用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，在主成分為硫酸亞鐵的冶煉廢液中加入少量硫化鈉，再用碳酸鈣調節PH值到4~5，過濾得到硫酸亞鐵溶液；往硫酸亞鐵溶液中加入石灰乳制氫氧化亞鐵凝膠，調節凝膠PH值為7~11，加溫到90~100℃，通入空氣氧化；氧化結束后，往所得的黑色漿料中加入分散劑，再用專用的分級篩把漿料中的硫酸鈣分離，黑色漿料過濾、水洗、干燥、粉碎即得到氧化鐵黑顏料產品。本方法生產的氧化鐵黑產品各項檢測指標達到了國標GB/T1863?2008中鐵黑的標準，著色力指標略優于目前市場上銷售的4330氧化鐵黑。
【專利說明】
用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種冶煉廢液的綜合利用方法領域，具體為一種用冶煉廢液生產氧化 鐵黑的方法。
【背景技術】
[0002] 在濕法黃金冶煉或海綿銅生產過程中，會產生較多的廢液，廢液的主要成分是硫 酸亞鐵，還含有微量量的銅、鉛、砷、鋁、硅等雜質元素。冶煉企業一般把這些廢液送到廢水 處理站，中和暴氣后，壓濾得到的廢固作為危廢渣處理，這樣傳統的處理方法既產生大量的 危廢渣，又浪費了硫酸亞鐵資源。
[0003] 氧化鐵黑簡稱鐵黑，分子式為Fe304,它具有飽和的藍墨光黑色，遮蓋力及著色力 均很高，對光和大氣的作用十分穩定。鐵黑主要用于建筑行業、涂料行業及油墨、印刷行業 等。在建筑涂料、彩色水泥瓦、水泥路面磚、人造大理石、人造花崗巖、彩色混凝土等各種有 色建筑材料上廣泛使用。
[0004] 因此，如何將濕法黃金冶煉或海綿銅生產過程中產生的廢液進行綜合處理，獲得 應用廣泛的氧化鐵黑，是一個值得研究的問題。

【發明內容】

[0005] 為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供了一種用濕法黃金冶煉或鐵粉置換 法生產海綿銅過程中產生的主要成分是硫酸亞鐵的冶煉廢液生產氧化鐵黑顏料的方法。
[0006] 本發明的目的是這樣實現的： 用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，包括以下步驟： (1) 、在濕法黃金冶煉或鐵粉置換法生產海綿銅過程中產生的冶煉廢液中加入硫化鈉， 硫化鈉和廢液中的包括銅、鉛或砷的元素形成硫化物沉淀，除去溶液中的有害元素;然后用 碳酸鈣調節PH值，使溶液中的鋁和硅沉淀，過濾得到符合生產要求的硫酸亞鐵溶液； (2) 、調節步驟(1)中所制得的硫酸亞鐵溶液濃度，然后加入中和劑石灰乳，與硫酸亞鐵 溶液生成氫氧化亞鐵凝膠； (3) 、用蒸汽加熱步驟(2)中制得的氫氧化亞鐵的凝膠至反應溫度，用石灰乳調節PH值， 通入空氣氧化，氧化結束后得到黑色漿料;氧化過程中要控制溫度和PH值在要求指標范圍 內； (4) 、向步驟(3)所得的黑色漿料中加入分散劑，用分級篩進行過篩，鐵黑漿料壓濾、水 洗、干燥、粉碎即得氧化鐵黑顏料產品。
[0007] 所述的步驟（1)中硫化鈉的用量為溶液量的0.02~0.03%，以理論需求量的2倍過量 加入； 碳酸鈣調節PH值至4-5; 用石灰乳中和硫酸亞鐵生成氫氧化亞鐵凝膠，所述的石灰乳的成分是氫氧化鈣懸浮 液； 中和時硫酸亞鐵濃度為100~400g/L; 步驟(3)中用空氣氧化氫氧化亞鐵凝膠，氧化反應條件為：用石灰乳調節PH值至7~11， 反應溫度為90-100QC。
[0008] 所述的氧化反應條件為:用石灰乳調節PH值至8~9,反應溫度為93-95%。
[0009] 積極有益效果:本發明用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，可充分利用工業廢料生 產出合格的氧化鐵黑產品，大幅度減少了危廢渣的排放量，減少了對環境的污染;本發明生 產出的氧化鐵黑顏料，產品質量好、生產成本低、純度高、晶粒細，粒徑均勻，具有飽和藍墨 光黑色;在前階段先把廢液中的微量有害元素完全去除，產品達到了一般工業領域對重金 屬和砷的指標要求;該鐵黑對光和大氣作用十分穩定，著色力高、遮蓋力強，適用于建筑行 業、涂料行業等領域。
【具體實施方式】
[0010]下面結合具體實施例，對本發明做進一步的說明： 用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，包括以下步驟： (1) 、在濕法黃金冶煉或鐵粉置換法生產海綿銅過程中產生的冶煉廢液中加入硫化鈉， 硫化鈉和廢液中的包括銅、鉛或砷的元素形成硫化物沉淀，除去溶液中的有害元素;然后用 碳酸鈣調節PH值，使溶液中的鋁和硅沉淀，過濾得到符合生產要求的硫酸亞鐵溶液； (2) 、調節步驟(1)中所制得的硫酸亞鐵溶液濃度，然后加入中和劑石灰乳，與硫酸亞鐵 溶液生成氫氧化亞鐵凝膠； (3) 、用蒸汽加熱步驟(2)中制得的氫氧化亞鐵的凝膠至反應溫度，用石灰乳調節PH值， 通入空氣氧化，氧化結束后得到黑色漿料;氧化過程中要控制溫度和PH值在要求指標范圍 內； (4) 、向步驟(3)所得的黑色漿料中加入分散劑，用分級篩進行過篩，鐵黑漿料壓濾、水 洗、干燥、粉碎即得氧化鐵黑顏料產品。
[0011] 所述的步驟（1)中硫化鈉的用量為溶液量的〇. 02~0.03%，以理論需求量的2倍過量 加入； 碳酸鈣調節PH值至4-5; 用石灰乳中和硫酸亞鐵生成氫氧化亞鐵凝膠，所述的石灰乳的成分是氫氧化鈣懸浮 液； 中和時硫酸亞鐵濃度為100~400g/L; 步驟(3)中用空氣氧化氫氧化亞鐵凝膠，氧化反應條件為：用石灰乳調節PH值至7~11， 反應溫度為90-100QC。
[0012]氧化結束后，氫氧化亞鐵全部轉化為四氧化三鐵，四氧化三鐵以晶體的形式存在， 其晶體粒子原級粒徑小于0.6微米，而前期中和生成的硫酸鈣晶體粒子大于10微米，兩種物 質間晶體粒徑的差異，可以通過分級篩來分離。在漿料中加入固體量0.1%的分散劑，使晶體 粒子處于分散狀態，用分級篩篩分，粒子粒徑小的鐵黑穿過篩網在漿料中，粒子粒徑大的硫 酸鈣留在篩網上，達到了分離兩種不同粒徑物質的目的。
[0013]本發明用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，可充分利用工業廢料生產出合格的氧化 鐵黑產品，大幅度減少了危廢渣的排放量，減少了對環境的污染;本發明生產出的氧化鐵黑 顏料，產品質量好、生產成本低、純度高、晶粒細，粒徑均勻，具有飽和藍墨光黑色;在前階段 先把廢液中的微量有害元素完全去除，產品達到了一般工業領域對重金屬和砷的指標要 求;該鐵黑對光和大氣作用十分穩定，著色力高、遮蓋力強，適用于建筑行業、涂料行業等領 域。
[0014] 實施例1 取3500ml冶煉廢液于5L的燒杯中，攪拌，滴入5.25g20%的硫化鈉溶液，再慢慢加入細度 200目碳酸鈣粉末，調節至PH=4.0，抽濾，分析濾液硫酸亞鐵濃度（以FeS04 · 7H20表示）為 290g/L。把硫酸亞鐵溶液重新倒入5L燒杯中，攪拌，慢慢加入石灰乳，調節PH=7.0，加熱至90 °C，通入空氣氧化，氧化過程保持PH=7.0，溫度90°C。至漿料變成黑色，取樣觀察沉淀和水顯 著分層時，氧化反應結束。加入0.8g分散劑，用實驗型分級篩過篩，一邊篩一邊用少量水沖 洗。篩完后漿料抽濾，用水洗滌，之后在烘箱烘干，得到鐵黑取樣分析。
[0015] 實施例2 取3500ml冶煉廢液于5L的燒杯中，攪拌，適當加熱，滴入5.25g20%的硫化鈉溶液，再慢 慢加入細度200目碳酸鈣粉末，調節至PH=5.0，抽濾，分析濾液硫酸亞鐵濃度（以FeS〇4 · 7H20 表示）為286g/L。把硫酸亞鐵溶液重新倒入5L燒杯中，攪拌，慢慢加入石灰乳，調節PH=9.0， 加熱至95°C，通入空氣氧化，氧化過程保持PH=9.0,溫度95°C;后面做法同實施例一。
[0016] 實施例3 取3500ml冶煉廢液于5L的燒杯中，攪拌，滴入5.25g20%的硫化鈉溶液，再慢慢加入細度 200目碳酸鈣粉末，調節至PH=4.5，抽濾，分析濾液硫酸亞鐵濃度（以FeS〇4 · 7H20表示）為 289g/L。把硫酸亞鐵溶液重新放入5L燒杯中，攪拌，慢慢加入石灰乳，調節PH=11，加熱至100 °C，通入空氣氧化，氧化過程保持PH=11，溫度10(TC。后面做法同實施例一。
[0017] 實施例4 在35M3的凈化槽中加入25M3的冶煉廢液，攪拌，緩慢加入36Kg20%的硫化鈉溶液，用螺 旋機緩慢加入細度200目的碳酸鈣粉末，調節至PH=4.0，壓濾，濾液栗入硫酸亞鐵儲槽。把儲 槽中的硫酸亞鐵溶液20M 3栗入40M3的氧化槽中，分析硫酸亞鐵濃度（以FeS〇4 · 7H20表示)為 255g/L，攪拌，緩慢加入石灰乳，調節至PH=8.5，開蒸汽加熱至90°C后，通入空氣氧化，氧化 反應過程中，控制PH=8.0~8.5，溫度90~95 °C，漿料變黑后，取樣于燒杯中觀察，當沉淀和水 能顯著分層時，氧化反應結束。加入4.5Kg分散劑，把漿料栗到分級篩中篩分，篩分后的鐵黑 漿料經壓濾、水洗、干燥、粉碎后即為氧化鐵黑產品，取樣分析。
[0018] 實施例5 在35M3的凈化槽中加入25M3的冶煉廢液，攪拌，緩慢滴加36Kg20%的硫化鈉溶液，用螺 旋機緩慢加入細度200目的碳酸鈣粉末，調節至PH=4.5，壓濾，濾液栗入硫酸亞鐵儲槽。把儲 槽中的硫酸亞鐵溶液20M 3栗入40M3的氧化槽中，分析硫酸亞鐵濃度（以FeS〇4 · 7H20表示)為 278g/L，攪拌，緩慢加入石灰乳，調節至PH=11，開蒸汽加熱至95 °C后，通入空氣氧化，氧化反 應過程中，控制PH=10~11，溫度95~100°C，漿料變黑后，取樣于燒杯中觀察，當沉淀和水能顯 著分層時，氧化反應結束。加入5Kg分散劑，把漿料栗到分級篩中篩分，篩分后的鐵黑漿料經 壓濾、水洗、干燥、粉碎后即為氧化鐵黑產品，取樣分析。
[0019] 對上述五個實施例的樣品參照國標GB/T1863-2008分析，采用目前市場上需求量 較大的上海一品4330氧化鐵黑作為檢測的標準樣品。檢測結果見表一：
上述數據說明，本發明方法生產的氧化鐵黑產品，各項檢測指標達到了國標GB/T1863-2008的標準，對顏料鐵黑最重要的著色力指標，略高于所采用的上海一品4330標準樣。
[0020]邊攪拌邊將中和劑30%的液體燒堿約865Kg加入硫酸亞鐵水溶液中生成氫氧化亞 鐵，體系PH值為8.5; 把制好的氫氧化亞鐵用栗輸送入50001^的反應罐，用蒸氣控制溫度在95()(：，？!1值在8.5 左右，邊攪拌邊通入流量為0.3m3/min的空氣，進行氧化反應生成鐵黑； 經檢測本例產品含Fe304 96.5% ;與行業指定標樣比，著色力為160%。
[0021 ]下面是實施例2-4生產方法的主要技術數據：
------------------------實施例2-4生產的產品均可取得與實施例1基本相同的效果。
[0022]上述實施例僅用于說明本發明具體實施的技術方案而非對其進行限制，所屬技術 領域的普通技術人員應該理解，在不違背本發明宗旨的前提下，未改變其性能或用途對本 發明的實施方式進行的任何等同替代或明顯變型，均應涵蓋在本發明請求保護的范圍內。
【主權項】
1. 用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 、在濕法黃金冶煉或鐵粉置換法生產海綿銅過程中產生的冶煉廢液中加入硫化鈉， 硫化鈉和廢液中的包括銅、鉛或砷的元素形成硫化物沉淀，除去溶液中的有害元素;然后用 碳酸鈣調節PH值，使溶液中的鋁和硅沉淀，過濾得到符合生產要求的硫酸亞鐵溶液； (2) 、調節步驟(1)中所制得的硫酸亞鐵溶液濃度，然后加入中和劑石灰乳，與硫酸亞鐵 溶液生成氫氧化亞鐵凝膠； (3) 、用蒸汽加熱步驟(2)中制得的氫氧化亞鐵的凝膠至反應溫度，用石灰乳調節PH值， 通入空氣氧化，氧化結束后得到黑色漿料;氧化過程中要控制溫度和PH值在要求指標范圍 內； (4) 、向步驟(3)所得的黑色漿料中加入分散劑，用分級篩進行過篩，鐵黑漿料壓濾、水 洗、干燥、粉碎即得氧化鐵黑顏料產品。2. 根據權利要求1所述的用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于：所述的步驟 (1)中硫化鈉的用量為溶液量的0.02~0.03%，以理論需求量的2倍過量加入。3. 根據權利要求1所述的用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于:碳酸鈣調節PH 值至4-5。4. 根據權利要求1所述的用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于：用石灰乳中和 硫酸亞鐵生成氫氧化亞鐵凝膠，所述的石灰乳的成分是氫氧化鈣懸浮液。5. 根據權利要求1所述的用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于：中和時硫酸亞 鐵濃度為100~400g/L。6. 根據權利要求1所述的用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于：步驟(3)中用 空氣氧化氫氧化亞鐵凝膠，氧化反應條件為：用石灰乳調節PH值至7~11，反應溫度為90-100°C〇7. 根據權利要求1所述的用冶煉廢液生產氧化鐵黑的方法，其特征在于:所述的氧化反 應條件為：用石灰乳調節PH值至8~9，反應溫度為93-95^0
【文檔編號】C01G49/08GK106044866SQ201610385098
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】黃平峰, 彭國敏
【申請人】河南中原黃金冶煉廠有限責任公司