用硫铁矿烧渣制备高纯氧化铁红新工艺的研究

摘要

硫铁矿烧渣是用硫铁矿生产硫酸的过程中产生的工业废渣.我国是世界上硫酸生产大国,而生产1t硫酸就会产生0.8~0.9t烧渣,因此全国每年将产生约7×10<'6>t废渣量,就带来了巨大的环境问题.但是烧渣中含铁量较高,一般为20﹪~60﹪,可作为二次资源加以利用.近几年来,随着市场上对氧化铁系产品的需求的大幅度增加,这就促使了很多企业探索新的途径来生产更具有市场竞争力的产品,也就要求制备氧化铁系产品的过程中必须寻找更为廉价的原料来源以替代传统的原料;同时也激励着他们研究更加先进的工艺获取高质量的优势产品.这样硫铁矿烧渣就相继进入了广大科技工作者的研究领域,使得对烧渣综合利用的力度日益加强.目前利用烧渣制备氧化铁红产品虽然发展迅速,但是硫铁矿烧渣的成分也在一定程度上限制了其发展,主要因为烧渣中含大量铁的同时也富含了较多的杂质,而这些杂质在制备产品的阶段又难以轻易去除,使所得产品的档次不高,影响了产品的应用范围.所以利用硫铁矿烧渣开发高档氧化铁红产品成为研究的热点和生产的关键.本研究采用先进的工艺,利用硫铁矿烧渣制备高纯度的氧化铁红产品,开辟了综合利用硫铁矿烧渣的新途径.本课题以武钢金山店铁矿硫酸厂的硫铁矿烧渣为主要原料,采用了湿法除杂,干法氧化的工艺,制取了高档氧化铁红产品,纯度可达99.31﹪.采用的制备工艺先进可靠,易于实际应用;选用的除杂方法和除杂剂针对性强,除杂效果好.本实验采用还原焙烧、硫酸浸取、水浴除杂、碳酸亚铁的合成、沉淀干燥、煅烧的工艺制备高纯氧化铁红,确定了各个阶段的最佳工艺条件.对实验产品采用了先进的检测手段,如X射线衍射方法确定了产品的最终物相为α-Fe<,2>O<,3>;SEM和JEM检测表明煅烧前后产物结构的变化,颗粒均为球形,平均粒径为0.1μm.与传统制备氧化铁红的方法相比,本法利用了二次资源,大大降低了铁皮的用量,所制产品档次高,提高了氧化铁红产品的附加值.本方法具有明显的经济效益和社会效益.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

第一章前言

1.1硫铁矿烧渣及其综合利用现状

1.2氧化铁的应用及研究进展

1.3氧化铁种类及其制备工艺

1.4氧化铁红的研究及应用现状

1.5本研究的内容、目的及意义

第二章实验原料及方法

2.1实验原料与试剂

2.2实验仪器与设备

2.3实验方法及工艺流程

2.4实验原理

2.5产品性能的测试方法

第三章结果与讨论

3.1还原焙烧实验

3.2硫酸酸浸实验

3.3水浴除杂实验

3.3.1水浴除杂正交实验

3.3.2水浴温度对除杂效果的影响

3.3.3还原Fe粉用量的影响

3.3.4水浴时间的影响

3.3.5搅拌速度的影响

3.3.5絮凝剂用量对除杂效果的影响

3.3.6水浴除杂实验小结

3.4合成实验

3.4.1合成正交实验

3.4.2碳酸氢铵用量(NH4+Fe2+配料摩尔比)对Fe2O3纯度的影响

3.4.3水浴温度对Fe2O3纯度的影响

3.4.4 硫酸亚铁浓度对Fe2O3纯度的影响

3.4.5水浴时间对Fe2O3纯度的影响

3.4.6合成实验小结

3.5干燥实验

3.6煅烧实验

3.7氧化铁红产品的测试

第四章结论

参考文献及书目

致谢