专利名称：镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnZn铁氧体料粉制备法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁厂镀锌锌渣和酸洗废液的处理工艺，尤其是一种镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备方法。
背景技术：
目前钢铁厂中酸洗废液普遍是使用奥地利人发明的鲁兹纳法来处理，获得再生盐酸和氧化铁红。再生盐酸返回生产线，氧化铁红做为颜料、磁性材料的原料出售。钢铁厂的镀锌锌渣，一般采用火法蒸馏提纯锌或直接外卖。上述两种产品的附加值均不高。国内的磁性材料厂主要是以氧化铁红、氧化锰和氧化锌为原料固相反应生成MnSi 铁氧体磁性材料。其工艺流程为配料一预烧一多次研磨一掺杂一多次研磨一成型一烧结。 其工艺存在流程长，多次研磨易引入杂质，掺杂不均勻等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法，以有效的回收利用钢铁厂镀锌锌渣和酸洗废液。为解决上述技术问题，本发明的工艺步骤为
(1)酸洗废液的净化用废钢中和酸洗废液溶液中的游离酸并还原狗3+为!^2+；然后调节体系的PH值到5 6后与氟化物反应；最后加入絮凝剂，过滤得到溶液A ；
(2)镀锌锌渣的浸出和净化镀锌锌渣在盐酸中溶解；然后调节体系的PH值到4 5 后与氟化物反应；最后加入絮凝剂，过滤得到溶液B ；
(3)将溶液A、溶液B和Mn盐按MnSi铁氧体成分中的!^e2O3/MnO/ZnO的摩尔比配置成溶液C;
(4)计算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理论碳酸氢铵量；取其1 1.5倍理论值的碳酸氢胺与χ倍实际碳酸氢胺量的氨水混合配制成溶液D，其中1. 5 < χ < 2. 5 ；
(5)将上述的溶液C和溶液D以体积比1:1的比例流入到反应釜，进行化学共沉淀法反应，得到浆料；
(6)浆料经陈化、氧化、洗涤和烘干后得到软磁MnZn铁氧体料粉。本发明所述步骤(1)为
I、在每升酸洗废液溶液中加140 200g废钢，以中和酸洗废液中的游离酸和还原!^3+ 为狗2+;过滤后得到溶液A1;
II、控制溶液A1温度在30 50°C，往溶液A1中加入氨水，调节体系的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钠溶液，反应1 2h， 得到溶液A3;
IV、向上述每升溶液A3中加入6.8 8mg 8173絮凝剂或聚丙烯酰胺；通过抽滤法滤去沉淀，所得滤液即为溶液A。
本发明所述步骤(2)为
I、往每升20Wt%盐酸中放入170 200g镀锌锌渣进行溶解，得到溶液B1；
II、控制溶液B1温度在30 50°C，往溶解液中加入氨水，调节体系的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钠溶液，反应1 2h， 得到溶液 ；
IV、向上述每升溶液 中加入2 ^ig8173絮凝剂或聚丙烯酰胺；通过抽滤法滤去溶液中的沉淀，所得滤液即为溶液B。本发明所述步骤(5)为将体积比1 :1的溶液C和溶液D分别以单位平方厘米管道截面积上每分钟150 350ml的流量由加料管进入反应釜；控制反应釜温度为30 70°C， 搅拌速度为200 700rpm，反应釜内pH值为5. 8 8. 9 ；进行化学共沉淀法反应。本发明所述步骤(6)为将浆料在队气氛下陈化池；然后在60 70°C下空气氧化30 60min，用蒸馏水反复洗涤过滤；最后在60 130°C的干燥箱中烘干，即可得到软磁 MnZn铁氧体料粉。本发明的技术构思为分别对镀锌锌渣和酸洗废液进行净化和除杂，然后根据 MnZn铁氧体的成分要求配入Mn盐，采用化学共沉淀法来生产软磁MnSi铁氧体料粉。采用上述技术方案所产生的有益效果在于1、方法简单实用本发明利用镀锌锌渣和酸洗废液直接制备软磁Mnai铁氧体料粉，减少中间的生产环节，生成的料粉粒度细小、均勻，可直接成型烧结成MnSi铁氧体产品。2、原料来源丰富且成本低廉镀锌锌渣和酸洗废液均为钢铁厂的废弃料液，因此原料来源丰富且低廉，使本方法具有节能环保的特点。3、产品质量稳定所得到的软磁MnSi铁氧体料粉的主要技术指标是粒度<2μπι， 饱和磁化强度为沈0 400mT，矫顽力<100e。产品的成分稳定、晶形单一，具有单相结构， 可以做为高档的磁性产品的原料。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的流程示意图2是软磁MnSi铁氧体料粉的XRD图； 图3是软磁MnSi铁氧体料粉的磁滞回线图。
具体实施例方式实施例1 图1所示，本镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法的具体工艺步骤为
1、酸洗废液的净化
(1)在每升酸洗废液溶液中加180g废钢，以中和酸洗废液中的游离酸和还原!^3+为狗2+;过滤后得到溶液A1;
(2)控制溶液A1温度在40°C，往溶液A1中加入氨水，调节体系的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，反应1.证，得到溶液A3 ；
(4)向上述每升溶液A3中加入7.6mg 8173絮凝剂；通过抽滤法滤去沉淀，所得滤液即为溶液A。2、镀锌锌渣的浸出和净化
(1)往每升20wt%盐酸中放入185g镀锌锌渣进行溶解，得到溶液&；
(2)控制溶液B1温度在40°C，往溶液B1中加入氨水，调节体系的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，反应1.证，得到溶液 ；
(4)向上述每升溶液 中加入:3mg8173絮凝剂；通过抽滤法滤去溶液中的沉淀，所得滤液即为溶液B。3、将溶液 A、溶液 B 和 Mn 盐按铁氧体成分 Fe2O3:MnO:ZnO = 51. 8:26:22. 2 (mol%) 配比，配置成溶液C;
4、计算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理论碳酸氢铵量；取其1.2倍理论值的碳酸氢胺与χ倍实际碳酸氢胺量的氨水混合配制成溶液D，其中χ=2. 1 ；
5、将体积比1:1的溶液C和溶液D分别以单位平方厘米管道截面积上每分钟170ml的流量由加料管；控制反应釜温度为40°C，搅拌速度为400rpm，反应釜内pH值为7. 2 ；进行化学共沉淀法反应，得到浆料；
6、将浆料在队气氛下陈化池；然后在60°C下空气氧化30min，用蒸馏水反复洗涤过滤； 最后在105°C的干燥箱中烘干，即可得到软磁MnSi铁氧体料粉。得到的软磁MnSi铁氧体料粉经检测粒度均在2 μ m以下；图2所示，将料粉的XRD 图谱与PDF标准卡片对照可以发现各衍射峰的位置和相对强度与Mna6Zna4Fe2O4的标准图谱基本吻合，说明所得产物为具有尖晶石结构的MnSi铁氧体；图3所示，通过对软磁MnSi 铁氧体料粉进行磁性能的检测，其饱和磁化强度350mT、矫顽力100e。实施例2 图1所示，本镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法具体工艺步骤为
1、酸洗废液的净化
(1)在每升酸洗废液溶液中加140g废钢，以中和酸洗废液中的游离酸和还原!^3+为狗2+;过滤后得到溶液A1;
(2)控制溶液A1温度在50°C，往溶液A1中加入氨水，调节体系的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，反应池，得到溶液八3；
(4)向上述每升溶液A3中加入8mg8173絮凝剂；通过抽滤法滤去沉淀，所得滤液即为溶液A。2、镀锌锌渣的浸出和净化
(1)往每升20wt%盐酸中放入200g镀锌锌渣进行溶解，得到溶液&；
(2)控制溶液B1温度在50°C，往溶液B1中加入氨水，调节体系的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，反应池，得到溶液 ；
(4)向上述每升溶液 中加入^ig8173絮凝剂；通过抽滤法滤去溶液中的沉淀，所得滤液即为溶液B。3、将溶液 A、溶液 B 和 Mn 盐按铁氧体成分 Fe2O3:MnO: SiO = 52. 3:22. 7:25(mol%) 配比，配置成溶液C。4、计算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理论碳酸氢铵量；取其1. 5倍理论值的碳酸氢胺与χ倍实际碳酸氢胺量的氨水混合配制成溶液D，其中Χ=1. 5。5、将体积比1:1的溶液C和溶液D分别以单位平方厘米管道截面积上每分钟 150ml流量的盐溶液由加料管进入反应釜；控制反应釜温度为30°C，搅拌速度为200rpm，反应釜内PH值为5. 8 ；进行化学共沉淀法反应，得到浆料。6、将浆料在队气氛下陈化池；然后在65°C下空气氧化60min，用蒸馏水反复洗涤过滤；最后在60°C的干燥箱中烘干，即可得到软磁MnSi铁氧体料粉。得到的软磁MnSi铁氧体料粉经检测粒度均在2 μ m以下；各衍射峰的位置和相对强度与Mna6Zna4Fe2O4的标准图谱基本吻合，说明所得产物为具有尖晶石结构的MnSi铁氧体；通过对软磁MnSi铁氧体料粉进行磁性能的检测，其饱和磁化强度300mT、矫顽力90e。实施例3 图1所示，本镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法具体工艺步骤为
1、酸洗废液的净化
(1)在每升酸洗废液溶液中加200g废钢，以中和酸洗废液中的游离酸和还原!^3+为狗2+;过滤后得到溶液A1;
(2)控制溶液A1温度在30°C，往溶液A1中加入氨水，调节体系的PH值到6，得到溶液
A2 ；
(3)往每升溶液A2中加入Iml的Iwt%的氟化钠溶液，反应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(絮凝剂)；通过抽滤法滤去沉淀，所得滤液即为溶液A。2、镀锌锌渣的浸出和净化
(1)往每升20wt%盐酸中放入170g镀锌锌渣进行溶解，得到溶液&；
(2)控制溶液B1温度在30°C，往溶解液中加入氨水，调节体系的PH值到5，得到溶液
B2 ；
(3)往每升溶液化中加入Iml的Iwt%的氟化钠溶液，反应lh，得到溶液 ；
(4)向上述每升溶液 中加入aiig聚丙烯酰胺(絮凝剂);通过抽滤法滤去溶液中的沉淀，所得滤液即为溶液B。3、将溶液 A、溶液 B 和 Mn 盐按铁氧体成分 Fe2O3:MnO: SiO = 52:26. 2:21. 8(mol%) 配比，配置成溶液C;
4、计算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理论碳酸氢铵量；取其1倍理论值的碳酸氢胺与χ倍实际碳酸氢胺量的氨水混合配制成溶液D，其中χ=2. 5 ；
5、将体积比1 1的溶液C和溶液D分别以单位平方厘米管道截面积上每分钟350ml流量的盐溶液由加料管进入反应釜；控制反应釜温度为70°C，搅拌速度为700rpm，反应釜内 PH值为8. 9 ；进行化学共沉淀法反应，得到浆料；
6、将浆料在队气氛下陈化池；然后在70°C下空气氧化45min，用蒸馏水反复洗涤过滤； 最后在130°C的干燥箱中烘干，即可得到软磁MnSi铁氧体料粉。
得到的软磁MnSi铁氧体料粉经检测粒度均在2 μ m以下；各衍射峰的位置和相对强度与Mna6^ia4Fe2O4的标准图谱基本吻合，说明所得产物为具有尖晶石结构的MnSi铁氧体；通过对软磁MnSi铁氧体料粉进行磁性能的检测，其饱和磁化强度310mT、矫顽力70e。
权利要求
1.一种镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法，其特征在于，该方法的工艺步骤为(1)酸洗废液的净化用废钢中和酸洗废液溶液中的游离酸并还原狗3+为!^2+；然后调节体系的PH值到5 6后与氟化物反应；最后加入絮凝剂，过滤得到溶液A ；(2)镀锌锌渣的浸出和净化镀锌锌渣在盐酸中溶解；然后调节体系的PH值到4 5 后与氟化物反应；最后加入絮凝剂，过滤得到溶液B ；(3)将溶液A、溶液B和Mn盐按MnSi铁氧体成分中的!^e2O3/MnO/ZnO的摩尔比配置成溶液C;(4)计算出溶液C中 ^2+、Μη2+和Si2+完全沉淀所需的理论碳酸氢铵量；取其1 1.5倍理论值的碳酸氢胺与χ倍实际碳酸氢胺量的氨水混合配制成溶液D，其中1. 5 < χ < 2. 5 ；(5)将上述的溶液C和溶液D以体积比1:1的比例流入到反应釜，进行化学共沉淀法反应，得到浆料；(6)浆料经陈化、氧化、洗涤和烘干后得到软磁MnSi铁氧体料粉。
2.根据权利要求1所述的镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法，其特征在于，所述步骤(1)为I、在每升酸洗废液溶液中加140 200g废钢，以中和酸洗废液中的游离酸和还原!^3+ 为狗2+，过滤后得到溶液A1;II、控制溶液A1温度在30 50°C，往溶液A1中加入氨水，调节体系的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钠溶液，反应1 2h， 得到溶液A3;IV、向上述每升溶液A3中加入6.8 8mg 8173絮凝剂或聚丙烯酰胺；通过抽滤法滤去沉淀，所得滤液即为溶液A。
3.根据权利要求1所述的镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法，其特征在于，所述步骤(2)为I、往每升20Wt%盐酸中放入170 200g镀锌锌渣进行溶解，得到溶液&；II、控制溶液B1温度在30 50°C，往溶解液中加入氨水，调节体系的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钠溶液，反应1 2h， 得到溶液 ；IV、向上述每升溶液 中加入2 ^ig8173絮凝剂或聚丙烯酰胺；通过抽滤法滤去溶液中的沉淀，所得滤液即为溶液B。
4.根据权利要求1所述的镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法，其特征在于，所述步骤(5)为将体积比1 :1的溶液C和溶液D分别以单位平方厘米管道截面积上每分钟150 350ml的流量由加料管进入反应釜；控制反应釜温度为30 70°C，搅拌速度为200 700rpm，反应釜内pH值为5. 8 8. 9 ；进行化学共沉淀法反应。
5.根据权利要求1-4所述的任意一种镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnSi铁氧体料粉制备法，其特征在于，所述步骤(6)为将浆料在队气氛下陈化池；然后在60 70°C下空气氧化30 60min，用蒸馏水反复洗涤过滤；最后在60 130°C的干燥箱中烘干，即可得到软磁MnSi铁氧体料粉。
全文摘要
本发明公开了一种镀锌锌渣和酸洗废液为原料的MnZn铁氧体料粉制备法，该方法的工艺步骤为(1)酸洗废液的净化，得到溶液A；(2)镀锌锌渣的浸出和净化，得到溶液B；(3)将溶液A、溶液B和Mn盐按MnZn铁氧体成分中的Fe2O3/MnO/ZnO的摩尔比配置成溶液C；(4)计算出溶液C中Fe2+、Mn2+和Zn2+完全沉淀所需的理论碳酸氢铵量；取其1～1.5倍理论值的碳酸氢胺与x倍实际碳酸氢胺量的氨水混合配制成溶液D，其中1.5≤x≤2.5；(5)将上述的溶液C和溶液D以体积比1∶1的比例流入到反应釜，进行化学共沉淀法反应，得到浆料；(6)浆料经陈化、氧化、洗涤和烘干后得到软磁MnZn铁氧体料粉。本方法简单实用；原料来源丰富且成本低廉；产品质量稳定。
文档编号C04B35/622GK102260070SQ20111011099
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者卜二军, 吝章国, 徐晓, 朱文玲, 李玉银, 胡志刚, 许斌 申请人:河北钢铁股份有限公司邯郸分公司