阅读说明：本技术 利用钛白粉盐酸法副产物制备磁铁粉的方法 (Method for preparing magnet powder by using titanium dioxide hydrochloric acid method byproduct ) 是由 黄齐茂 胡骆兴 刘衡 于 2021-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了利用钛白粉盐酸法副产物制备磁铁粉的方法,将钛白粉盐酸法产生的固体氯化亚铁副产物与去离子水在反应釜A中混合,搅拌升温至75-85℃；将生石灰粉末、分散剂分批次加入反应釜A中,保持温度并用空气泵通入空气进行氧化；另将一份固体氯化亚铁副产物与去离子水在反应釜B中搅拌混合,加入生石灰常温下搅拌5-15min后将反应釜B中物料加入反应釜A,保持75-85℃恒温搅拌30-60min；趁热压滤,滤饼干燥,再经过研磨即可得到四氧化三铁磁铁粉；本发明通过钛白粉盐酸法产生的氯化亚铁固废、氧化钙为原料,通过工艺优化,避免胶体包裹及氧化不完全的现象,解决了大剂量、高浓度工业制备Fe-(3)O-(4)磁铁粉的难题。(The invention discloses a method for preparing magnet powder by using titanium dioxide hydrochloric acid method byproducts, which comprises the steps of mixing solid ferrous chloride byproducts generated by the titanium dioxide hydrochloric acid method with deionized water in a reaction kettle A, stirring and heating to 75-85 ℃; adding quicklime powder and a dispersing agent into a reaction kettle A in batches, keeping the temperature, and introducing air by using an air pump for oxidation; stirring and mixing a part of solid ferrous chloride byproduct and deionized water in a reaction kettle B, adding quicklime, stirring for 5-15min at normal temperature, adding the materials in the reaction kettle B into the reaction kettle A, and stirring for 30-60min at a constant temperature of 75-85 ℃; filter pressing is carried out while the mixture is hot, filter cakes are dried, and then the mixture is ground to obtain ferroferric oxide magnetic iron powder; the invention uses ferrous chloride solid waste and calcium oxide generated by titanium dioxide hydrochloric acid method as raw materials, avoids colloid wrapping and incomplete oxidation through process optimization, and solves the problem of industrially preparing Fe with large dose and high concentration 3 O 4 The problem of magnet powder.)

利用钛白粉盐酸法副产物制备磁铁粉的方法

技术领域

本发明具体涉及利用钛白粉盐酸法副产物制备磁铁粉的方法。

背景技术

实验室制备磁粉的方法，是通过低浓度的FeSO₄溶液与NaOH反应，该反应浓度低、反应剂量小，还处于实验室试管稀溶液(0.05-0.2mol/L)级别，因为随着FeSO₄浓度的增大，产生的氢氧化亚铁沉淀会形成胶体包裹Fe²⁺抑制氧化，导致氧化不完全或者氧化中止的情况，使高浓度下制备磁粉未能实现放大及工业化。工业上利用固废制备Fe₃O₄磁粉未见报道。

CN202110906536.X公开了一种通过钛精矿与浓盐酸直接制得钛白粉的方法，加入结晶改良剂，140℃高温高压下，以浓盐酸酸解钛精矿，冷却过滤可直接获取钛白粉。但是该方法会伴随大量固体氯化亚铁副产物产生，且其杂质含量高，如不进行转化，只能作为固废，不但会污染环境，还导致该工艺路线经济损失。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用含氯化亚铁固废制备Fe₃O₄磁铁粉的方法，特别针对钛白粉盐酸法所产生的固体氯化亚铁副产物，使钛精矿制备钛白粉工艺更加完善、环保、经济。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

利用钛白粉盐酸法副产物制备磁铁粉的方法，包括以下步骤：

(1)将钛白粉盐酸法产生的固体氯化亚铁副产物与去离子水在反应釜A中混合，搅拌升温至75-85℃；

(2)将生石灰粉末、分散剂分批次加入反应釜A中，保持温度并用空气泵通入空气进行氧化；

(3)另将一份固体氯化亚铁副产物与去离子水在反应釜B中搅拌混合，加入生石灰常温下搅拌5-15min后将反应釜B中物料加入反应釜A，保持75-85℃恒温搅拌30-60min；

(4)趁热压滤，滤饼干燥，再经过研磨即可得到四氧化三铁磁铁粉。

按上述方案，所述固体氯化亚铁副产物来自钛白粉盐酸法：

具体为钛精矿与盐酸加热反应产物抽滤所得滤液，经冷却结晶所得沉淀物。

按上述方案，步骤(1)的反应釜A和(3)中的反应釜B中氯化亚铁浓度为4.5-5.5mol/L。

按上述方案，步骤(2)所述分散剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、铝铁共聚复合絮凝剂中的一种或混合。

按上述方案，步骤(2)反应釜A中分散剂的加入量为每吨混合溶液中16-20kg；分四批次加入，每次时间间隔为1.2-1.8h。

按上述方案，步骤(2)反应釜A中生石灰粉末总加入量为每吨混合溶液中110-140Kg；分四批次加入，每次时间间隔为1.2-1.8h。

按上述方案，步骤(3)反应釜B中生石灰粉末总加入量为每吨混合溶液中110-140Kg。

按上述方案，步骤(2)加料完成以后保温继续氧化2h。

按上述方案，步骤(3)反应釜B中氯化亚铁与反应釜A中氯化亚铁的摩尔比为1：2。

按上述方案，步骤(4)中干燥温度为120℃，干燥时间为10-12h。

本方案中采取双釜分开反应，相对于传统一釜反应，可以免去其中Fe²⁺/Fe³⁺浓度比的监测调控环节，采取两釜分开进行反应，互不干扰。本方案中采取分批次加入生石灰和分散剂，相比于传统一次性加入碱性试剂，可以避免因浓度过高而产生的沉淀包裹问题，在逐步加入生石灰的过程中，局部形成低浓度Fe(OH)₂逐步氧化，而分散剂的加入进一步破坏胶体，避免形成胶体包裹阻止氧化的难题。

相对于现有技术，本发明有益效果如下：

本发明通过氯化亚铁固废、氧化钙为原料，通过工艺优化，避免胶体包裹及氧化不完全的现象，解决了大剂量、高浓度工业制备Fe₃O₄磁粉的难题。

该工艺简单，使用廉价的固废转化为有价Fe₃O₄磁粉，完善了钛白粉盐酸法新工艺路线，使之工业化和产业化前景更加广阔。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

本发明提供了一种利用含氯化亚铁固废制备磁铁粉的方法，特别针对钛白粉盐酸法产生的固体氯化亚铁副产物，具体过程如下：

(1)将钛白粉盐酸法产生的固体氯化亚铁副产物与去离子水在反应釜A中混合，搅拌升温至75-85℃；其中氯化亚铁浓度为4.5-5.5mol/L；

(2)将生石灰粉末、分散剂分批次加入反应釜A中，保持温度并用空气泵通入空气进行氧化2h；其中分散剂的加入量为每吨混合溶液中16-20kg，分四批次加入，每次时间间隔为1.2-1.8h；生石灰粉末总加入量为每吨混合溶液中110-140Kg，分四批次加入，每次时间间隔为1.2-1.8h；所述分散剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、铝铁共聚复合絮凝剂中的一种或混合；

(3)另将一份固体氯化亚铁副产物与去离子水在反应釜B中搅拌混合，加入生石灰常温下搅拌5-15min后将反应釜B中物料加入反应釜A，保持75-85℃恒温搅拌30-60min；其中反应釜B中氯化亚铁浓度为4.5-5.5mol/L，与反应釜A中氯化亚铁的摩尔比为1：2；反应釜B中生石灰粉末总加入量为每吨混合溶液中110-140Kg；

(4)趁热压滤，滤饼干燥温度为120℃，干燥时间为10-12h，再经过研磨即可得到四氧化三铁磁铁粉。

本发明适用于一般固体氯化亚铁副产物，但针对钛白粉盐酸法产生的固体氯化亚铁副产物具有更好的效果。本发明所述钛白粉盐酸法产生固体氯化亚铁副产物的情形，以一种人造金红石制备方法为例，包括如下步骤：

将钛精矿与结晶改良助剂混合，混合均匀形成混合物A；将所述混合物A加入盐酸溶液中，形成混合物B；将所述混合物B加入至反应釜中升温至130-150℃反应结束，所得产物抽滤得到滤渣和滤液；对滤渣进行酸洗、水洗及干燥，得到人造金红石；所得滤液放入冷却池经过结晶沉淀得到固体氯化亚铁副产物，用于以下实施例中。

实施例1

称取钛白粉盐酸法新工艺副产氯化亚铁固废12kg于50L的反应釜中，加入去离子水12L，搅拌升温至80℃。称取生石灰粉末0.85kg及聚合氯化铁0.12kg共四份，每间隔1.5h加入一份于反应釜中，其间保持80℃恒温搅拌，并用空气泵通入空气进行氧化，直至四份生石灰都加入后再继续氧化2h。再取钛白粉盐酸法新工艺副产氯化亚铁固废6kg于另一20L反应釜中，加入去离子水6kg，常温下搅拌溶解，称取生石灰1.7kg缓慢加入后继续搅拌10min。搅拌结束后将20L反应釜中的浆料加入到50L反应釜中，80℃下恒温搅拌45min后，采用正压压滤将混合溶液过滤，然后将滤饼放入120℃烘箱中干燥11h后取出，经过研磨后得到黑色有磁性的四氧化三铁产品，产率为95％。

实施例2

称取钛白粉盐酸法新工艺副产氯化亚铁固废12kg于50L的反应釜中，加入去离子水10L，搅拌升温至75℃。称取生石灰粉末0.85kg及聚合氯化铝0.12kg共四份，每间隔1.2h加入一份于反应釜中，其间保持75℃恒温搅拌，并用空气泵通入空气进行氧化，直至四份生石灰都加入后再继续氧化2h。再取钛白粉盐酸法新工艺副产氯化亚铁固废6kg于另一20L反应釜中，加入去离子水5kg，常温下搅拌溶解，称取生石灰1.7kg缓慢加入后继续搅拌5min。搅拌结束后将20L反应釜中的浆料加入到50L反应釜中，75℃下恒温搅拌45min后，采用正压压滤将混合溶液过滤，然后将滤饼放入120℃烘箱中干燥10h后取出，经过研磨后得到黑色有磁性的四氧化三铁产品，产率为92％。

实施例3

称取钛白粉盐酸法新工艺副产氯化亚铁固废12kg于50L的反应釜中，加入去离子水14L，搅拌升温至85℃。称取生石灰粉末0.85kg及铝铁共聚复合絮凝剂0.12kg共四份，每间隔1.8h加入一份于反应釜中，其间保持85℃恒温搅拌，并用空气泵通入空气进行氧化，直至四份生石灰都加入后再继续氧化2h。再取钛白粉盐酸法新工艺副产氯化亚铁固废6kg于另一20L反应釜中，加入去离子水7kg，常温下搅拌溶解，称取生石灰1.7kg缓慢加入后继续搅拌15min。搅拌结束后将20L反应釜中的浆料加入到50L反应釜中，85℃下恒温搅拌45min后，采用正压压滤将混合溶液过滤，然后将滤饼放入120℃烘箱中干燥12h后取出，经过研磨后得到黑色有磁性的四氧化三铁产品，产率为94％。