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1、10申请公布号CN104046775A43申请公布日20140917CN104046775A21申请号201410299498622申请日20140627C22B3/04200601C22B3/1020060171申请人龚贵联地址617000四川省攀枝花市仁和区攀枝花大道南段796号附85号72发明人龚贵联龚金均74专利代理机构成都虹桥专利事务所普通合伙51124代理人梁鑫54发明名称分解磁铁矿的方法57摘要本发明属于化学选矿生产领域，具体涉及一种分解磁铁矿的方法。本发明分解磁铁矿的方法包括以下步骤将磁铁矿与反应剂反应；其中所述的反应剂为氯化铁溶液或盐酸中的至少一种。本发明方法可以分解磁铁矿，。
2、当温度控制较高时，可得到纯度很高的三氧化二铁，同时将类质同象金属以氯化物的形式分离到溶液中，从而实现了铁与类质同象金属的分离。该方法简便、易操作，耗酸低，所得三氧化二铁质量好，为磁铁矿的分离提供了一条更有效的方法。51INTCL权利要求书1页说明书6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页10申请公布号CN104046775ACN104046775A1/1页21分解磁铁矿的方法，其特征在于磁铁矿与反应剂充分反应；所述的反应剂为三氯化铁溶液或盐酸中的至少一种；反应条件为磁铁矿粒度不低于200目、反应温度为110300或反应条件为磁铁矿边磨矿边反应、反应温度为常温。
3、至300；当反应剂中有盐酸时，控制参与反应的氯化氢与参与反应的磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比小于81。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应剂以氯离子计与磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比为18231。3根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述粒度不低于200目的磁铁矿粒度为4001000目。4根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的反应温度为160230。5根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的反应温度为110160。6制备三氧化二铁的方法，其特征在于磁铁矿与反应剂充分反应；所述的反应剂为三氯化铁溶液或盐酸中的至少一种；反应条件为磁铁矿粒度不低于200目、反应温度为160300或反应条件为磁铁。
4、矿边磨矿边反应、反应温度为160300；当反应剂中有盐酸时，控制参与反应的氯化氢与参与反应的磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比小于81。7根据权利要求6所述的方法，其特征在于反应剂以氯离子计与磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比为18231。8根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述粒度不低于200目的磁铁矿粒度为4001000目。9根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的反应温度为160230。权利要求书CN104046775A1/6页3分解磁铁矿的方法技术领域0001本发明属于化学选矿生产领域，具体涉及一种分解磁铁矿的方法。背景技术0002磁铁矿含有类质同象金属镍、钴、铬等金属，如要有效利用镍、钴、铬，用。
5、常规的磁选、浮选、重选等选矿方法，无法有效地分离磁铁矿中的镍、钴、铬等金属。0003现有选矿技术只能通过酸浸分解磁铁矿的方法将磁铁矿酸解，磁铁矿分解为亚铁盐和铁盐，或者在还原氛围分解为亚铁盐，同时类质同象金属得到分离。这些方法由于酸耗高，余酸高，或耗用还原物，存在污染严重，成本高，在工业上没有实用价值。0004如冶金工业出版社1991年12月出版的湿法冶金中铁的分离与利用171页介绍增加磁铁矿溶解度的方法是添加铜粉、硫酸联氨等还原剂，从而酸解为亚铁盐。2012年冶金工业出版社出版的化学选矿第二版53页简单酸浸法指出，铁酸盐经酸浸分解为三价铁离子及相应金属离子，磁铁矿分解为三价铁离子及二价铁离子。
6、。0005磁铁矿生产三氧化二铁的专利从磁铁矿生产合成氧化铁红颜料的方法，专利申请号为931081181，其是将含铁69以上的磁铁矿粉用浓硫酸加热酸解为硫酸亚铁和硫酸铁，硫酸的加入量较大，然后将其加热到800900分解为三氧化二铁、二氧化硫、三氧化硫。该专利耗酸量较大，同时产生了有毒气体二氧化硫和三氧化硫，并且控制温度的能耗较高，同时产生的三氧化二铁的粒径较大，从而限制了该方法的应用。发明内容0006针对上述现有技术存在的问题，本发明致力于提供一种易操作、污染小、能耗低的分解磁铁矿的方法。0007本发明所要解决的第一个技术问题是提供分解磁铁矿的方法。该方法包括以下步骤磁铁矿与反应剂充分反应；所述。
7、的反应剂为三氯化铁溶液或盐酸中的至少一种；反应条件为磁铁矿粒度不低于200目、反应温度为110300或反应条件为磁铁矿边磨矿边反应、反应温度为常温至300；当反应剂中有盐酸时，控制参与反应的氯化氢与参与反应的磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比小于81。0008具体的，上述分解磁铁矿的方法中，反应剂以氯离子计与磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比为18231。0009具体的，上述分解磁铁矿的方法中，所述反应剂以氯离子计浓度为不低于005MOL/L。0010进一步的，上述分解磁铁矿的方法中，所述反应剂以氯离子计浓度为0510MOL/L。0011优选的，上述分解磁铁矿的方法中，所述粒度不低于200目的磁铁矿粒度为40。
8、01000目。0012进一步优选的，上述分解磁铁矿的方法中，所述的反应温度为110160。说明书CN104046775A2/6页40013进一步优选的，上述分解磁铁矿的方法中，所述的反应温度为160230。0014优选的，上述分解磁铁矿的方法中，所述的三氯化铁是通过盐酸与磁铁矿反应所得到的或者是反应体系中的氯化亚铁经过氧化所得到的。0015具体的，所述的反应温度下水沸腾时，采用密闭耐压容器；所述的反应温度下水没有沸腾，采用普通容器或密闭耐压容器中的任意一种。0016本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种制备三氧化二铁的方法。该方法包括以下步骤磁铁矿与反应剂充分反应；所述的反应剂为三氯化铁溶液。
9、或盐酸中的至少一种；反应条件为磁铁矿粒度不低于200目、反应温度为160300或反应条件为磁铁矿边磨矿边反应、反应温度为160300；当反应剂中有盐酸时，控制参与反应的氯化氢与参与反应的磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比小于81。0017优选的，上述制备三氧化二铁的方法，反应剂以氯离子计与磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比为18231。0018优选的，上述制备三氧化二铁的方法，所述粒度不低于200目的磁铁矿粒度为4001000目。0019优选的，上述制备三氧化二铁的方法，所述的反应温度为160230。0020本发明方法通过控制合理反应温度和磁铁矿的粒度，加入少量的盐酸和三氯化铁溶液就可以分解磁铁矿，得到铁的沉。
10、淀物，如氢氧化铁、针铁矿或三氧化二铁，从而将磁铁矿中铁与其类质同象金属分离开来。本发明方法操作简单、反应时间短、能耗低，同时节约了盐酸，减小了盐酸对设备的腐蚀；制备得到的三氧化二铁品质高、粒度细，其质量可以和化学法所得三氧化二铁媲美。本发明方法为磁铁矿的分解提供了一条新的途径，具有很好的市场前景。具体实施方式0021分解磁铁矿的方法，包括以下步骤磁铁矿与反应剂充分反应；所述的反应剂为三氯化铁溶液或盐酸中的至少一种；反应条件为磁铁矿粒度不低于200目、反应温度为110300或反应条件为磁铁矿边磨矿边反应、反应温度为常温至300；当反应剂中有盐酸时，控制参与反应的氯化氢与参与反应的磁铁矿中四氧化三。
11、铁的摩尔比小于81。0022具体的，为了让本发明反应不像常规反应得到氯化铁和氯化亚铁，在加入盐酸的时候，应当控制参与反应的氯化氢与参与反应的四氧化三铁的摩尔比小于81。在具体的工业操作反应中，可能反应不会像理论反应那样完全反应，从而导致某一原料变多，这是就需要合理调整各原料的添加量，总之，应控制参与到具体反应中的氯化氢与参与到具体反应中的四氧化三铁的摩尔比小于81。0023优选的，控制反应剂中氯离子与四氧化三铁的摩尔比为18231。0024具体的，反应剂为三氯化铁溶液时，当三氯化铁摩尔浓度较低时，可以提高温度来提高三氯化铁溶液的酸度，从而使此酸度可以满足与磁铁矿反应的条件；当三氯化铁摩尔浓度较。
12、高时，也可以不提高温度就可以满足与磁铁矿反应的条件；所以，本发明方法中，可根据三氯化铁溶液的浓度合理地调整温度，或根据温度合理地调整三氯化铁溶液的浓度，从而不用严格控制氯离子的浓度。优选的，反应剂以氯离子计浓度不低于005MOL/L。更优选的，反应剂以氯离子计浓度为0510MOL/L。说明书CN104046775A3/6页50025具体的，为了提高磁铁矿的反应活性，需对磁铁矿进行磨矿，磨矿后磁铁矿与反应剂反应，或边磨矿边与反应剂反应。当磨矿后磁铁矿与反应剂反应时，磁铁矿粒度不低于200目。优选粒度为4001000目。当边磨矿边与反应剂反应时，可不用严格控制初始磁铁矿的粒度。0026进一步优选的。
13、，反应温度控制为110160，主要得到针铁矿。0027进一步优选的，反应温度控制为160300时，主要得到三氧化二铁。优选反应温度为160230。0028具体的，对反应时体系的压力没有特别地限定，当反应温度过低没有使水沸腾时，可以采用普通容器或密闭耐压容器；当反应温度过高使水沸腾，所采用的容器为密闭耐压容器，此密闭耐压容器只要能够承受相应温度下水蒸气的压力即可。0029制备三氧化二铁的方法，包括以下步骤磁铁矿与反应剂充分反应；所述的反应剂为三氯化铁溶液或盐酸中的至少一种；反应条件为磁铁矿粒度不低于200目、反应温度为160300或反应条件为磁铁矿边磨矿边反应、反应温度为160300；当反应剂中。
14、有盐酸时，控制参与反应的氯化氢与参与反应的磁铁矿中四氧化三铁的摩尔比小于81。0030具体的，为了让本发明反应不像常规反应得到氯化铁和氯化亚铁，在加入盐酸的时候，应当控制参与反应的氯化氢与参与反应的四氧化三铁的摩尔比小于81。在具体的工业操作反应中，可能反应不会像理论反应那样完全反应，从而导致某一原料变多，这是就需要合理调整各原料的添加量，总之，应控制参与到具体反应中的氯化氢与参与到具体反应中的四氧化三铁的摩尔比小于81。0031优选的，控制反应剂中氯离子与四氧化三铁的摩尔比为18231。0032具体的，反应剂为三氯化铁溶液时，当三氯化铁摩尔浓度较低时，可以提高温度来提高三氯化铁溶液的酸度，从。
15、而使此酸度可以满足与磁铁矿反应的条件；当三氯化铁摩尔浓度较高时，也可以不提高温度就可以满足与磁铁矿反应的条件；所以，本发明方法中，可根据三氯化铁溶液的浓度合理地调整温度，或根据温度合理地调整三氯化铁溶液的浓度，从而不用严格控制氯离子的浓度。优选的，反应剂以氯离子计浓度不低于005MOL/L。更优选的，反应剂以氯离子计浓度为0510MOL/L。0033具体的，为了提高磁铁矿的反应活性，需对磁铁矿进行磨矿，磨矿后磁铁矿与反应剂反应，或边磨矿边与反应剂反应。当磨矿后磁铁矿与反应剂反应时，磁铁矿粒度不低于200目。优选粒度为4001000目。当边磨矿边与反应剂反应时，可不用严格控制初始磁铁矿的粒度。0。
16、034进一步优选的，为了降低控制温度时的能耗，同时还能够得到三氧化二铁，反应温度为160230。0035本领域的技术人员公知，磁铁矿的活性很低，在一般情况下不与酸发生反应。为了提高磁铁矿的活性，通过大量实验发现可以将磁铁矿粉碎来达到目的，当磁铁矿的粒度达到200目时，磁铁矿的活性有所提高，可以促使磁铁矿与盐酸发生反应。0036进一步地，通过实验发现，将温度提高，可以使盐酸与磁铁矿反应后所得三价铁离子发生水解反应，温度越高水解反应越快，同时水解出来的盐酸酸度和活度也越高，就能更快地促进磁铁矿分解，从而不需要进一步添加新的盐酸就可以进行本发明的反应；经过大量实验发现，当温度控制为110300、磁铁。
17、矿粒度为不低于200目的条件就可以分解说明书CN104046775A4/6页6磁铁矿，同时能够得到有用的铁的化合物，更进一步发现，控制不同的温度会得到不同的铁水合物，当温度为110160时，主要得到产物针铁矿FEOOH；当温度大于160时，主要得到三氧化二铁，该三氧化二铁纯度高、颜色好、品质高；所以为了得到品质好的三氧化二铁，优选条件为磁铁矿的粒度为4001000目、反应温度为160230。但是无论控制怎样的温度段，都不影响将磁铁矿分解得到固体的铁水合物，从而将铁与磁铁矿中的类质同象金属分离开。0037为了降低控制反应条件的能耗、操作方便等，又通过大量实验发现，当边磨矿边与反应剂反应时，不需要。
18、严格控制上述的磁铁矿粒度和反应温度，一般在常温下就可以分解磁铁矿，生成铁锈般的铁水合物，分析原因为当磨矿的时候破坏了磁铁矿的晶体结构，氢离子能够及时地与具有不完整晶格的磁铁矿反应，因此可以大大降低反应所需要条件，以至于在常温下就可以与盐酸反应，得到的三氯化铁水解的盐酸就能够与磁铁矿反应。同样，控制不同的温度会得到不同的铁化合物，当温度低于100时，主要得到FEOH3及少量的针铁矿；当温度为110160时，主要是针铁矿；当温度为160以上时，主要是赤铁矿即三氧化二铁。但是无论控制怎样的温度段，都不影响将磁铁矿分解得到固体的铁化合物，从而将铁与磁铁矿中的类质同象金属分离开。0038本发明方法使用三。
19、氯化铁的目的就是通过其水解控制酸度，使该酸度下溶解的三价铁不能稳定地存在于溶液中，同时又能持续地提供稀盐酸；使用盐酸时，首先进行的是常规反应，使二价和三价铁离子溶于溶液中，控制参与反应的氯化氢与四氧化三铁的摩尔比低于81，目的是使生成的三氯化铁水解得到沉淀和盐酸，从而持续地提供盐酸与磁铁矿反应，磁铁矿中铁的类质同象金属生产氯化物溶解到溶液中，磁铁矿中的铁变成了各种铁的化合物沉淀于溶液中，可以通过过滤的方式将铁与其类质同象金属分离开，从而实现了铁与其类质同象金属的分离。0039本发明方法提高反应温度可以提高反应速度，加快三氯化铁的水解，调节不同的温度能够得到不同的铁水解物；同时在任何温度下，反应。
20、结束时，溶液中均会有一定的三氯化铁，温度越低三氯化铁含量越高，所以为了使残留三氯化铁比例降低，应尽量增加反应剂浓度和提高反应温度。0040进一步的，为了节约原料成本，本发明所采用的三氯化铁可以是本反应过程中所得的氯化亚铁经氧化所得到的。0041同时，本发明的反应时间与温度有关，反应温度较高时，铁离子的水解速度快，反应也就越快，当温度达到200时，只需要20MIN就可以进行完全并得到品质好的三氧化二铁，当温度较低时，铁离子的活性也相对较低，反应时间会相对变长，得到的产物也不完全是三氧化二铁，还含有一定量的其他铁化合物；反应时间一般为10MIN3H。0042本发明方法中不需要严格控制反应的压力，所。
21、采用的密闭耐压容器也只需要能够承受此相应温度下水蒸气所产生的压力即可。0043本发明涉及的主要有以下反应00441当加入反应剂为FECL3时，反应方程式如下0045FECL33H2OFEOH33HCL00462FEOH3FE2O33H2O0047FE3O48HCLFECL22FECL3过渡形式4H2O说明书CN104046775A5/6页70048上述三式相加3FE3O42FECL33FECL24FE2O300492当加入反应剂为HCL，反应方程式如下0050FE3O48HCLFECL22FECL3过渡形式4H2O0051FECL33H2OFEOH33HCL00522FEOH3FE2O33H2。
22、O0053当加入盐酸时，要求控制参与反应的氯化氢与参与反应的四氧化三铁的摩尔比小于8，目的是为了使FECL33H2OFEOH33HCL、2FEOH3FE2O33H2O两个反应发生。0054因此上述三式相加FE3O42HCLFECL2FE2O3H2O0055当温度在160以下时，FE3O42HCLFECL22FEOOH00563其中，还有一些其它副反应的存在，反应式如下0057磁铁矿中存在的类质同象金属将发生以下反应0058NIO2HCLH2ONICL20059NIOFE2O32HCLFE2O3H2ONICL20060COO2HCLH2OCOCL20061COOFE2O32HCLFE2O3H2O。
23、COCL20062CR2O36HCL3H2O2CRCL30063CR2O3NFE2O36HCLNFE2O33H2O2CRCL30064类质同象金属的反应根据所含金属氧化物不同而不同，上述类质同象金属的反应只是举例，而非全部反应。0065当通入氧气进行氧化时，发生以下反应00664FECL2O24H2O2FE2O38HCL006712FECL23O22FE2O38FECL30068本发明反应结束后，过滤，所得固体根据温度不同而存在不同，溶液中有氯化铁、氯化亚铁、氯化镍、氯化钴等物质存在，可以通过通入氧气，将氯化亚铁氧化成氯化铁，从而可以循环利用到本发明中；溶液中的氯化镍、氯化钴等也可以通过常规的。
24、方法将其分离出来。0069实施例10070将含镍15、含铁60的磁铁矿精粉100G粉碎至细度达到400目的过筛率为95时，将其加入到装有03L的3MOL/L盐酸溶液的高压容器内，控制温度为200反应10MIN。反应结束后，得到总重75G的棕红色矿物，其中三氧化二铁为51G，总含铁量为56，得氯化镍31G。0071实施例20072将含镍2、含铁60的磁铁矿精粉100G粉碎至细度达到500目的过筛率为90时，将其加入装有02L的2MOL/L三氯化铁溶液的高压容器中，控制温度为230，低速搅拌反应12MIN。反应结束后，得到总重915G的棕红色矿物，其中三氧化二铁为704G，总含铁量为59，得氯化镍。
25、42G。0073实施例30074将含镍2、含铁70的磁铁矿精粉1000G粉碎至细度达到380目的过筛率为97时，将其加入含有15MOL盐酸和02MOL三氯化铁的1L水溶液的高压容器中，控制温说明书CN104046775A6/6页8度为180，反应进行的同时磨矿。反应结束后，得到总重1008G的产品，其中含有三氧化二铁999G，三氧化二铁的含量为991，得氯化镍45G。0075实施例40076取品位71的磁铁矿精粉100G，然后加入装有012L的3MOL/L三氯化铁溶液的高压容器内，控制温度220，高压容器内边磨矿边反应10MIN，反应结束后，得到总重为92G的产物，其中三氧化二铁90G，三氧化。
26、二铁含量为978。0077实施例50078取品位71的磁铁矿精粉100G，然后加入装有015L的3MOL/L三氯化铁溶液的高压容器内，控制温度153，高压容器内边磨矿边反应35MIN。反应结束后，得到总重为112G的产物，其中黄色水合三氧化二铁110G，水合三氧化二铁含量为98。0079实施例60080取含镍15、品位60的磁铁矿精粉100G，然后加入装有03L的15MOL/L三氯化铁溶液的普通容器内，控制温度95，普通容器内边磨矿边反应180MIN。反应结束后，得到总重为110G的产物含铁54，其中水合三氧化二铁95G，氯化镍31G。0081实施例70082取含镍15、品位60的磁铁矿精粉1。
27、00G，然后加入装有6L的01MOL/L三氯化铁溶液的压力容器内，控制温度140，压力容器内边磨矿边反应40MIN。反应结束后，得到总重为110G的产物含铁54，其中水合三氧化二铁95G，氯化镍31G。0083磁铁矿生产三氧化二铁现有技术为专利从磁铁矿生产合成氧化铁红颜料的方法，专利申请号为931081181。其是将含铁69以上的磁铁矿粉用浓硫酸加热酸解为硫酸亚铁和硫酸铁，硫酸的加入量较大。然后将其加热到800900分解为三氧化二铁和二氧化硫、三氧化硫。该专利耗酸量较大，同时产生了有毒气体二氧化硫和三氧化硫，并且控制温度的能耗较高，同时产生的三氧化二铁的粒径较大，从而限制了三氧化二铁的应用领域。0084现有分解磁铁矿的方法有酸解，具体操作为将磁铁矿磨细后加入盐酸，加入到80100，最后得到氯化亚铁、三氯化铁以及其他金属氯化物。该方法不能够得到三氧化二铁，并且耗酸量大。0085综上可知，本发明方法可以添加少量的盐酸和三氯化铁溶液就可以使磁铁矿分解得到铁的沉淀物，如氢氧化铁、针铁矿或三氧化二铁，从而将铁与其类质同象金属分解开来，该方法操作简单、耗酸量少。同时，本发明方法制备得到的三氧化二铁杂质含量低、品质高，可以作为优质的氧化铁红颜料。从而，本发明方法为磁铁矿的分解提供了一条更加具有市场前景的途径。说明书CN104046775A。