排放。

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磁铁矿生产氧化铁颜料工艺的优点是工艺流程短,生产周期较混酸法缩短60%,氨可以循环利用,生产成本低,工艺成熟可靠,产品质量稳定。该磁铁矿生产氧化铁颜料技术是目前现行氧化铁红生产工艺中环保性能较好的生产工艺。具有十分可观推广与应用前景。

以上述二、三项磁铁矿生产氧化铁颜料,生产成本在2700/t以内,产品质量符合GB/T1863-2008标准,可以满足油漆、涂料和建材行业要求。出厂价在6300/t以上。

作者单位:南阳东方应用化工研究所 河南南阳

邮编:473000  电话:13213779951

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