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1、10申请公布号CN104045115A43申请公布日20140917CN104045115A21申请号201310526922122申请日20131030C01G49/0620060171申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000四川省攀枝花市东区桃源街90号72发明人穆宏波穆天柱邓斌赵三超闫蓓蕾朱福兴彭卫星74专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人李婉婉张苗54发明名称一种用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法57摘要本发明提供了一种用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法，该方法包括将绿矾溶于水中，再将得到的硫酸亚铁溶液的PH值调节至46并静置，然后将所述静置后得到的上。
2、层清液与碳酸氢铵进行酸碱中和反应，并将得到的酸碱中和反应产物固液分离，再将所述固液分离得到的固体产物干燥后煅烧。采用本发明提供的方法能够得到纯度大于994的氧化铁，其非常适用于制备高档软磁材料，从而实现了将绿矾变废为宝的目的，解决了现有技术无法对大量绿矾进行有效处理的问题，极具工业应用前景。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CN104045115ACN104045115A1/1页21一种用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法，该方法包括将绿矾溶于水中，再将得到的硫酸亚铁溶液的PH值调节至46并静置，然后将所述。
3、静置后得到的上层清液与碳酸氢铵进行酸碱中和反应，并将得到的酸碱中和反应产物固液分离，再将所述固液分离得到的固体产物干燥后煅烧。2根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硫酸亚铁溶液的浓度为30140G/L。3根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，将所述绿矾溶于水中时的溶解温度为6070。4根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述静置的条件包括静置温度为2035，静置时间为1224小时。5根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述碳酸氢铵以水溶液的形式使用，且碳酸氢铵溶液的浓度为30340G/L。6根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述硫酸亚铁溶液中硫酸亚铁的用量与碳酸氢铵溶液中碳酸氢。
4、铵的用量的摩尔比为050551。7根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述碳酸氢铵溶液按如下方法配制得到先配制碳酸氢铵的饱和水溶液，并将所述饱和水溶液静置，然后再选择性地将静置后得到的上层清液稀释。8根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述酸碱中和反应的条件包括反应温度为4045，反应时间为48小时。9根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述煅烧的条件包括煅烧温度为850880，煅烧时间为23小时。10根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述绿矾为采用硫酸法制备钛白粉副产的绿矾。权利要求书CN104045115A1/6页3一种用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法技术领域0001本发明。
5、涉及一种用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。背景技术0002钛白粉是一种优良的白色颜料，目前被广泛应用于油漆、涂料、造纸、塑料及电焊条等行业。0003目前，生产钛白粉的工艺主要有硫酸法和氯化法，两种工艺并存，并且产能及产量均十分庞大。然而，这两种生产工艺都具有一定的环境压力。对于硫酸法生产工艺来说，生产过程中将产生大量的水解废酸以及含有七个结晶水的绿矾（FESO47H2O）。当以钛精矿（主要成分为偏钛酸铁FETIO3，其中二氧化钛的含量为4550重量）为原料时，一般生产1吨钛白粉将产出354吨七水绿矾。0004绿矾一般用于制备颜料、净水剂等。由于硫酸法生产钛白粉的每条生产线的年产量一般都在24。
6、万吨，这将产出十多万吨的七水绿矾，这么大量的绿矾的应用对于世界各国的硫酸法钛白粉生产者来说，都是一个头痛的问题。欧洲国家考虑到大量绿矾存在处理困难的问题，因此转向氯化法生产来避免。此外，采用高钛渣为原料进行硫酸法生产，亦可避免该问题。0005然而，一方面，国内钛白粉的生产，氯化法才开始起步，工艺不够成熟；另一方面，由于生产成本的原因，较少采用高钛渣为原料生产钛白粉，仍然需要以钛精矿为原料来生产钛白粉，因此，副产绿矾的有效利用就是一个需要认真考虑的问题。0006目前，绿矾可以用作净水剂、饲料添加剂、改良盐碱地等等，但是，这些用途消耗绿矾的量太少，远远不能解决大量副产绿矾的利用问题。发明内容000。
7、7本发明的目的是克服采用硫酸法制备钛白粉会副产大量绿矾，现有技术无法对这些绿矾进行有效处理的缺陷，而提供一种采用绿矾制备的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0008本发明提供了一种用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法，该方法包括将绿矾溶于水中，再将得到的硫酸亚铁溶液的PH值调节至46并静置，然后将所述静置后得到的上层清液与碳酸氢铵进行酸碱中和反应，并将得到的酸碱中和反应产物固液分离，再将所述固液分离得到的固体产物干燥后煅烧。0009通常来说，用于高档软磁材料的氧化铁的纯度应该不低于993。而本发明的发明人经过深入研究后发现，将所述绿矾溶于水后得到的硫酸亚铁溶液的PH值调节至46，能够显著降低所。
8、述绿矾中除硫酸亚铁之外的杂质的水溶性，经静置后能够使这些杂质从溶液中析出而沉淀，将静置后得到的上层清液与碳酸氢铵溶液进行酸碱中和反应，能够得到纯度大于994的氧化铁，其非常适用于制备高档软磁材料。然而，倘若在所述静置之前，不将所述硫酸亚铁溶液的PH值调节至46，将降低得到的氧化铁的纯度，使其不能满足用于说明书CN104045115A2/6页4高档次软磁材料的纯度要求。本发明提供的方法实现了将绿矾变废为宝的目的，解决了现有技术无法对大量绿矾进行有效处理的问题，极具工业应用前景。0010根据本发明的一种优选实施方式，当碳酸氢铵以溶液的形式使用，且碳酸氢铵溶液按如下方法配制得到先配制碳酸氢铵的饱和水。
9、溶液，并将所述饱和水溶液静置，然后再选择性地将静置后得到的上层清液稀释时，还能够进一步地避免所述碳酸氢铵溶液中杂质的引入，得到纯度更高的氧化铁。0011本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式0012以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。0013本发明提供的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法包括将绿矾溶于水中，再将得到的硫酸亚铁溶液的PH值调节至46、优选调节至455并静置，然后将所述静置后得到的上层清液与碳酸氢铵进行酸碱中和反应，并将得到的酸碱中和反应产物固液分离，再将所述固。
10、液分离得到的固体产物干燥后煅烧。0014本发明对所述绿矾的来源没有特别地限定，从原料易得性以及有效解决硫酸法制备钛白粉副产绿矾所带来的问题的角度出发，所述绿矾特别优选为采用硫酸法制备钛白粉副产的绿矾。通常来说，采用硫酸法制备钛白粉副产的绿矾中七水硫酸亚铁的含量为8892重量。0015本发明对将所述绿矾溶于水中时的溶解温度没有特别地限定，例如，可以为20至其沸腾温度，优选为6070，在上述优选的溶解温度下既能够加快所述绿矾的溶解速率，又能够保证杂质在水中的溶解度较低。0016根据本发明，所述硫酸亚铁溶液的浓度可以根据实际情况进行选择，例如，所述硫酸亚铁溶液的浓度可以为30140G/L，优选为60。
11、100G/L。此时，所述硫酸亚铁溶液的PH值通常为大于0至1。将所述硫酸亚铁溶液的PH值调节至46、优选调节至455的方法可以按照现有的各种方法进行，通常可以往所述硫酸亚铁溶液中加入碱性物质。所述碱性物质例如可以为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水等中的一种或多种。上述碱性物质可以以浓度为25重量的水溶液的形式使用。此外，也可以将氨气直接通入硫酸亚铁溶液中以对其PH值进行调节。0017根据本发明，所述静置通常在室温（2035）下进行。本发明对所述静置的时间没有特别地限定，只要能够将杂质充分去除即可，例如，所述静置时间可以为1224小时，优选为1216小时。0018根据。
12、本发明，所述碳酸铵可以以固态的形式使用，也可以以其水溶液的形式使用，优选以其水溶液的形式使用，这样能够避免酸碱中和反应过于剧烈并更有利于反应原料间的充分接触。当其水溶液的形式使用时，碳酸氢铵溶液的浓度可以为30340G/L，优选为200340G/L。0019此外，在本发明中，将硫酸亚铁溶液的上层清液与碳酸氢铵溶液进行酸碱中和反应的反应式如下FESO42NH4HCO3FECO3CO2H2ONH42SO4。相应地，所述碳酸氢铵的用量可以根据硫酸亚铁的用量进行选择，优选地，所述硫酸亚铁溶液中硫酸亚铁的用量与碳酸说明书CN104045115A3/6页5氢铵溶液中碳酸氢铵的用量的摩尔比为050551。0。
13、020根据本发明，优选地，所述碳酸氢铵溶液按如下方法配制得到先配制碳酸氢铵的饱和水溶液，并将所述饱和水溶液静置，然后再选择性地将静置后得到的上层清液稀释，这样能够更有效地避免所述碳酸氢铵溶液中杂质的引入，得到纯度更高的氧化铁。在此过程中，为了避免碳酸氢铵的分解，通常应该配制温度不高于40、优选为2038的碳酸氢铵的饱和水溶液。将所述碳酸氢铵的饱和水溶液静置的时间可以为1224小时，优选为1216小时。0021根据本发明，在实际操作过程中，可以将所述硫酸亚铁溶液的上层清液加入到所述碳酸氢铵溶液中，也可以将所述碳酸氢铵溶液加入到所述硫酸亚铁溶液的上层清液中，优选将所述碳酸氢铵溶液加入到所述硫酸亚铁。
14、溶液的上层清液，并且为了提高生产效率，所述碳酸氢铵溶液的上层清液通常应该在23小时内加完。此外，为了提高所述酸碱中和反应的效率、缩短反应时间，所述酸碱中和反应优选在搅拌的条件下进行。0022根据本发明，所述酸碱中和反应的条件可以为本领域的常规选择，优选地，所述酸碱中和反应的条件包括反应温度为4045，反应时间为48小时。此外，如上所述，为了使得原料之间的接触更充分，优选将所述碳酸氢铵溶液以滴加的方式加入硫酸亚铁溶液的上层清液中。需要说明的是，当以滴加的方式加入碳酸氢铵溶液时，上述酸碱中和反应的时间包括滴加碳酸氢铵溶液的时间。0023本发明对所述固液分离的方式没有地限定，可以采用现有的各种能够实。
15、现固液和液体分离的方式进行，例如，可以为抽滤、压滤、离心分离等。0024本发明对所述煅烧的条件没有特别地限定，只要能够使得固液分离得到的固体产物分解为氧化铁即可，例如，所述煅烧的条件包括煅烧温度可以为850880，煅烧时间可以为23小时。0025根据本发明，通常来说，所述煅烧过程所产生的气体含有CO2，其大量排放会引起温室效应，因此，为了充分利用资源并降低对环境的污染，本发明提供的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法还优选包括将所述煅烧产生的气体通入水中以制取碳酸溶液。具体操作为本领域技术人员公知，在此将不作赘述。0026以下将通过实施例对本发明进行详细描述。0027以下实施例和对比例中，所述绿。
16、矾为硫酸法制备钛白粉副产的绿矾，其中，以所述绿矾的总重量为基准，七水硫酸亚铁的含量为90重量。0028以下实施例和对比例中，氧化铁的粒径通过商购自NIKON公司的型号为ECLIPSEE200的光学显微镜进行测定。0029实施例10030该实施例用于说明本发明的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0031将绿矾用温度为70的热水溶解，得到硫酸亚铁的浓度为60G/L、PH值为1的硫酸亚铁溶液。然后将所述硫酸亚铁溶液的PH值用浓度为5重量的氢氧化钠溶液调节至45，之后泵入储罐中静置12小时，再将上层清液取出，得到浓度为60G/L的硫酸亚铁清液。0032将碳酸氢铵用温度为20的冷水溶解，得到碳酸氢铵的。
17、饱和水溶液，并将所述饱和水溶液泵入储罐中静置12小时，然后将上层清液取出，用水稀释后得到浓度为200G/L的碳酸氢铵清液。说明书CN104045115A4/6页60033将1000ML（0216MOL）的所述硫酸亚铁清液泵入合成罐内，并将温度升至40，然后在搅拌下逐渐加入170ML（0430MOL）的所述碳酸氢铵清液，碳酸氢铵清液在2个小时内加完，加完之后再继续搅拌反应2小时，然后将反应产物进行固液分离，再将得到的固体产物在100下脱水至恒重，然后置于850下煅烧2小时，得到用于高档软磁材料的氧化铁T1，其成分为FE2O39962重量、TIO250PPM、SIO250PPM、MGO100PPM。
18、、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径05微米，完全满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。0034实施例20035该实施例用于说明本发明的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0036将绿矾用温度为60的热水溶解，得到硫酸亚铁的浓度为100G/L、PH值为08的硫酸亚铁溶液。然后将所述硫酸亚铁溶液的PH值用浓度为5重量的氢氧化钠溶液调节至5，之后泵入储罐中静置16小时，再将上层清液取出，得到浓度为100G/L的硫酸亚铁清液。0037将碳酸氢铵用温度为38的冷水溶解，得到碳酸氢铵的饱和水溶液，并将所述饱和水溶液泵入储罐中静置16小时，然后将上层清液取出，用水稀释后得。
19、到浓度为340G/L的碳酸氢铵清液。0038将1000ML（0360MOL）的所述硫酸亚铁清液泵入合成罐内，并将温度升至40，然后在搅拌下逐渐加入152ML（0654MOL）的所述碳酸氢铵清液，碳酸氢铵清液在3个小时内加完，加完之后再继续搅拌反应2小时，然后将反应产物进行固液分离，再将得到的固体产物在100下脱水至恒重，然后置于880下煅烧2小时，得到用于高档软磁材料的氧化铁T2，其成分为FE2O39961重量、TIO250PPM、SIO250PPM、MGO100PPM、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径05微米，完全满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。00。
20、39实施例30040该实施例用于说明本发明的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0041将绿矾用温度为65的热水溶解，得到硫酸亚铁的浓度为80G/L、PH值为09的硫酸亚铁溶液。然后将所述硫酸亚铁溶液的PH值用浓度为5重量的氢氧化钠溶液调节至48，之后泵入储罐中静置14小时，再将上层清液取出，得到浓度为80G/L的硫酸亚铁清液。0042将碳酸氢铵用温度为30的冷水溶解，得到碳酸氢铵的饱和水溶液，并将所述饱和水溶液泵入储罐中静置12小时，然后将上层清液取出，用水稀释后得到浓度为270G/L的碳酸氢铵清液。0043将1000ML（0288MOL）的所述硫酸亚铁清液泵入合成罐内，并将温度升至42，然。
21、后在搅拌下逐渐加入161ML（055MOL）的所述碳酸氢铵清液，碳酸氢铵清液在3个小时内加完，加完之后再继续搅拌反应2小时，然后将反应产物进行固液分离，再将得到的固体产物在100下脱水至恒重，然后置于860下煅烧2小时，得到用于高档软磁材料的氧化铁T3，其成分为FE2O39959重量、TIO250PPM、SIO250PPM、MGO100PPM、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径05微米，完全满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。说明书CN104045115A5/6页70044实施例40045该实施例用于说明本发明的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0046按。
22、照实施例1的方法制备用于高档软磁材料的氧化铁，不同的是，在所述硫酸亚铁清液的制备过程中，将所述硫酸亚铁溶液的PH值用浓度为5重量的氢氧化钠溶液调节至6，得到用于高档软磁材料的氧化铁T4，其成分为FE2O3995重量、TIO250PPM、SIO256PPM、MGO100PPM、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径05微米，完全满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。0047实施例50048该实施例用于说明本发明的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0049按照实施例1的方法制备用于高档软磁材料的氧化铁，不同的是，在所述硫酸亚铁清液的制备过程中，将所述硫酸亚铁溶液的P。
23、H值用浓度为5重量的氢氧化钠溶液调节至4，得到用于高档软磁材料的氧化铁T5，其成分为FE2O3995重量、TIO258PPM、SIO265PPM、MGO100PPM、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径05微米，完全满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。0050实施例60051该实施例用于说明本发明的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0052按照实施例1的方法制备用于高档软磁材料的氧化铁，不同的是，不包括将碳酸氢铵的饱和水溶液泵入储罐中静置12小时并将上层清液取出的步骤，而是将用水稀释后得到浓度为200G/L的碳酸氢铵的饱和水溶液直接用于与硫酸亚铁清液反应，得。
24、到用于高档软磁材料的氧化铁T6，其成分为FE2O3994重量、TIO250PPM、SIO2100PPM、MGO200PPM、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径1微米，完全满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。0053对比例10054该对比例用于说明参比的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0055按照实施例6的方法制备用于高档软磁材料的氧化铁，不同的是，不同的是，不包括将所述硫酸亚铁溶液的PH值用浓度为5重量的氢氧化钠溶液调节至45的步骤，而是直接将PH值为1的硫酸亚铁溶液直接泵入储罐中静置12小时。得到参比的用于高档软磁材料的氧化铁DT1，其成分为FE2O3。
25、972重量、TIO21000PPM、SIO2800PPM、MGO200PPM、K2O100PPM、NA2O200PPM、水溶盐100PPM，粒径1微米，不能满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。0056对比例20057该对比例用于说明参比的用于高档软磁材料的氧化铁的制备方法。0058按照实施例6的方法制备用于高档软磁材料的氧化铁，不同的是，在所述硫酸亚铁清液的制备过程中，将所述硫酸亚铁溶液的PH值用氢氧化钠调节至7，得到参比的用于高档软磁材料的氧化铁DT2，其成分为FE2O3970重量、TIO21000PPM、SIO2800PPM、MGO200PPM、K2O200PPM、NA2O200PPM。
26、、水溶盐100PPM，粒径1微米，不能满足生产高档软磁材料用氧化铁的质量要求。0059从以上结果可以看出，采用本发明提供的方法能够得到纯度大于994的氧化铁，从而实现了将绿矾变废为宝的目的，解决了现有技术无法对大量绿矾进行有效处理的说明书CN104045115A6/6页8问题，极具工业应用前景。0060以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。0061另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。0062此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。说明书CN104045115A。