利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法
2023-04-28 13:21:26
專利名稱：利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼鐵廠酸洗廢液和鍍鋅鋅渣的處理工藝，尤其是一種利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法。
背景技術：
目前鋼鐵廠中酸洗廢液普遍是使用魯茲納法來處理，對廢液進行噴霧焙燒獲得再生鹽酸和氧化鐵紅。再生鹽酸返回生產線，氧化鐵紅作為副產品可以作為顏料和磁性材料的初級原料，但是由於生產工藝的穩定性差導致鐵紅的質量穩定性差，能直接作為高級磁性材料原料的比例較低。鋼鐵廠的鍍鋅鋅渣一般作為廢渣直接對外處理，大部分廠家都沒有專門的回收工藝和設備，常用的回收方法為火法蒸餾提純鋅。國內常規生產MnZn鐵氧體磁性材料的方法主要是以高品質氧化鐵紅、氧化錳和氧化鋅固體料為原料，進行固相研磨和高溫燒結反應生成MnZn鐵氧體磁性材料。其工藝流程為固體配料一預燒一多次研磨一摻雜一多次研磨一成型一燒結。該工藝流程長，需要多次研磨降低磁性材料的粒度，主要問題有雜質不易去除和均勻性差。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可有效的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備 MnZn鐵氧體料粉的方法。為解決上述技術問題，本發明採用下述工藝步驟
(1)將鍍鋅鋅渣放入酸洗廢液中溶解，得到混合溶液；
(2)用氨水調節混合溶液的pH值到3 6，然後加入氟化物，反應得到反應液；
(3)向反應液中加入絮凝劑，通過抽濾法濾去混合溶液中的沉澱，所得濾液即為初級溶
液；
(4)將初級溶液和氯化錳按鐵氧體成分中的Fe2O3/MnO/ZnO的摩爾比配置成沉澱溶液； 取碳酸氫銨和氨水配製成沉澱劑溶液；
(5)將上述的沉澱溶液和沉澱劑溶液進入反應釜，反應得到漿料；
(6)將上述反應完全後的漿料陳化；
(7)將陳化後的漿料氧化、洗滌過濾，烘乾後即可得到MnZn鐵氧體料粉。本發明所述步驟(1)中每升酸洗廢液中加入鍍鋅鋅渣32 38g ；溶解過程中用鹽酸調整溶液PH值在1 2，控制體系溫度在30 50°C。本發明所述步驟(2)中的氟化物為Iwt %的氟化氨溶液或氟化鈉溶液；所述氟化物在混合溶液中的加入比例為1 2ml/L ；反應1 2h後得到反應液。本發明所述步驟(3)中所述的絮凝劑為8173絮凝劑或聚丙烯醯胺；每升反應液中加入6. 8 8mg絮凝劑。本發明所述步驟(4)計算出沉澱溶液中Fe2+、Mn2+和Zn2+完全沉澱所需的理論碳酸氫銨量；取其1 1. 5倍理論值的碳酸氫胺與χ倍實際碳酸氫胺量的氨水混合配製成沉澱劑溶液，其中1.5彡2.5。本發明所述步驟(5):沉澱溶液和沉澱劑溶液以體積比1 :1的比例，分別以單位平方釐米管道截面積上每分鐘150 350ml的流量由加料管進入反應釜；控制反應釜溫度為 30 70°C，攪拌速度200 700rpm，反應釜內pH值5.8 8.9。本發明所述步驟(6)中漿料在N2氣氛下陳化2h。本發明所述步驟(7)陳化後的漿料在60 70°C、空氣氧化30 60min ；然後用蒸餾水反覆洗滌過濾；在60 130°C的乾燥箱中烘乾。本發明的技術構思為利用酸洗廢液中廢酸直接浸出鍍鋅鋅渣後綜合除雜獲得初步原料，然後配入一定量的錳鹽，在溶池中發生化學共沉澱反應生成軟磁MnZn鐵氧體料粉，最後進行燒結成型可以得到軟磁MnZn鐵氧體磁性材料。採用上述技術方案所產生的有益效果在於
(1)本發明利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣作為製備軟磁MnZn鐵氧體料粉的原料，直接在溶池中共沉澱反應一步生成軟磁MnZn鐵氧磁性料粉，可直接燒結成型為MnZn磁性材料。該方法工藝簡單、易行；
(2)本發明採用酸洗廢液、鍍鋅鋅渣和錳鹽作為原料，主要原料來源於鋼鐵廠廢料；因此其原料來源豐富且成本低廉、能有效的利用回收鋼鐵廠的廢料，具有節能、環保的特點；
(3)本發明生產的軟磁MnZn鐵氧體料粉粒度細小、成分均勻穩定、磁性能好，主要技術指標為粒度<2 μ m,飽和磁化強度為260 400mT，矯頑力<100e ；所得到的軟磁MnZn鐵氧體料粉為尖晶石型，組分更均勻，具有單相結構，可以做為高檔的磁性產品的原料。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖1是本發明的流程示意圖2是本發明所制的軟磁MnZn鐵氧體料粉的XRD圖； 圖3是本發明所制的軟磁MnZn鐵氧體料粉的磁滯回線圖。
具體實施例方式實施例1 圖1所示，本利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法的具體工藝步驟為
(1)取35g鍍鋅鋅渣放入IL酸洗廢液中溶解，溶解過程中用鹽酸調整溶液PH值在1.5， 控制體系溫度在40°C，溶解完全後得到混合溶液；
(2)用氨水調節混合溶液的pH值到5，然後取的氟化氨溶液1.5ml/L加入混合溶液中；反應1. 5h後得到反應液；
(3)向每升反應液中加入7.2mg 8173絮凝劑；用壓濾機分離濾餅棄除，所得濾液為初級溶液；
(4)初級溶液和氯化錳按鐵氧體成分(所要製備的軟磁MnZn鐵氧體料粉)中的 Fe2O3:MnO:ZnO = 52:25:23 (mol%)配比，配置成沉澱溶液；取1. 4倍理論計算沉澱溶液中 Fe2+、Mn2+、Zn2+完全沉澱所需的碳酸氫銨量，與1. 8倍碳酸氫胺量的氨水混合配製成沉澱劑溶液；(5)將上述的沉澱溶液和沉澱劑溶液以體積比1:1的比例，控制單位平方釐米管道截面積上每分鐘300ml流量的鹽溶液由加料管進入反應釜，反應溫度為45°C，控制攪拌速度為550rpm，採用並加方式進行加料，反應釜內pH為6. 8 ；反應得到漿料；
(6)將漿料在N2氣氛下陳化2h；
(7)陳化後的漿料升溫至70°C，在空氣中氧化30min；然後用蒸餾水反覆洗滌、過濾；最後在105°C的乾燥箱中烘乾；即可得到步驟(4)鐵氧體成分配方下的軟磁MnZn鐵氧體料粉。圖2、3所示，本方法製得的軟磁MnZn鐵氧體料粉經檢測粒度均在2 μ m以下；將料粉的XRD圖譜與PDF標準卡片對照可以發現各衍射峰的位置和相對強度與 Mna6Zna4Fe2O4的標準圖譜基本吻合，說明所得產物為具有尖晶石結構的MnZn鐵氧體；軟磁 MnZn鐵氧體料粉的飽和磁化強度300mT，矯頑力IOOe。實施例2 圖1所示，本利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法的具體工藝步驟為
(1)取32g鍍鋅鋅渣放入IL酸洗廢液中溶解，溶解過程中用鹽酸調整溶液PH值為1， 控制體系溫度在50°C，溶解完全後得到混合溶液；
(2)用氨水調節混合溶液的pH值到3，然後取Iwt%的氟化氨溶液lml/L加入混合溶液中；反應Ih後得到反應液；
(3)向每升反應液中加入6.Smg 8173絮凝劑；用壓濾機分離濾餅棄除，所得濾液為初級溶液；
(4)初級溶液和氯化錳按鐵氧體成分(所要製備的軟磁MnZn鐵氧體料粉)中的 Fe2O3:MnO:ZnO = 51.8:26. 2:22 (mol%)配比，配置成沉澱溶液；取1倍理論計算沉澱溶液中Fe2+、Mn2+、Zn2+完全沉澱所需的碳酸氫銨量，與2. 5倍碳酸氫胺量的氨水混合配製成沉澱劑溶液；
(5)將上述的沉澱溶液和沉澱劑溶液以體積比1:1的比例，控制單位平方釐米管道截面積上每分鐘150ml流量的鹽溶液由加料管進入反應釜進入反應釜，反應溫度為70°C，控制攪拌速度為200rpm，採用並加方式進行加料，反應釜內pH為8. 9 ；反應得到漿料；
(6)將漿料在N2氣氛下陳化2h；
(7)陳化後的漿料升溫至60°C，在空氣中氧化60min；然後用蒸餾水反覆洗滌、過濾；最後在60°C的乾燥箱中烘乾；即可得到步驟(4)鐵氧體成分配方下的軟磁MnZn鐵氧體料粉；
本方法製得的軟磁MnZn鐵氧體料粉經檢測粒度均在2 μ m以下；各衍射峰的位置和相對強度與Mna6Zna4Fe2O4的標準圖譜基本吻合，所得產物為具有尖晶石結構的MnZn鐵氧體；軟磁MnZn鐵氧體料粉的飽和磁化強度280mT，矯頑力60e。實施例3 圖1所示，本利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法的具體工藝步驟為
(1)取38g鍍鋅鋅渣放入IL酸洗廢液中溶解，溶解過程中用鹽酸調整溶液PH值為2， 控制體系溫度在30°C，溶解完全後得到混合溶液；
(2)用氨水調節混合溶液的pH值到6，然後取的氟化鈉溶液2ml/L加入混合溶液中；反應2h後得到反應液；
(3)向每升反應液中加入8mg聚丙烯醯胺；用壓濾機分離濾餅棄除，所得濾液為初級溶
液；(4)初級溶液和氯化錳按鐵氧體成分(所要製備的軟磁MnZn鐵氧體料粉)中的 Fe2O3:MnO:ZnO = 51:26. 5:22. 5 (mol%)配比，配置成沉澱溶液；取1. 5倍理論計算沉澱溶液中Fe2+、Mn2+、Zn2+完全沉澱所需的碳酸氫銨量，與1. 5倍碳酸氫胺量的氨水混合配製成沉澱劑溶液。(5)將上述的沉澱溶液和沉澱劑溶液以體積比1:1的比例，控制單位平方釐米管道截面積上每分鐘350ml流量的鹽溶液由加料管進入反應釜進入反應釜，反應溫度為 30°C，控制攪拌速度為700rpm，採用並加方式進行加料，反應釜內pH為5.8 ；反應得到漿料；
(6)將漿料在N2氣氛下陳化2h；
(7)陳化後的漿料升溫至65°C，在空氣中氧化45min；然後用蒸餾水反覆洗滌、過濾；最後在130°C的乾燥箱中烘乾；即可得到步驟(4)鐵氧體成分配方下的軟磁MnZn鐵氧體料粉。本方法製得的軟磁MnZn鐵氧體料粉經檢測粒度均在2 μ m以下；各衍射峰的位置和相對強度與Mna6Zna4Fe2O4的標準圖譜基本吻合，所得產物為具有尖晶石結構的MnZn 鐵氧體；軟磁MnZn鐵氧體料粉的飽和磁化強度278mT，矯頑力80e。
權利要求
1.一種利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於，該方法採用下述工藝步驟(1)將鍍鋅鋅渣放入酸洗廢液中溶解，得到混合溶液；(2)用氨水調節混合溶液的pH值到3 6，然後加入氟化物，反應得到反應液；(3)向反應液中加入絮凝劑，通過抽濾法濾去混合溶液中的沉澱，所得濾液即為初級溶液；(4)將初級溶液和氯化錳按鐵氧體成分中的Fe203/MnO/ZnO的摩爾比配置成沉澱溶液；取碳酸氫銨和氨水配製成沉澱劑溶液；(5)將上述的沉澱溶液和沉澱劑溶液進入反應釜，反應得到漿料；(6)將上述反應完全後的漿料陳化；(7)將陳化後的漿料氧化、洗滌過濾，烘乾後即可得到MnZn鐵氧體料粉。
2.根據權利要求1所述的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於所述步驟(1)中每升酸洗廢液中加入鍍鋅鋅渣32 38g ；溶解過程中用鹽酸調整溶液I3H值在1 2，控制體系溫度在30 50°C。
3.根據權利要求1所述的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於所述步驟(2)中的氟化物為Iwt%的氟化氨溶液或氟化鈉溶液；所述氟化物在混合溶液中的加入比例為1 2ml/L ；反應1 2h後得到反應液。
4.根據權利要求1所述的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於所述步驟(3)中所述的絮凝劑為8173絮凝劑或聚丙烯醯胺；每升反應液中加入 6. 8 8mg絮凝劑。
5.根據權利要求1所述的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於，所述步驟(4)計算出沉澱溶液中Fe2+、Mn2+和Zn2+完全沉澱所需的理論碳酸氫銨量；取其1 1. 5倍理論值的碳酸氫胺與χ倍實際碳酸氫胺量的氨水混合配製成沉澱劑溶液，其中1.5彡χ彡2.5。
6.根據權利要求1所述的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於，所述步驟(5)沉澱溶液和沉澱劑溶液以體積比1 :1的比例，分別以單位平方釐米管道截面積上每分鐘150 350ml的流量由加料管進入反應釜；控制反應釜溫度為30 70 "C，攪拌速度200 700rpm，反應釜內pH值5.8 8.9。
7.根據權利要求1所述的利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於所述步驟(6)中漿料在N2氣氛下陳化2h。
8.根據權利要求1_7所述的任意一種利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其特徵在於，所述步驟(7)陳化後的漿料在60 70°C、空氣氧化30 60min ；然後用蒸餾水反覆洗滌過濾；在60 130°C的乾燥箱中烘乾。
全文摘要
本發明公開了一種利用酸洗廢液和鍍鋅鋅渣製備MnZn鐵氧體料粉的方法，其方法步驟為(1)將鍍鋅鋅渣放入酸洗廢液中溶解，得到混合溶液；(2)用氨水調節混合溶液的pH值到3～6，然後加入氟化物，反應得到反應液；(3)向反應液中加入絮凝劑，通過抽濾法濾去混合溶液中的沉澱，所得濾液即為初級溶液；(4)將初級溶液和氯化錳按鐵氧體成分中的Fe2O3/MnO/ZnO的摩爾比配置成沉澱溶液；取碳酸氫銨和氨水配製成沉澱劑溶液；(5)將上述的沉澱溶液和沉澱劑溶液進入反應釜，反應得到漿料；(6)將上述反應完全後的漿料陳化；(7)將陳化後的漿料氧化、洗滌過濾，烘乾後即可。本方法得到的軟磁MnZn鐵氧體料粉粒度細小、成分均勻穩定、磁性能好。
文檔編號C04B35/38GK102219493SQ201110110999
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者卜二軍, 吝章國, 徐曉, 朱文玲, 李玉銀, 胡志剛, 許斌 申請人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司