專利名稱：鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnZn鐵氧體料粉制備法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵廠鍍鋅鋅渣和酸洗廢液的處理工藝，尤其是一種鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備方法。
背景技術(shù)：
目前鋼鐵廠中酸洗廢液普遍是使用奧地利人發(fā)明的魯茲納法來(lái)處理，獲得再生鹽酸和氧化鐵紅。再生鹽酸返回生產(chǎn)線，氧化鐵紅做為顏料、磁性材料的原料出售。鋼鐵廠的鍍鋅鋅渣，一般采用火法蒸餾提純鋅或直接外賣。上述兩種產(chǎn)品的附加值均不高。國(guó)內(nèi)的磁性材料廠主要是以氧化鐵紅、氧化錳和氧化鋅為原料固相反應(yīng)生成MnSi 鐵氧體磁性材料。其工藝流程為配料一預(yù)燒一多次研磨一摻雜一多次研磨一成型一燒結(jié)。 其工藝存在流程長(zhǎng)，多次研磨易引入雜質(zhì)，摻雜不均勻等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法，以有效的回收利用鋼鐵廠鍍鋅鋅渣和酸洗廢液。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的工藝步驟為
(1)酸洗廢液的凈化用廢鋼中和酸洗廢液溶液中的游離酸并還原狗3+為!^2+；然后調(diào)節(jié)體系的PH值到5 6后與氟化物反應(yīng)；最后加入絮凝劑，過(guò)濾得到溶液A ；
(2)鍍鋅鋅渣的浸出和凈化鍍鋅鋅渣在鹽酸中溶解；然后調(diào)節(jié)體系的PH值到4 5 后與氟化物反應(yīng)；最后加入絮凝劑，過(guò)濾得到溶液B ；
(3)將溶液A、溶液B和Mn鹽按MnSi鐵氧體成分中的!^e2O3/MnO/ZnO的摩爾比配置成溶液C;
(4)計(jì)算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀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(shí)際碳酸氫胺量的氨水混合配制成溶液D，其中1. 5 < χ < 2. 5 ；
(5)將上述的溶液C和溶液D以體積比1:1的比例流入到反應(yīng)釜，進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)，得到漿料；
(6)漿料經(jīng)陳化、氧化、洗滌和烘干后得到軟磁MnZn鐵氧體料粉。本發(fā)明所述步驟(1)為
I、在每升酸洗廢液溶液中加140 200g廢鋼，以中和酸洗廢液中的游離酸和還原!^3+ 為狗2+;過(guò)濾后得到溶液A1;
II、控制溶液A1溫度在30 50°C，往溶液A1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到5 6， 得到溶液A2;
III、往每升溶液A2中加入1 2ml的Iwt%的氟化氨溶液或氟化鈉溶液，反應(yīng)1 2h， 得到溶液A3;
IV、向上述每升溶液A3中加入6.8 8mg 8173絮凝劑或聚丙烯酰胺；通過(guò)抽濾法濾去沉淀，所得濾液即為溶液A。
本發(fā)明所述步驟(2)為
I、往每升20Wt%鹽酸中放入170 200g鍍鋅鋅渣進(jìn)行溶解，得到溶液B1；
II、控制溶液B1溫度在30 50°C，往溶解液中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到4 5， 得到溶液化；
III、往每升溶液4中加入1 2ml的Iwt%的氟化氨溶液或氟化鈉溶液，反應(yīng)1 2h， 得到溶液 ；
IV、向上述每升溶液 中加入2 ^ig8173絮凝劑或聚丙烯酰胺；通過(guò)抽濾法濾去溶液中的沉淀，所得濾液即為溶液B。本發(fā)明所述步驟(5)為將體積比1 :1的溶液C和溶液D分別以單位平方厘米管道截面積上每分鐘150 350ml的流量由加料管進(jìn)入反應(yīng)釜；控制反應(yīng)釜溫度為30 70°C， 攪拌速度為200 700rpm，反應(yīng)釜內(nèi)pH值為5. 8 8. 9 ；進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)。本發(fā)明所述步驟(6)為將漿料在隊(duì)氣氛下陳化池；然后在60 70°C下空氣氧化30 60min，用蒸餾水反復(fù)洗滌過(guò)濾；最后在60 130°C的干燥箱中烘干，即可得到軟磁 MnZn鐵氧體料粉。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為分別對(duì)鍍鋅鋅渣和酸洗廢液進(jìn)行凈化和除雜，然后根據(jù) MnZn鐵氧體的成分要求配入Mn鹽，采用化學(xué)共沉淀法來(lái)生產(chǎn)軟磁MnSi鐵氧體料粉。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于1、方法簡(jiǎn)單實(shí)用本發(fā)明利用鍍鋅鋅渣和酸洗廢液直接制備軟磁Mnai鐵氧體料粉，減少中間的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生成的料粉粒度細(xì)小、均勻，可直接成型燒結(jié)成MnSi鐵氧體產(chǎn)品。2、原料來(lái)源豐富且成本低廉鍍鋅鋅渣和酸洗廢液均為鋼鐵廠的廢棄料液，因此原料來(lái)源豐富且低廉，使本方法具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。3、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定所得到的軟磁MnSi鐵氧體料粉的主要技術(shù)指標(biāo)是粒度<2μπι， 飽和磁化強(qiáng)度為沈0 400mT，矯頑力<100e。產(chǎn)品的成分穩(wěn)定、晶形單一，具有單相結(jié)構(gòu)， 可以做為高檔的磁性產(chǎn)品的原料。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的流程示意圖2是軟磁MnSi鐵氧體料粉的XRD圖； 圖3是軟磁MnSi鐵氧體料粉的磁滯回線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 圖1所示，本鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法的具體工藝步驟為
1、酸洗廢液的凈化
(1)在每升酸洗廢液溶液中加180g廢鋼，以中和酸洗廢液中的游離酸和還原!^3+為狗2+;過(guò)濾后得到溶液A1;
(2)控制溶液A1溫度在40°C，往溶液A1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到5.5，得到溶液八2 ；(3)往每升溶液A2中加入1.7ml的Iwt%的氟化氨溶液，反應(yīng)1.證，得到溶液A3 ；
(4)向上述每升溶液A3中加入7.6mg 8173絮凝劑；通過(guò)抽濾法濾去沉淀，所得濾液即為溶液A。2、鍍鋅鋅渣的浸出和凈化
(1)往每升20wt%鹽酸中放入185g鍍鋅鋅渣進(jìn)行溶解，得到溶液&；
(2)控制溶液B1溫度在40°C，往溶液B1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到4.5，得到溶液化；
(3)往每升溶液化中加入1.5ml的Iwt%的氟化氨溶液，反應(yīng)1.證，得到溶液 ；
(4)向上述每升溶液 中加入:3mg8173絮凝劑；通過(guò)抽濾法濾去溶液中的沉淀，所得濾液即為溶液B。3、將溶液 A、溶液 B 和 Mn 鹽按鐵氧體成分 Fe2O3:MnO:ZnO = 51. 8:26:22. 2 (mol%) 配比，配置成溶液C;
4、計(jì)算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理論碳酸氫銨量；取其1.2倍理論值的碳酸氫胺與χ倍實(shí)際碳酸氫胺量的氨水混合配制成溶液D，其中χ=2. 1 ；
5、將體積比1:1的溶液C和溶液D分別以單位平方厘米管道截面積上每分鐘170ml的流量由加料管；控制反應(yīng)釜溫度為40°C，攪拌速度為400rpm，反應(yīng)釜內(nèi)pH值為7. 2 ；進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)，得到漿料；
6、將漿料在隊(duì)氣氛下陳化池；然后在60°C下空氣氧化30min，用蒸餾水反復(fù)洗滌過(guò)濾； 最后在105°C的干燥箱中烘干，即可得到軟磁MnSi鐵氧體料粉。得到的軟磁MnSi鐵氧體料粉經(jīng)檢測(cè)粒度均在2 μ m以下；圖2所示，將料粉的XRD 圖譜與PDF標(biāo)準(zhǔn)卡片對(duì)照可以發(fā)現(xiàn)各衍射峰的位置和相對(duì)強(qiáng)度與Mna6Zna4Fe2O4的標(biāo)準(zhǔn)圖譜基本吻合，說(shuō)明所得產(chǎn)物為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的MnSi鐵氧體；圖3所示，通過(guò)對(duì)軟磁MnSi 鐵氧體料粉進(jìn)行磁性能的檢測(cè)，其飽和磁化強(qiáng)度350mT、矯頑力100e。實(shí)施例2 圖1所示，本鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法具體工藝步驟為
1、酸洗廢液的凈化
(1)在每升酸洗廢液溶液中加140g廢鋼，以中和酸洗廢液中的游離酸和還原!^3+為狗2+;過(guò)濾后得到溶液A1;
(2)控制溶液A1溫度在50°C，往溶液A1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到5，得到溶液
A2 ；
(3)往每升溶液A2中加入2ml的Iwt%的氟化氨溶液，反應(yīng)池，得到溶液八3；
(4)向上述每升溶液A3中加入8mg8173絮凝劑；通過(guò)抽濾法濾去沉淀，所得濾液即為溶液A。2、鍍鋅鋅渣的浸出和凈化
(1)往每升20wt%鹽酸中放入200g鍍鋅鋅渣進(jìn)行溶解，得到溶液&；
(2)控制溶液B1溫度在50°C，往溶液B1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到4，得到溶液
B2 ；
(3)往每升溶液化中加入2ml的Iwt%的氟化氨溶液，反應(yīng)池，得到溶液 ；
(4)向上述每升溶液 中加入^ig8173絮凝劑；通過(guò)抽濾法濾去溶液中的沉淀，所得濾液即為溶液B。3、將溶液 A、溶液 B 和 Mn 鹽按鐵氧體成分 Fe2O3:MnO: SiO = 52. 3:22. 7:25(mol%) 配比，配置成溶液C。4、計(jì)算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理論碳酸氫銨量；取其1. 5倍理論值的碳酸氫胺與χ倍實(shí)際碳酸氫胺量的氨水混合配制成溶液D，其中Χ=1. 5。5、將體積比1:1的溶液C和溶液D分別以單位平方厘米管道截面積上每分鐘 150ml流量的鹽溶液由加料管進(jìn)入反應(yīng)釜；控制反應(yīng)釜溫度為30°C，攪拌速度為200rpm，反應(yīng)釜內(nèi)PH值為5. 8 ；進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)，得到漿料。6、將漿料在隊(duì)氣氛下陳化池；然后在65°C下空氣氧化60min，用蒸餾水反復(fù)洗滌過(guò)濾；最后在60°C的干燥箱中烘干，即可得到軟磁MnSi鐵氧體料粉。得到的軟磁MnSi鐵氧體料粉經(jīng)檢測(cè)粒度均在2 μ m以下；各衍射峰的位置和相對(duì)強(qiáng)度與Mna6Zna4Fe2O4的標(biāo)準(zhǔn)圖譜基本吻合，說(shuō)明所得產(chǎn)物為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的MnSi鐵氧體；通過(guò)對(duì)軟磁MnSi鐵氧體料粉進(jìn)行磁性能的檢測(cè)，其飽和磁化強(qiáng)度300mT、矯頑力90e。實(shí)施例3 圖1所示，本鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法具體工藝步驟為
1、酸洗廢液的凈化
(1)在每升酸洗廢液溶液中加200g廢鋼，以中和酸洗廢液中的游離酸和還原!^3+為狗2+;過(guò)濾后得到溶液A1;
(2)控制溶液A1溫度在30°C，往溶液A1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到6，得到溶液
A2 ；
(3)往每升溶液A2中加入Iml的Iwt%的氟化鈉溶液，反應(yīng)lh，得到溶液八3；
(4)向上述每升溶液A3中加入6.8mg聚丙烯酰胺(絮凝劑)；通過(guò)抽濾法濾去沉淀，所得濾液即為溶液A。2、鍍鋅鋅渣的浸出和凈化
(1)往每升20wt%鹽酸中放入170g鍍鋅鋅渣進(jìn)行溶解，得到溶液&；
(2)控制溶液B1溫度在30°C，往溶解液中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到5，得到溶液
B2 ；
(3)往每升溶液化中加入Iml的Iwt%的氟化鈉溶液，反應(yīng)lh，得到溶液 ；
(4)向上述每升溶液 中加入aiig聚丙烯酰胺(絮凝劑);通過(guò)抽濾法濾去溶液中的沉淀，所得濾液即為溶液B。3、將溶液 A、溶液 B 和 Mn 鹽按鐵氧體成分 Fe2O3:MnO: SiO = 52:26. 2:21. 8(mol%) 配比，配置成溶液C;
4、計(jì)算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理論碳酸氫銨量；取其1倍理論值的碳酸氫胺與χ倍實(shí)際碳酸氫胺量的氨水混合配制成溶液D，其中χ=2. 5 ；
5、將體積比1 1的溶液C和溶液D分別以單位平方厘米管道截面積上每分鐘350ml流量的鹽溶液由加料管進(jìn)入反應(yīng)釜；控制反應(yīng)釜溫度為70°C，攪拌速度為700rpm，反應(yīng)釜內(nèi) PH值為8. 9 ；進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)，得到漿料；
6、將漿料在隊(duì)氣氛下陳化池；然后在70°C下空氣氧化45min，用蒸餾水反復(fù)洗滌過(guò)濾； 最后在130°C的干燥箱中烘干，即可得到軟磁MnSi鐵氧體料粉。
得到的軟磁MnSi鐵氧體料粉經(jīng)檢測(cè)粒度均在2 μ m以下；各衍射峰的位置和相對(duì)強(qiáng)度與Mna6^ia4Fe2O4的標(biāo)準(zhǔn)圖譜基本吻合，說(shuō)明所得產(chǎn)物為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的MnSi鐵氧體；通過(guò)對(duì)軟磁MnSi鐵氧體料粉進(jìn)行磁性能的檢測(cè)，其飽和磁化強(qiáng)度310mT、矯頑力70e。
權(quán)利要求
1.一種鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法，其特征在于，該方法的工藝步驟為(1)酸洗廢液的凈化用廢鋼中和酸洗廢液溶液中的游離酸并還原狗3+為!^2+；然后調(diào)節(jié)體系的PH值到5 6后與氟化物反應(yīng)；最后加入絮凝劑，過(guò)濾得到溶液A ；(2)鍍鋅鋅渣的浸出和凈化鍍鋅鋅渣在鹽酸中溶解；然后調(diào)節(jié)體系的PH值到4 5 后與氟化物反應(yīng)；最后加入絮凝劑，過(guò)濾得到溶液B ；(3)將溶液A、溶液B和Mn鹽按MnSi鐵氧體成分中的!^e2O3/MnO/ZnO的摩爾比配置成溶液C;(4)計(jì)算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀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(shí)際碳酸氫胺量的氨水混合配制成溶液D，其中1. 5 < χ < 2. 5 ；(5)將上述的溶液C和溶液D以體積比1:1的比例流入到反應(yīng)釜，進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)，得到漿料；(6)漿料經(jīng)陳化、氧化、洗滌和烘干后得到軟磁MnSi鐵氧體料粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法，其特征在于，所述步驟(1)為I、在每升酸洗廢液溶液中加140 200g廢鋼，以中和酸洗廢液中的游離酸和還原!^3+ 為狗2+，過(guò)濾后得到溶液A1;II、控制溶液A1溫度在30 50°C，往溶液A1中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到5 6， 得到溶液A2;III、往每升溶液A2中加入1 2ml的Iwt%的氟化氨溶液或氟化鈉溶液，反應(yīng)1 2h， 得到溶液A3;IV、向上述每升溶液A3中加入6.8 8mg 8173絮凝劑或聚丙烯酰胺；通過(guò)抽濾法濾去沉淀，所得濾液即為溶液A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法，其特征在于，所述步驟(2)為I、往每升20Wt%鹽酸中放入170 200g鍍鋅鋅渣進(jìn)行溶解，得到溶液&；II、控制溶液B1溫度在30 50°C，往溶解液中加入氨水，調(diào)節(jié)體系的PH值到4 5， 得到溶液化；III、往每升溶液4中加入1 2ml的Iwt%的氟化氨溶液或氟化鈉溶液，反應(yīng)1 2h， 得到溶液 ；IV、向上述每升溶液 中加入2 ^ig8173絮凝劑或聚丙烯酰胺；通過(guò)抽濾法濾去溶液中的沉淀，所得濾液即為溶液B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法，其特征在于，所述步驟(5)為將體積比1 :1的溶液C和溶液D分別以單位平方厘米管道截面積上每分鐘150 350ml的流量由加料管進(jìn)入反應(yīng)釜；控制反應(yīng)釜溫度為30 70°C，攪拌速度為200 700rpm，反應(yīng)釜內(nèi)pH值為5. 8 8. 9 ；進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任意一種鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnSi鐵氧體料粉制備法，其特征在于，所述步驟(6)為將漿料在隊(duì)氣氛下陳化池；然后在60 70°C下空氣氧化30 60min，用蒸餾水反復(fù)洗滌過(guò)濾；最后在60 130°C的干燥箱中烘干，即可得到軟磁MnSi鐵氧體料粉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鍍鋅鋅渣和酸洗廢液為原料的MnZn鐵氧體料粉制備法，該方法的工藝步驟為(1)酸洗廢液的凈化，得到溶液A；(2)鍍鋅鋅渣的浸出和凈化，得到溶液B；(3)將溶液A、溶液B和Mn鹽按MnZn鐵氧體成分中的Fe2O3/MnO/ZnO的摩爾比配置成溶液C；(4)計(jì)算出溶液C中Fe2+、Mn2+和Zn2+完全沉淀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x倍實(shí)際碳酸氫胺量的氨水混合配制成溶液D，其中1.5≤x≤2.5；(5)將上述的溶液C和溶液D以體積比1∶1的比例流入到反應(yīng)釜，進(jìn)行化學(xué)共沉淀法反應(yīng)，得到漿料；(6)漿料經(jīng)陳化、氧化、洗滌和烘干后得到軟磁MnZn鐵氧體料粉。本方法簡(jiǎn)單實(shí)用；原料來(lái)源豐富且成本低廉；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102260070SQ20111011099
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者卜二軍, 吝章國(guó), 徐曉, 朱文玲, 李玉銀, 胡志剛, 許斌 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司