本發(fā)明屬于化工合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鐵紅的制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鐵顏料是一種非常重要的無機(jī)彩色顏料，具有良好的顏料品質(zhì)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。生產(chǎn)氧化鐵紅的方法分為干法和濕法兩種，其中干法主要包括綠礬(即七水硫酸亞鐵)煅燒法、鐵黃煅燒法、鐵黑煅燒法，此外還有以赤鐵礦為原料的天然氧化鐵礦物超細(xì)粉碎法等。濕法工藝主要包括硫酸鹽(即硫酸亞鐵或含有硫酸亞鐵的溶液)法、硝酸鹽(即硝酸鐵、硝酸亞鐵或含有硝酸鐵鹽的溶液)法、混酸法；濕法工藝按照二步氧化過程所使用的中和劑不同，又可分為鐵皮法和氨法。干法工藝是我國傳統(tǒng)、原始的氧化鐵紅生產(chǎn)工藝，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單、流程短，設(shè)備投資相對較少。缺點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量稍差，而且煅燒過程有有害氣體產(chǎn)生，對環(huán)境有明顯影響。如鐵礬煅燒法，煅燒過程有大量的含硫氣體產(chǎn)生。近年來，基于對含鐵廢棄物的綜合利用，我國又出現(xiàn)了硫酸燒渣法、鐵礦粉酸化焙燒法等干法工藝，其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、投資少，缺點(diǎn)是所產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量層次較低，只能應(yīng)用于低端領(lǐng)域。濕法工藝是以硫酸亞鐵或硝酸亞鐵、硫酸鐵、硝酸鐵為原料，采用先制備晶種，后氧化制備鐵紅的氧化鐵紅生產(chǎn)方法。所用原料既可以是硫酸亞鐵、硝酸亞鐵固體原料，也可以是含有硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、硝酸鐵的水溶液。所使用的中和劑既可以是鐵皮、鐵屑，也可以是堿或氨。近幾年來，基于對工業(yè)廢棄物的綜合利用，又產(chǎn)生了以鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵或硫酸鐵溶液、以鋼廠酸洗廢酸或廢水為原料制備氧化鐵紅工業(yè)顏料的方法，但都?xì)w屬于濕法工藝范疇。所使用的中和劑仍然為鐵皮、鐵屑、堿或氨。濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)在于所得產(chǎn)品質(zhì)量性能優(yōu)異，可以制備出不同型號的系列化氧化鐵紅產(chǎn)品。缺點(diǎn)在于工藝流程較長，生產(chǎn)過程能耗高，有大量的酸性廢水產(chǎn)生，目前缺少有效的酸性廢水綜合利用途徑等。所以，無論是干法氧化鐵紅的制備，還是濕法氧化鐵紅的制備，優(yōu)缺點(diǎn)都十分明顯，如何制備一種兼顧干法、濕法優(yōu)勢的氧化鐵紅產(chǎn)品目前至今無法實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種氧化鐵紅的制備方法，不僅保持了干法制備氧化鐵紅的固有優(yōu)勢如防銹性能好、不起泡等特點(diǎn)，還能夠融合濕法的色彩鮮艷、制漆成膜薄、耐鹽水性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
本發(fā)明所述的氧化鐵紅的制備方法，步驟如下：
(1)硫酸高鐵的制備
將硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵水溶液加入混合罐中反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入帶式流化床進(jìn)行加熱烘干，物料送至煅燒工序；
(2)煅燒
將步驟(1)得到的物料在轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行氧化焙燒，焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，進(jìn)入下一工序；轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣通過液氨吸收后，制備亞硫酸銨副產(chǎn)品；
(3)顆粒粉碎與可溶性鹽的去除
將步驟(2)得到的物料采用卵石磨加水進(jìn)行濕式研磨，得到料漿，將料漿放入沉淀桶內(nèi)，自然沉降后，將桶內(nèi)上清液打入板框進(jìn)行洗滌，待洗滌水的電導(dǎo)率達(dá)到5000μs/cm以上即可進(jìn)入下一工序；沉淀桶底的大顆粒返回卵石磨工序進(jìn)行再次研磨；
(4)烘干與粉碎
將步驟(3)洗滌合格的物料放入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)閃蒸，閃蒸后物料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，即得。
步驟(1)中所述的紅渣、濃硫酸與硫酸亞鐵水溶液的配比為1.2-1.6：1.4-1.8：0.8-1.2，紅渣以噸計(jì)，濃硫酸以噸計(jì)，硫酸亞鐵水溶液以立方米計(jì)。
步驟(1)中所述的濃硫酸的質(zhì)量濃度為93％。
步驟(1)中所述的硫酸亞鐵水溶液的質(zhì)量百分比為30-40％。
步驟(1)中所述的帶式流化床的床體溫度控制在75-90℃，熱空氣溫度控制在350-400℃之間。
步驟(1)中所述的加熱烘干時(shí)間為1-3小時(shí)。
步驟(2)中所述的氧化焙燒條件為窯頭溫度控制在400-550℃，窯尾溫度控制在350-400℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)3-5min。
步驟(3)中所述的研磨的細(xì)度達(dá)到325目通過率90％以上。
步驟(3)中所述的自然沉降時(shí)間為1小時(shí)。
步驟(4)中所述的閃蒸時(shí)間為2-5秒，閃蒸溫度為450-500℃。
步驟(4)中所述的粉碎的細(xì)度達(dá)到325目通過率99.7％以上。
本發(fā)明所述的氧化鐵紅的制備方法，具體步驟如下：
(1)硫酸高鐵的制備
包括硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與硫酸的反應(yīng)，根據(jù)紅渣鐵含量補(bǔ)加鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵兩部分。具體實(shí)施步驟為將1.2-1.6噸硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與1.4-1.8噸質(zhì)量濃度93％的濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將已經(jīng)配置好的30-40％(質(zhì)量百分比)的鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵水溶液0.8-1.2立方米緩緩加入混合罐中，引發(fā)混合罐內(nèi)物料迅速放熱反應(yīng)，罐體有微微震動感覺。待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入帶式流化床進(jìn)行加熱烘干，流化床床體溫度控制在75-90℃，熱空氣溫度控制在350-400℃之間，加熱1-3小時(shí)后，物料送至煅燒工序。
(2)煅燒
就是將上工序的物料進(jìn)行氧化焙燒，要求窯頭溫度控制在400-550℃，窯尾溫度控制在350-400℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)3-5min。焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，進(jìn)入下一工序。轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣通過液氨吸收后，制備亞硫酸銨副產(chǎn)品。
(3)顆粒粉碎與可溶性鹽的去除
就是將前一個工序物料采用卵石磨加水進(jìn)行濕式研磨，研磨至細(xì)度達(dá)到325目通過率90％以上，得到料漿。將料漿放入沉淀桶內(nèi)，自然沉降1小時(shí)候，將桶內(nèi)上清液打入板框進(jìn)行洗滌，去除可溶性鹽，待洗滌水的電導(dǎo)率達(dá)到5000μs/cm以上即可進(jìn)入下一工序。沉淀桶底的大顆粒返回卵石磨工序進(jìn)行再次研磨，以保證無大顆粒。
(4)烘干與粉碎
就是將洗滌合格的物料，放入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行水分脫除，要求物料在閃蒸內(nèi)停留2-5秒鐘，閃蒸溫度在450-500℃，閃蒸后物料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度達(dá)到325目通過率99.7％以上，水分小于0.3％。
本發(fā)明提供一種兼?zhèn)涓蓾穹üに噧?yōu)勢制備高彩度、高防銹性能z895氧化鐵紅的制備方法。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
1、通過將鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵添加到硫鐵礦制取硫酸后的紅渣內(nèi)，進(jìn)行反應(yīng)，提高了傳統(tǒng)干法制備氧化鐵紅的鐵含量，從而使制備的氧化鐵紅顏色更加鮮艷。三氧化二鐵含量由干法的70-75％可以提高到85-90％或者更高，達(dá)到濕法氧化鐵紅的三氧化二鐵的含量。
2、顆粒大小更加均勻，且分布均勻，從而使制備的氧化鐵紅吸油量由干法的16-18g/100g提高到20-23g/100g。遮蓋力由9-10g/m2，提高到5-7g/m2，經(jīng)濟(jì)性更好，同等面積使用氧化鐵紅的量降低。
3、該發(fā)明不僅保持了干法制備氧化鐵紅的固有優(yōu)勢如防銹性能好、不起泡等特點(diǎn)，還能夠融合濕法的色彩鮮艷、制漆成膜薄、耐鹽水性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
將1.2噸硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與1.4噸質(zhì)量濃度93％的濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將已經(jīng)配置好的30％(質(zhì)量百分比)的鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵水0.8立方米緩緩加入混合罐中，引發(fā)混合罐內(nèi)物料迅速放熱反應(yīng)，罐體有微微震動感覺。待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入帶式流化床進(jìn)行加熱烘干，流化床床體溫度控制在75℃，熱空氣溫度控制在350℃，加熱1小時(shí)后，物料進(jìn)行氧化焙燒，要求窯頭溫度控制在400℃，窯尾溫度控制在350℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)3min。轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣通過液氨吸收后，制備亞硫酸銨副產(chǎn)品。焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，物料采用卵石磨加水進(jìn)行濕式研磨，研磨至細(xì)度達(dá)到325目通過率90％以上，得到料漿。將料漿放入沉淀桶內(nèi)，自然沉降1小時(shí)候，將桶內(nèi)上清液打入板框進(jìn)行洗滌，去除可溶性鹽，待洗滌水的電導(dǎo)率達(dá)到5000μs/cm以上即可進(jìn)入下一工序。沉淀桶底的大顆粒返回卵石磨工序進(jìn)行再次研磨，以保證無大顆粒。將洗滌合格的物料放入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行水分脫除，要求物料在閃蒸內(nèi)停留2秒鐘，閃蒸溫度在450℃，閃蒸后物料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度達(dá)到325目通過率99.7％以上，水分小于0.3％。產(chǎn)品指標(biāo)見表1。
實(shí)施例2
將1.6噸硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與1.8噸質(zhì)量濃度93％的濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將已經(jīng)配置好的40％(質(zhì)量百分比)的鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵水1.2立方米緩緩加入混合罐中，引發(fā)混合罐內(nèi)物料迅速放熱反應(yīng)，罐體有微微震動感覺。待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入帶式流化床進(jìn)行加熱烘干，流化床床體溫度控制在90℃，熱空氣溫度控制在400℃，加熱3小時(shí)后，物料進(jìn)行氧化焙燒，要求窯頭溫度控制在550℃，窯尾溫度控制在400℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)5min。轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣通過液氨吸收后，制備亞硫酸銨副產(chǎn)品。焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，物料采用卵石磨加水進(jìn)行濕式研磨，研磨至細(xì)度達(dá)到325目通過率90％以上，得到料漿。將料漿放入沉淀桶內(nèi)，自然沉降1小時(shí)候，將桶內(nèi)上清液打入板框進(jìn)行洗滌，去除可溶性鹽，待洗滌水的電導(dǎo)率達(dá)到5000μs/cm以上即可進(jìn)入下一工序。沉淀桶底的大顆粒返回卵石磨工序進(jìn)行再次研磨，以保證無大顆粒。將洗滌合格的物料放入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行水分脫除，要求物料在閃蒸內(nèi)停留5秒鐘，閃蒸溫度在500℃，閃蒸后物料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度達(dá)到325目通過率99.7％以上，水分小于0.3％。產(chǎn)品指標(biāo)見表1。
實(shí)施例3
將1.4噸硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與1.6噸質(zhì)量濃度93％的濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將已經(jīng)配置好的33％(質(zhì)量百分比)的鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵水0.9立方米緩緩加入混合罐中，引發(fā)混合罐內(nèi)物料迅速放熱反應(yīng)，罐體有微微震動感覺。待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入帶式流化床進(jìn)行加熱烘干，流化床床體溫度控制在80℃，熱空氣溫度控制在370℃，加熱2小時(shí)后，物料進(jìn)行氧化焙燒，要求窯頭溫度控制在430℃，窯尾溫度控制在360℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)4min。轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣通過液氨吸收后，制備亞硫酸銨副產(chǎn)品。焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，物料采用卵石磨加水進(jìn)行濕式研磨，研磨至細(xì)度達(dá)到325目通過率90％以上，得到料漿。將料漿放入沉淀桶內(nèi)，自然沉降1小時(shí)候，將桶內(nèi)上清液打入板框進(jìn)行洗滌，去除可溶性鹽，待洗滌水的電導(dǎo)率達(dá)到5000μs/cm以上即可進(jìn)入下一工序。沉淀桶底的大顆粒返回卵石磨工序進(jìn)行再次研磨，以保證無大顆粒。將洗滌合格的物料放入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行水分脫除，要求物料在閃蒸內(nèi)停留4秒鐘，閃蒸溫度在480℃，閃蒸后物料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度達(dá)到325目通過率99.7％以上，水分小于0.3％。產(chǎn)品指標(biāo)見表1。
實(shí)施例4
將1.6噸硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與1.7噸質(zhì)量濃度93％的濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將已經(jīng)配置好的38％(質(zhì)量百分比)的鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵水1.1立方米緩緩加入混合罐中，引發(fā)混合罐內(nèi)物料迅速放熱反應(yīng)，罐體有微微震動感覺。待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入帶式流化床進(jìn)行加熱烘干，流化床床體溫度控制在85℃，熱空氣溫度控制在380℃，加熱3小時(shí)后，物料進(jìn)行氧化焙燒，要求窯頭溫度控制在500℃，窯尾溫度控制在400℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)3min。轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣通過液氨吸收后，制備亞硫酸銨副產(chǎn)品。焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，物料采用卵石磨加水進(jìn)行濕式研磨，研磨至細(xì)度達(dá)到325目通過率90％以上，得到料漿。將料漿放入沉淀桶內(nèi)，自然沉降1小時(shí)候，將桶內(nèi)上清液打入板框進(jìn)行洗滌，去除可溶性鹽，待洗滌水的電導(dǎo)率達(dá)到5000μs/cm以上即可進(jìn)入下一工序。沉淀桶底的大顆粒返回卵石磨工序進(jìn)行再次研磨，以保證無大顆粒。將洗滌合格的物料放入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行水分脫除，要求物料在閃蒸內(nèi)停留5秒鐘，閃蒸溫度在500℃，閃蒸后物料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度達(dá)到325目通過率99.7％以上，水分小于0.3％。產(chǎn)品指標(biāo)見表1。
對比例1
干法工藝：將1.8噸硫鐵礦制取硫酸后的紅渣與1.9噸質(zhì)量濃度93％的濃硫酸放入混合罐中攪拌均勻后，將0.8立方米的自來水緩緩加入混合罐中，引發(fā)混合罐內(nèi)物料迅速放熱反應(yīng)，罐體有微微震動感覺。待反應(yīng)結(jié)束，將物料放入大炕烘干，加熱24小時(shí)后，物料進(jìn)行焙燒，要求窯頭溫度控制在550℃，窯尾溫度控制在350℃，轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速在每轉(zhuǎn)5min。焙燒后物料通過冷卻滾筒冷卻到室溫后，物料采用雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨，研磨物料打入漂洗池進(jìn)行洗滌，去除可溶性鹽，將洗滌合格的物料，放入干燥筒干燥后，物料進(jìn)入雷蒙機(jī)粉碎，要求細(xì)度達(dá)到325目通過率99.3％以上。產(chǎn)品指標(biāo)見表1。
對比例2
濕法工藝：將鐵皮在300℃的炭火中灼燒1小時(shí)后，緩慢冷卻，將鐵皮與硫酸和硝酸混合液反應(yīng)，硫酸與硝酸按體積比1：1混合，混酸與鐵皮質(zhì)量比為1：0.8，待反應(yīng)結(jié)束后，用體積比1：1的氨水調(diào)節(jié)ph為9-10，得到氫氧化高鐵沉淀，將沉淀進(jìn)行洗滌后，過濾的濾餅在800℃下煅燒30min后，放料冷卻到室溫，進(jìn)行粉碎即得氧化鐵紅產(chǎn)品。產(chǎn)品指標(biāo)見表1。
表1實(shí)施例1-4和對比例1-2產(chǎn)品指標(biāo)