氧化铁粉末中粉末氧化铝或/和氧化钙的分离回收方法
【专利说明】氧化铁粉末中粉末氧化铝或/和氧化钙的分离回收方法 所属技术领域：
[0001] 本发明涉及无机化学工业技术领域，特别是氧化铁粉末中粉末氧化铝或/和氧化 钙的分离回收方法。
【背景技术】：
[0002] 本发明的粉末氧化铁、氧化铝、CaO混合废渣中的A1203占废渣总质量的20 %以下， CaO占废渣总质量的20%以下，氧化铁占废渣总质量的60%以上。此粉末氧化铁、氧化铝、 CaO混合废渣来源于硫铁矿烧渣。
[0003] 由于A1A具吸水性，具吸附剂作用，所以在水中氧化铁快速沉淀时，会覆盖和携 带大部分A1203共同沉淀，所以，A1 203难以在水中与Fe203完全分离。用水多次悬浮分离氧 化铁中的氧化铝过于费工、费时，给工业生产带来很大的困难;A1203难以与Fe203完全分离。
[0004] 现有技术的拜耳法，用NaOH在140°C以上的压力下反应，使A1203生成水溶性的 NaAl(0H)4，而使Fe203与A1 203分离。但拜耳法是处理Fe203含量在2%以下的铝土矿，对含 Fe203含量在60%以上的Fe203/Al203混合物无法适应。
[0005] 拜耳法处理温度高，压力大，生产设备投资大，设备复杂，生产安全性不高。
[0006] 同样，由于Fe203含量太高，所以在水中也难以将CaO水合反应生成的过量的水不 溶的0&(011)2与？6 203完全分离。用水多次悬浮分离氧化铁中的0&(011) 2过于费工、费时，给 工业生产带来很大的困难；也难以与Fe203完全分离。
【发明内容】
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[0007] 发明原理：
[0008] 1、根据现有知识，脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐或脂肪酸铵盐，极易与水溶性的钙、镁 离子结合而成水不溶性的脂肪酸钙盐或脂肪酸镁盐，因其相对密度比水小，而聚集悬浮在 水面之上或聚集悬浮在水中，易于过滤分离回收。水溶性的钙、镁离子，如〇&(：1 2或1%(：12或 Ca(HC03)2或Mg(HC03) 2或硫酸镁或硝酸钙或硝酸镁或水溶性有机酸的钙盐和镁盐。
[0009] 2、阴离子表面活性剂脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐或脂肪酸铵盐是水溶性的优良的 分散剂，在水中可形成胶束，其阴离子基团将水不溶性的但能够亲（吸）水的固体微粒包 围、分散，而使A1203在水中的"粒径"变得非常细小，而丧失吸附剂的性质和作用；在上述阴 离子表面活性剂的分散作用下，水合A1203能够在24小时内稳定地分散在水中，而与快速立 即沉淀的Fe203分离。
[0010] 3、过量的Ca(0H)2&同样不溶于水，但在水中可形成亲水的石灰乳，而短时间分散 悬浮在水中。阴离子表面活性剂如脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐在水中可形成胶束，其阴离子 基团将水不溶性的但能够亲（吸）水的固体微粒包围、分散，而使Ca(0H)2在水中的"粒径" 变得非常细小；在上述阴离子表面活性剂的分散作用下，Ca(0H)2能够在24小时内稳定地 分散在水中，而与快速立即沉淀的Fe203分离。
[0011] 4、根据现有知识，常用的水溶性的阴离子表面活性剂，如，脂肪酸钠盐或钾盐或铵 盐、烷基硫酸钠盐或钾盐或铵盐、烷基苯磺酸钠盐或钾盐或铵盐、及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 钠盐或钾盐。
[0012] 由于它们在水中都可解离出阴离子基团，都可形成胶束，将水不溶性的但能够 亲（吸）水的固体微粒分散、包围，又阴离子基团同性相斥，故它们是优良的分散剂；水溶 性的阴离子表面活性剂在水中的临界胶束浓度（可形成胶束的质量比浓度）为其水溶液 的0.2% ;在此质量比浓度之上，上述阴离子表面活性剂都可形成水溶性的胶束。水质量 的0. 5% -5%的脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐或脂肪酸铵盐、烷基硫酸钠盐或钾盐或铵盐、烷 基苯磺酸钠盐或钾盐或铵盐、及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐或钾盐，任选一种或几种，都可 形成水溶性的胶束。水合A1203和氢氧化钙Ca(OH) 2不能长时间分散、悬浮在上述阴离子 表面活性剂的胶束水溶液中，在48-72小时内，就会沉淀析出；因为水合A1203和氢氧化钙 Ca(0H) 2不是溶解于上述阴离子表面活性剂的水溶液；因此也可以用压力过滤的方法，使氧 化铝A1203和氢氧化钙Ca(OH) 2与上述阴离子表面活性剂的水溶液分离。
[0013] 5、氧化铁Fe203或/和氧化亚铁不具有吸水性，也不亲水，又相对密度大，它不能被 水溶性的阴离子表面活性剂分散、悬浮，其在阴离子表面活性剂的水溶液中只会快速立即 聚集沉淀。
[0014] 粉末A1203在水中可形成水合A1 203，具吸水性，具吸附剂作用，可短时间分散悬浮 在水中。
[0015] Ca(0H)2也具吸水性，在水中可形成石灰乳，而短时间分散悬浮在水中。
[0016] 在上述水溶性的阴离子表面活性剂分散剂的水溶液中，水合A1203和Ca(OH) 2的稳 定分散悬浮时间长度显著增加，稳定分散悬浮效果显著增强，而与Fe203的不稳定性、静置 立即聚集沉淀形成极大的和非常明显的反差，而与Fe203分离。
[0017] 6、CaC03的相对密度为2. 6-2. 7克/cm3,不溶于水，也不亲水，同样不能被阴离子 表面活性剂在水中稳定、分散和悬浮，静置时立即沉淀。硫铁矿烧渣中的二氧化硅、硫、硫铁 矿、或/和难溶于水的过量的氧化镁不溶于水，也不亲水，同样不能被阴离子表面活性剂在 水中稳定、分散和悬浮，而与氧化铁Fe203共同聚集沉淀，与水合A1 203和Ca(OH) 2分离。氧 化铁或/和氧化亚铁中二氧化硅、硫、硫铁矿、或/和难溶于水的过量的氧化镁，以现有技术 进行完全分离回收。
[0018] 本发明旨在解决难以解决的水合A1203或/和Ca(0H) 2与氧化铁Fe203 (氧化亚铁） 分离的技术难题。
[0019] 7.根据现有技术和知识：
[0020] 氢氧化钙水溶解度（°C，克/100毫升）：
[0021]
【主权项】
1.氧化铁粉末中粉末氧化铝或/和氧化钙的分离回收方法，其特征是：一.（I)、在 50°C-60°C下，以足量的水浸泡Fe2O3-Al2O3-CaO的混合物，并加入水质量的0. 5% -5%的 脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐，搅拌，使脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐完全溶解于水，再以30转/分 的低速搅拌30分钟-1小时，静置，使Fe2O3沉淀析出分离，并分离Al203-Ca(OH) 2_脂肪酸盐 的水相悬浮分散液； (2) 、将上述（1)的水相悬浮分散液中加入足量的氯化钙0&(：12或氯化镁MgCl2或碳酸 氢钙Ca(HCO3) 2或碳酸氢镁Mg(HC0 3) 2，充分搅拌，使上述脂肪酸盐反应为水不溶性的脂肪酸 钙或脂肪酸镁；静置，以50目-100目的筛网过滤，分离回收脂肪酸钙或脂肪酸镁；并得到 Al2O3和Ca(OH) 2的水相悬浮液； (3) 、将上述（2)的Al2O3和Ca(OH) 2的水相悬浮液混合物分离回收： 加二氧化碳〇)2水溶液搅拌反应，静置，沉淀分离CaCO3，再过滤或沉淀分离Al2O3，水循 环利用； 或，（一）.加二氧化碳0)2水溶液搅拌反应，再在50°C-60°C下加入水质量 0. 5% -5%的脂肪酸钠盐/脂肪酸钾盐分散剂，搅拌，静置，使CaCC^X淀分离，回收CaCO3; (二）?将上述（一）的Al2O3-脂肪酸盐的水相悬浮液，加0&(：12或MgCl2或Ca(HC0 3) 2 或Mg(HCO3)2反应，以50目-100目的筛网过滤分离脂肪酸钙或脂肪酸镁，再沉淀或过滤分 离Al2O3，水循环利用； 二.（1)、在50°C-60°C下，以足量的水浸泡Fe2O3-Al2O3-CaO的混合物，并加入水质量 的0. 5% -5%的脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐或脂肪酸铵盐、烷基硫酸钠盐或钾盐或铵盐、烷 基苯磺酸钠盐或钾盐或铵盐、及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐或钾盐，任选一种，搅拌，使上 述阴离子表面活性剂完全溶解于水，再以30转/分的低速搅拌30分钟-1小时，静置，使 Fe2O3沉淀析出分离，并分离Al203-Ca(0H)2-阴离子表面活性剂的水相悬浮分散液； (2) 、将上述（1)的Al2O3-Ca(OH)2-阴离子表面活性剂的水相悬浮分散液，在压力下过 滤，分离Ca(OH)JPAl2O3混合物，阴离子表面活性剂的水溶液在上述（1)中循环利用；或 将上述（1)的Al2O3-Ca(OH)2-阴离子表面活性剂的水相悬浮分散液，静置48-72小时，使 Al2O3-Ca(OH)2-合物沉淀分离，阴离子表面活性剂的水溶液在上述（1)中循环利用； (3) 、六1203/^(011)2混合物的分离回收： 加水、加〇)2水溶液搅拌反应，静置，立即沉淀分离CaCO3，再过滤或沉淀分离Al2O3，水循 环利用； 或，（一）.加0)2水溶液搅拌反应，再加入水质量0.5%-5%的上述（1)的阴离子表 面活性剂分散剂，在50°C-60°C下搅拌，静置，使CaCCyX淀分离，回收CaCO3; (二）?将上述（一）的Al2O3-阴离子表面活性剂的水相悬浮分散液，在压力下过滤，分 离Al2O3，阴离子表面活性剂的水溶液在上述（1)中循环利用；或将上述（一）的Al2O3-阴 离子表面活性剂的水相悬浮分散液，静置48-72小时，使Al2O3沉淀分离，阴离子表面活性剂 的水溶液在上述（1)中循环利用。
【专利摘要】氧化铁粉末中粉末氧化铝或/和氧化钙的分离回收方法。涉及无机化学工业技术领域。其主要步骤：以足量的水浸泡氧化铁废渣，加入阴离子表面活性剂搅拌，分散和悬浮分离氧化铝和氢氧化钙，静置，沉淀析出分离氧化铁，再分离回收氧化铝和氢氧化钙。运用于硫铁矿烧渣的分离回收。
【IPC分类】C01F11-02, C01G49-06, C01F7-02
【公开号】CN104843799
【申请号】CN201510185142
【发明人】耿兆翔
【申请人】耿兆翔
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月12日