软磁铁氧体用高纯氧化铁红制备新工艺

软磁铁氧体用高纯氧化铁红制备新 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 化工科技市场 CHEMICALI'ECHN0L0GYMARKET 第29卷第l2期 2006年l2月 软磁铁氧体用高纯氧化铁红制备新工艺 叶学海,刘红光.张晓波.于晓微,傅春明 (天津化工研究设计院,天津300131) 摘要:本文对软磁铁氧体用高纯氧化铁红制备工艺及所用原料进行了分析和比较, 提出了以窑尾灰为原料 的新工艺,此工艺简单易行,成本低,适合大规模生产;产品质量符合HG/T2574— 1994优等品 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 . 关键词:软磁铁氧体;高纯;氧化铁红;窑尾灰;净化;后处理 中图分类号:TQ622.15文献标识码:A文章编号:1009—4725(2006)12—0024一o4 Anewprocessofhigh——purityironoxideredforsoftmagneticferriteuse YeXuehai-LiuHongguang,ZhangXiaobo.YuXiaowei,FuChunming (TianjinResearch&DesignInstituteofChemicalIndustry.Tianjin300131.Chin) Abstract:Theprocessesandrawmaterialsofhish— purityironoxideredforsoftmagneticferriteuseareanalyzedand compared.Anewprocesspreparingtheproductfromkilntailingrawmaterialisputforward.T heprocessissimpleandeasi— lyeontroled.lowcostandsuitableformassproduction.Thequalityoftheproductcanmeetthe excellentgradeofchemical industrystandardHG/T2574—1994. Keywords:softmagneticferrite;high—purityIironoxidered;kilntailing;purification|after—treatment 软磁 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的发展推动了其原材料生产的快速发 展.诸多软磁用原材料中,用量最大的是高纯氧化 铁,其用量占原材料总量的70%左右,所以氧化铁 的性能,质量和价格对软磁铁氧体的性能和经济指 标影响甚大.在一定条件下,氧化铁的供应状况可 能成为软磁铁氧体发展的制约因素.软磁铁氧体不 仅要求氧化铁有高纯的化学指标和良好的物理性 能,而且还要有很好的一致性. 氧化铁红按照性能和用途分成高品位和低品位 两种,前者主要用于MnZn系功率及高磁导率铁氧 体,而后者则主要用于MgZn系偏转线圈磁芯及 NiZn铁氧体.在2005年,氧化铁年需求量为6万t 左右,其中高品质为4.5万t,低品质为1.5万t.随 着通讯,计算机,网络等电子信息产业的高速发展, 对高性能MnZn铁氧体的需求将与Et俱增. 1高纯氧化铁红制备工艺的比较 国内软磁行业使用的氧化铁红主要有两种生产 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,第一种是硫酸盐工艺氧化铁,第二种是喷雾焙 烧法氧化铁,目前这两种方法生产的氧化铁各有其 特点和相对的应用范围. 1.1硫酸盐工艺 硫酸盐工艺氧化铁是以高纯铁皮边角料为原 料,用硫酸溶解生成硫酸亚铁溶液,结晶提纯,溶解 后用铵盐中和沉淀出碳酸亚铁,再经过滤,干燥和焙 烧制成氧化铁粉末产品.基本反应原理为: Fe+H2SO4———+FesO4+H2t FeSO4+NH4HCO3FecO3l+(NH4)2S04+cO2t+H20 FeCO3+O2——+Fe2O3+cO2t 一 般说来,这种氧化铁具有较高的化学纯度和 活性,其他氧化铁无法比拟.主要用于制造高性能 MnZn铁氧体,这是国内铁氧体厂家能够接受其比 喷雾焙烧法氧化铁价格稍高的主要原因.目前,这 种氧化铁的产量约为1.0万t/a,售价为6000— 7000t,但由于受原材料和能源价格影响,制造 成本较其它氧化铁高.另外,高纯铁皮边角料这种 原料不仅集中困难,而且价格较高,很难形成规模化 生产,限制了高性能硫酸盐工艺氧化铁的产量.所 以,在高性能软磁铁氧体生产迅速发展的今天,这种 氧化铁供应上的缺口可能会不断扩大. 2006年12月叶学海等:软磁铁氧体用高纯氧化铁红制备新工艺2 1.2喷雾焙烧工艺 喷雾焙烧氧化铁是以轧钢厂的酸洗废液(主要 化学成分为FeCl:)为原料,通过喷雾焙烧设备进行 热分解,生成氯化氢气体和副产品氧化铁.基本反 应原理为: FeC12+H20+02———}Fe203+HCI(g) FeO+HCI(1)——FeCl2+H20 1990年宝钢和鞍钢从西欧引进冷轧生产线盐 酸再生设备,即喷雾焙烧法氧化铁生产线.1993年 宝钢引进脱硅技术和设备,使副产品喷雾焙烧氧化 铁的品质显着改善,除个别指标外(如ca),基本上 达到了国际软磁铁氧体用氧化铁的一般水平,其中 si含量已降至高档硫酸盐氧化铁的水平(约 100×10),但在物理特性和反应活性方面与硫酸 盐氧化铁差异还较大.其产品技术指标见表1. 表I喷雾焙烧氧化铁技术指标 国内虽有鞍山钢铁,本溪钢铁,攀枝花钢铁等厂 家采用喷雾焙烧方法再生盐酸,可生产喷雾焙烧氧 化铁,但只有宝钢生产符合MnZn系软磁铁氧体要 求的高纯氧化铁.目前,宝钢的高纯氧化铁的总产 量已达到2万t左右,售价4000,5000,与硫 酸盐氧化铁价格相比有明显优势,但其性能仍有差 距,故其还不能完全替代高档硫酸盐氧化铁. 2生产高品质氧化铁红用原料选择 硫酸盐法生产高品质氧化铁红所用原料主要是 高纯低碳钢,这种原料纯度高,但来源不定,价格昂 贵,难以形成大规模生产.为了降低成本和大规模 生产,人们采用各种含铁材料制备高纯氧化铁红,这 种材料包括磁铁矿j,生产硫酸副产硫铁矿烧 渣j,生产DSD酸副产铁泥j,钛白副产硫酸亚 铁I5j,轧钢厂副产铁磷等,它们具有化学成分稳 定,价格低廉,来源丰富的优点,但原料杂质含量高, 须经复杂净化工艺才能制得高纯氧化铁红,操作成 本大幅度增加,总生产成本比高纯低碳钢法还略有 增加.某钢管公司还原铁厂在生产优质海绵铁的同 时副产大量窑尾灰,年产量约为15万t,其化学组成 几儿表2. 衰2窑尾灰的化学组成 这种窑尾灰具有如下特点:1)呈黑色粉末状, 粒度为40nm,无须预处理;2)数量巨大,化学成分 稳定;3)价格低廉;4)其主要成分为氧化铁和碳(占 40%),看似杂质含量高,但其存在形式利于去除. 选择窑尾灰作为原料,可以低成本的生产高品 质氧化铁红.为此,我们在原有的基础上,根据窑尾 灰的特点,开发了高品质氧化铁红生产新工艺. 3以窑尾灰为原料生产氧化铁红的实验原 理及工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 3.1原料 1)窑尾灰:为某钢管公司还原铁厂生产海绵铁 的副产物,其组成见表2;2)工业硫酸(93%);3)低 碳铁片;4)氨水(?18.5%);5)农用碳铵 (N?17%). 3.2实验原理 3.2.1浸取 将窑尾灰在一定条件下,用硫酸水溶液浸取使 之变为可溶性的铁盐溶液,而碳和不溶性硅不溶于 硫酸,经过滤实现铁碳分离,其反应方程式为: Fe203+FeO+4H2SO4--FeSO4+Fe2(SO4)3+4H20 由于窑尾灰中含有Ca,Mg,Al等杂质,所以在 酸浸时也变成可溶性盐进入铁盐溶液中,其反应式 为: CaCO3+H2SO4—cas04+H20+c02t 26化工科技市场第29卷第12期 MgCOz+H:SO4———MgSO4+H2O+CO:T A1203+3H2SO4—'A12(SO4)3+3H2O 3.2.2铁片还原 酸浸液中含有大量的Fe?,影响产品质量,必 须将Fe?还原成Fe",否则将不能生成FeCO,最 好最廉价的还原剂是低碳铁片,其反应方程式为: Fe2(SO4)3+Fe一3FeSO4 3.2.3净4E.r-序(精制硫酸亚铁溶液的制备) 我们选用氨水作为中和剂,调节溶液的pH= 5.4—6.0,此时Al?变成Al(OH)沉淀,经过滤,可 把Al?和SiO同时除去,得到精制硫酸亚铁溶液. 其反应式为: A12(so4)3+6NH3?H2OAl(OH)3J+3(NH4)2SO4 3.2.4合成工序(合成碳酸亚铁) 在精制硫酸亚铁溶液中,加入碳铵得到FeCO 沉淀物,过滤并用电渗析水洗涤,其反应式为: FeSO4+2NH4HCO3FecO3J+(NH4)2SO4+cO2f+H2O 3.2.5焙烧 FeCO,在高温下分解氧化成Fe:O,,其反应式 为: 4FeCO3+O2叫2Fe2O3+4CO2t 3.2.6后处理 Ca,Mg离子在合成工序中进入碳酸亚铁,经焙 烧后,以氧化钙,氧化镁的形式存在于氧化铁红中, 用稀硝酸处理可将钙镁离子除去,其反应式为: CaO+2HNO3—Ca(NOa)2+H2O Mgo+2HNO3—Mg(NO3)2+H20 3.3工艺流程(见图1) 硫酸铁片氨水碳铵稀硝酸 i 囊卤.+卤一卤.+.+豳.+豳一蠢 圈1工艺流程图 4实验结果与讨论 4.1净化工序 在窑尾灰中,由于硅是以不溶性SiO形式存 在,而不是以可溶性硅酸盐的形式存在,酸浸后只需 通过过滤即可将硅除去;窑尾灰中含有ca,Mg,Al 等杂质,在酸浸时也变成可溶性盐进入溶液中,根据 金属氢氧化物完全沉淀的pH值(见表3),用氨水 调节溶液的pH=5.2—6.0,此时Al?变成Al(OH) 沉淀,经过滤,可把铝和SiO:同时除去,而大部分钙 镁和全部二价铁离子保留在溶液中;而占40%的碳 与硫酸不反应,不会消耗酸,过滤时,碳是天然的吸 附剂和助滤剂,有利于重金属深度净化和提高过滤 速度. 表3氢氧化物沉淀pH值 4.2后处理工序 碳酸亚铁焙烧过程实质上就是氧化铁结晶过 程,氧化铁高度结晶时,存在于碳酸亚铁中的钙镁离 子就会以氧化钙和氧化镁的形式附着在氧化铁晶粒 表面,通过酸洗可将钙镁离子基本去除.实验结果 见表4. 表4后处理实验结果 从表4的实验结果可以看出,用去离子水和稀 硫酸处理效果不佳,而用稀硝酸在常温下就可以满 足要求. 4.3产品质量指标 以窑尾灰为原料采用本工艺制备高纯氧化铁 红,其产品质量完全符合HG/T2574—1994优等品 标准,分析结果见表5. 表5产品质量组成 2006年l2月叶学海等:软磁铁氧体用高纯氧化铁红制备新工艺27 5经济评价 5.1消耗定额及原料成本(见衰6) 裹6消耗定额及原料成本 生产1t高纯氧化铁红的原料成本为2000元. 5.2生产成本估算 根据实验结果,对窑尾灰为原料年产5000t高 纯氧化铁红进行初步成本估算(:Tr./t,成品):?原料 成本:2000元;?燃料动力费:300元;?折旧大修: 300元;?人工费:160元;?管理费:100元;?销售 费:100元;?包装费:40元;工厂成本:3000元. 5.3经济效益 市场售价:6000—7000t;年产值:3000— 3500万a;年利税:1500—2000万a. 从以上的经济估算结果看,该工艺的经济效益 比较显着,因此该工艺是可行的. 6结论 1)采用窑尾灰为原料生产软磁铁氧体用高品 . 址 质氧化铁红,可省去预处理工序,其物料性质有利于 酸浸,净化工序. 2)实验结果表明,以此新工艺生产的产品性能 优良,质量稳定,完全符合HG/T2574—1994优等品 标准. 3)所用的窑尾灰原料,价格低廉,数量充足,完 全能满足氧化铁大规模生产需求;所采用的工艺简 单易行,生产成本低,经济效益显着,具有工业化价 值. 参考文献: ,刘红光.磁铁矿制高纯氧化铁红的研究[J].无机盐工 [1]叶学海 业,2000:32(6):9—1O [2]张良均,陈苏芳.李先桂.等.硫铁矿烧渣制高纯氧化铁红[J]. 无机盐工业,2004,36(6):29—30 [3]王会君,康文通,马进然.铁泥制高纯氧化铁红的研究[J],无 机盐工业,2006,38(8):4o一41 [4]宁运金,王统理.用副产硫酸亚铁生产优质氧化铁[J].应用化 工,2005,34(10):653-655 [5]宋丽.江澜,郭菊梅.利用钛白粉副产硫酸亚铁生产高纯氧化 铁的方法[J].河北环境科学,2004(2):20-22 [6]韩廷信,韩洲雄,韩英.铁磷制高纯氧化铁红[J].无机盐工业, 2004,36(2):35—36 收稿日期:2006—11—21 作者简介:叶学海(1967一),男,高级工程师,主要从事无机功能材 料开发. .址 ? 新产品新技术? 朗盛上海颜料公司推出人造草坪用氯化铁颜料 2006年11月8日,朗盛上海颜料有限公司推 出室内外人造草坪着色用氧化铁颜料. 据朗盛无机颜料业务部专家介绍,若要使人造 草坪在外观上达到与自然草坪难以区分的效果,正 确的着色过程格外重要.Colortherm氧化铁颜料能 与酞青有机颜料完美组合,该颜料成本效益高,耐光 性与耐候性极强,在草坪的整个使用期内色彩强度 不会有丝毫下降;还可很好地匹配草坪的自然色彩, PP纤维"草叶"只需用1%,4%质量分数的颜料便 可产生浓郁的绿色;易于加工,制造过程中经微粉化 后,转变为易于在基体制品中分散的极细粉末形态; 颜料颗粒表面裹有特殊保护层,热稳定性好,可耐受 260?的高温,且在有色PP纤维挤出过程中不会受 到不良影响. 据悉,美国食品与药物管理局已批准Colorth- elm用于食物包装及玩具着色.朗盛上海颜料公司 生产高品质Bayferrox牌合成氧化铁颜料,总投资超 过2000万美元,配有世界先进的筛选,研磨,混合 设备及齐全的检测仪器.