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1、生產軟磁鐵氧體用氧化鐵
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氧體磁性材料是電子工業的重要支柱.在無線電通訊、廣播電視、自動控制、宇宙航行、雷達導航、測量儀表、計算機、印刷、顯示、家用電器以及生物醫學等領域得到了廣泛應用。鐵氧體材料是發展現代工業、現化農業、現代國防和提高人民物質文化生活水平所不可缺少的物質基礎,是電子工業重要的基礎材料之一。
磁性鐵氧體有軟磁、硬磁、旋磁、矩磁和壓磁及其它鐵氧體材料,其中軟磁鐵氧體用量較大。生產軟磁鐵氧體的主要原料是α-Fe2O3,又稱軟磁鐵氧體用氧化鐵,在鐵氧體組成中占55%~70%。
軟磁鐵氧體用氧化鐵的生產方法有鹽酸鹽法、硫酸鹽法和鈦白副產綠礬法。鈦白副產綠礬法因成本、品質和環保優勢而具有良好的發展前景。
1.1氧化沉淀法生產高純氧化鐵
1.1.1工藝要點:
將鈦白副產七水硫酸亞鐵用純水溶解,加還原劑還原。再調整溶液的pH值,保溫反應,使體系中的鈦水解轉化為偏鈦酸。加絮凝劑,靜置沉淀后過濾得除鈦后液。
向除鈦后液中加鎂、鈣去除劑和重金屬去除劑。再用石灰乳調整溶液體系pH值,最后加入吸咐劑,經過濾,精濾得高純硫酸亞鐵溶液。
向高純硫酸亞鐵溶液中加氧化劑,將其中的二價鐵氧化為三價鐵,得氧化后液。以沉鐵液為底液,以稀氨水為pH值調整劑,將氧化后液與稀氨水加入到底液中,控制條件進行反應,生成鐵沉淀物。
將過濾、洗滌所得鐵沉淀物焙燒,分散得高純氧化鐵,所得高純氧化鐵為α-Fe2O3,純度大于99.6%。主要化學反應:
1.2 晶種法
1.2.1工藝要點:
將高純硫酸亞鐵溶液稀釋后用稀氨水中和,控制工藝條件得前驅物晶種,調整工藝條件繼續氧化,過濾,洗滌,干燥得前驅物,焙燒前驅物得α-Fe2O3。將α-Fe2O3酸洗,干燥,分散得軟磁鐵氧體用氧化鐵。化學反應:
1.3 碳酸鹽沉淀法
1.3.1工藝要點:
將鈦白副產硫酸亞鐵凈化得純度符合工藝要求的硫酸亞鐵溶液與碳酸銨溶液在優化工藝條件下反應生成碳酸亞鐵沉淀,過濾、漂洗、干燥得碳酸亞鐵。將碳酸亞鐵于優化工藝條件下焙燒得軟磁鐵氧體用氧化鐵。化學反應:
1.4 主要經劑技術指標:
以碳酸鹽沉淀法為例。
鐵收得率 94%。
主要物資能源消耗量(按每生產1噸軟磁鐵氧體用氧化鐵計)
1.5 產品質量
Fe2O3≥99.3%,其他各項指標執行SJ/T 10383-2013YHT2標準。
2、生產顏料氧化鐵
顏料氧化鐵指氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑、氧化鐵棕、氧化鐵綠等鐵系工業顏料。鐵系工業顏料是非常重要的無機色彩顏料,具有品質優良,生產工藝簡單,原料廉價易得,毒性極小,用途廣泛等特點。
以鈦白副產硫酸亞鐵為原料,采用堿循法工藝可以生產出不同品種、不同型號化氧化鐵顏料產品。堿循環法工藝是以氨法工藝為基礎研發的一種環保、高效、優質氧化鐵顏料生產新工藝。
2.1 工藝概要
以生產氧化鐵紅為例。
將去除雜質后的純凈精制硫酸亞鐵溶液適量轉入多功能專用晶種制備反應器中,稀釋后加氨水中和。嚴格控制工藝條件通空氣進行氧化,制得氧化鐵紅顏料晶種。化學反應:
將所得初始晶種轉入節能型無排放氨法氧化合成反應器中,首先完成晶種轉化,再控制工藝條件通空氣氧化,過程加入硫酸亞鐵和稀氨水。氧化過程晶種粒徑逐步長大并具備顏料性能,當色光與標準色光接近或一致時反應完成經過濾、洗滌、干燥、粉碎制得氧化鐵紅工業顏料。化學反應:
2.2 主要經劑技術指標:
鐵收得率93%。
主要物資能源消耗量(按每生產1000kg130#氧化鐵紅計)
注:表中氨水系統內循環使用,循環使用率96%。
2.3產品質量
Fe2O3≥95%,以上海一品樣品為參照相對著色力105%,吸油值17g/100g,其他各項符合GB/T1863-2008標準。實踐證明,以堿循環法生產氧化鐵工業顏料,產品質量完全可以達到混酸法水平,而且穩定可靠。
綜上所述,鈦白副產硫酸亞鐵是生產軟磁鐵氧體用氧化鐵和顏料氧化鐵的優質原料,以其為原料生產所述產品工藝簡單,質量穩定,成本較低,環保無害。是鈦白副產硫酸亞鐵前景較好的綜合利用途徑之一。