专利名称：用炼钢含铁烟尘生产氧化铁红的方法
技术领域：
本发明涉及一种用炼钢含铁烟尘为原料生产氧化铁红的新方法，属于无机颜料的生产。
氧化铁红的生产方法，目前基本都采用传统的铁与硫酸合成法，包括湿法和干法。即用铁和稀硫酸作用，生成FeSO4进行液相氧化(湿法)和煅烧氧化(干法)。
众所周知，上述两种生产方法，工艺流程长，生产周期也长，且消耗大量的铁皮原料，生产成本高。
随着炼钢工业的飞速发展，炼钢含铁烟尘污染问题日趋严重，若将这些含铁粉尘捕集起来，作为生产氧化铁红的原料，回收利用工业废料，不仅能减轻或消除环境污染，同时还可节约铁皮原料，降低氧化铁红的生产成本。从而为炼钢含铁烟尘的综合利用和颜料工业的发展开辟了一条新途径。
本发明的目的在于寻求一种综合利用工业废料-炼钢含铁烟尘，生产氧化铁红的新工艺，降低生产成本，消除或减轻环境污染。本发明的特点是采用炼钢平炉烟尘为原料，其方法包括浓酸处理，酸雾回收利用，碾混、分步煅烧、球磨、水洗、筛选、脱水、烘干、粉碎、包装即得氧化铁红产品。
本发明是按如下步骤实现的。
将由炼钢平炉捕集的含铁烟尘，直接与75～90%的浓硫酸，按尘酸比为1∶1.5～2.0在带有搅拌器的酸合成槽中，搅拌反应1小时左右使其烟尘中的氧化铁溶解转变成硫酸盐类。将酸合成产生的大量酸雾和煅烧产生的大量SO3气体加适量蒸气混合，用风机导入沸腾反应器内，保持沸腾反应器入口气流的速度在0.3～3.5m/s，使含铁烟尘在沸腾状态下与酸雾和SO3发生反应，部分氧化铁变成硫酸盐类。将酸合成反应物和沸腾反应物按1∶0.5～1混合进入碾混机中进行碾混磨细，此时，酸合成的余酸将继续与沸腾反应物中的过量平炉烟尘发生反应转变成硫酸盐类。碾混后的物料装入料盘置于马沸炉、回转窑或隧道窑内进行分步煅烧，第一步控制温度在400～500℃下，保持2～4小时，主要是脱去硫酸盐中的结晶水;第二步继续升温至600～690℃下，保持8～10小时，使铁的含氧酸盐分解成为氧化物，且使γ-Fe2O3型转变为α-Fe2O3型。为保证氧化铁红产品的粒度和纯度，首先将煅烧后的产物在球磨机中加适量水进行球磨，磨细至小于320目达98%以上，然后把磨细料在70～90℃下进行热水洗3～5次，至洗液中PH值5～7或按常规检验不含硫酸根离子。主要是洗去煅烧时未分解的可溶性的Ca+2、Mg+2、Al+3等硫酸盐类杂质。再将水洗后的沉淀物调成16～20%的浆液，经旋流器或320网目筛选得细物料，再经脱水后得滤饼。置于烘干炉、烘干机或烘干房内在110～300℃下，烘干至水份小于1%。冷却粉碎包装即得氧化铁红产品。
附图炼钢含铁烟尘生产氧化铁红工艺流程图。
下面结合
实施本发明的实例。
首先在酸合成槽〔3〕中放入少量水，将浓硫酸〔1〕缓慢倾入，稀释至酸度为80%，然后在搅拌条件下，按尘酸比1∶1.7(Kg/Kg)投入含铁平炉烟尘〔2〕，搅拌反应1小时。将酸合成反应产生的酸雾和煅烧产生的SO3气体加适量蒸汽混合，用风机以流速为1m/s导入沸腾反应器〔4〕，与同时投入反应器〔4〕中的含铁烟尘在沸腾状态下保持8～10小时。将酸合成反应物〔5〕和沸腾反应物〔6〕按1∶0.8混合，进入碾混机〔7〕中进行碾混。碾混后物料〔8〕装入料盘置于马沸炉〔9〕内，开始升温至500℃，保持4小时，继续升温至690℃，保持10小时。煅烧料〔10〕待稍冷后送入球磨机〔11〕内，加水进行湿球磨至320目占98%以上。湿磨料〔12〕送入水洗槽〔13〕内，按固液比1∶2加入水，通入蒸汽在80℃下反复洗涤3～5次，至水洗液无硫酸根离子，弃去废液〔14〕，将水洗沉淀再补加水调至16～20%的浆液〔15〕，用泥浆泵导入旋流器或筛网〔16〕进行筛选分离，弃去较大颗粒选出物〔17〕，将粒径小于320目的浆液〔18〕经沉淀进入脱水机〔19〕进行脱水得到细物料〔20〕，装入料盘置于烘干炉〔21〕内，在250℃下烘干至水份小于1%。烘干料〔22〕待冷却，经粉碎机〔23〕粉碎，包装即得氧化铁红产品〔24〕。其产品分析结果见表。
本发明与现有技术相比有如下优点生产周期短，方法简单易行，综合利用工业废料，原料充足，成本低廉，产品质量尚优。该工艺流程充分回收利用酸合成反应产生的酸雾和余酸以及段烧过程中产生的SO3气体，避免了二次污染。同时含铁烟尘经浓硫酸处理和沸腾反应后所得产物，在有铁作还原剂的条件下，也可适用于湿法生产铁红、铁黑、铁黄、铁兰等颜料和各种铁系硫酸盐产品。可获得显著的社会和经济效益。
氧化铁红产品分析结果
权利要求
1.一种以含铁粉尘为原料制造红色颜料的方法，特别适合于用炼钢平炉烟尘为原料制取氧化铁红的新方法，它包括稀酸处理铁皮制得亚铁盐再经煅烧而成。本发明的特征在于采用炼钢平炉烟尘为原料，进行浓酸处理、沸腾反应，碾混、分步煅烧、细磨、水洗、筛选、脱水烘干即得氧化铁红产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的浓酸处理是采用单一浓硫酸，尘酸比为1∶1.5～2.0，酸浓度为75～90%，搅拌反应1小时左右。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的沸腾反应是将酸合成产生的酸雾和煅烧产生的SO3气体及适量蒸气，以气流速度0.3～3.5m/s导入沸腾反应器，使含铁烟尘在沸腾状态下进行反应8～10小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的碾混是将酸合成物料与沸腾反应产物按1∶0.5～1在碾混机中碾混均匀。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的分步煅烧可采用马沸炉、回转窑或隧道窑等煅烧设备，中温段控制在400～500℃下保持2～4小时。高温段控制在600～690℃下保持8～10小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的细磨采用湿式球磨、磨细至320目大于98%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的水洗是将磨细料在70～90℃下热水洗涤3～5次，固液比为5∶8～12，按常规检验水洗液中不含硫酸根离子或PH为5～7。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的筛选是采用旋流器或筛网将水洗后的浆状物进行旋流分选或过筛将分离物粒径小于320目细物料进行沉淀脱水得滤饼。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中的烘干可采用烘干机、烘干房或烘干窑等烘干设备，在110～300℃下烘干至水份小于1%。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于含铁烟尘经浓硫酸处理和沸腾反应后所得的产物，在有铁作还原剂的条件下，也可适合于湿法生产铁红、铁黑、铁黄、铁兰等颜料及各种铁系硫酸盐类产品。
全文摘要
本发明涉及一种氧化铁红的生产方法，其特点是以炼钢吹氧平炉烟尘为原料，经浓硫酸处理、沸腾反应、分步煅烧、球磨水洗除杂等制得质量尚优的氧化铁红产品。与现有技术相比，生产周期短、方法简单易行，综合利用工业废物资源，原料充足，成本低廉(比传统工艺成本降低50％)，避免二次污染，可获得显著的社会和经济效益。同时在本工艺中，用浓硫酸合成的含铁烟尘，在有铁作还原剂的条件下，也可以适用于湿法生产铁红、铁黑、铁黄、铁蓝等颜料，及各种铁系硫酸盐的产品。
文档编号C01G49/06GK1031985SQ8710637
公开日1989年3月29日 申请日期1987年9月14日 优先权日1987年9月14日
发明者王伟 申请人:包头钢铁公司环境保护研究所