專(zhuān)利名稱(chēng)：一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用鋁材表面處理產(chǎn)生含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，一般 鋁廠在生產(chǎn)精煉鋁及鋁型材加工過(guò)程中，都產(chǎn)生大量的含鋁廢棄物。尤其是部分型材表面處理時(shí)使用了含鉻化合物，就產(chǎn)生了型材廠的成分復(fù)雜的鋁鉻并存的高毒性廢棄物，由此也給廢棄物的處理和鋁資源回收利用帶來(lái)了難度。含鉻的工業(yè)廢棄物，它能誘發(fā)皮膚潰瘍，貧血，腎炎及神經(jīng)炎等。目前大部分鋁型材廠對(duì)含鋁廢液的處理工藝是這樣的廢液先進(jìn)入集水池初步沉降，再進(jìn)入中和池以酸中和，再加入絮凝劑使鋁渣充分沉淀；清液回用，沉淀漿液輸至板框壓濾機(jī)濾出廢渣。這樣的廢液處理工藝，由于該廢渣中含有毒性鉻成分，在對(duì)其資源化利用中，難以采用傳統(tǒng)的利用思路將其做成對(duì)純度要求很高的鋁系凈水劑，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、明礬等，也就是難以實(shí)現(xiàn)資源化利用。因此，無(wú)論從水處理角度，還是從資源化利用角度，均需要對(duì)鋁型材廠原有處理工藝作出革新。磁鐵礦(Fe3O4)是人類(lèi)最早發(fā)現(xiàn)的天然磁性材料，它是屬于尖晶石結(jié)構(gòu)的等軸晶系，經(jīng)研究其最小單元組成中具有兩個(gè)三價(jià)Fe離子和一個(gè)二價(jià)Fe離子。其中，二價(jià)Fe離子可以部分地被其它金屬離子替代(比如三價(jià)Cr離子)，形成晶體構(gòu)型相似的其它品種的雜化磁性材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種不僅處理了含鉻鋁工業(yè)廢渣中的重金屬又對(duì)其實(shí)現(xiàn)了資源化利用的一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法包括如下步驟
a、取樣并測(cè)量含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的含量；
b、將含鉻鋁工業(yè)廢渣加入到重量百分含量為19^100%、溫度為fl00°C的無(wú)機(jī)酸液中浸泡，浸泡時(shí)間為0. r200小時(shí)，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無(wú)機(jī)酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的2 200倍；
C、將酸浸泡產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，在濾液中加入含二價(jià)鐵離子的化合物，含二價(jià)鐵離子的化合物的加入質(zhì)量為含鉻元素質(zhì)量的2 100倍，含二價(jià)鐵離子的化合物加入后，對(duì)濾液進(jìn)行空氣鼓泡并攪拌0. rioo小時(shí)，得到鼓泡液；
d、在鼓泡液中加入重量百分含量為19^100%的無(wú)機(jī)堿，形成混合反應(yīng)體系，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的PH值為8. f 14，然后將混合反應(yīng)體系加熱至35 100°C并攪拌0. f 100小時(shí)，得到混合反應(yīng)產(chǎn)物；
e、將混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至5lO°C并靜置0.riOO小時(shí)，靜置后將混合反應(yīng)液進(jìn)行過(guò)濾，所得濾渣即為磁性材料。
在步驟b中所述的無(wú)機(jī)酸液為硫酸、鹽酸、磷酸或者它們兩種以及兩種以上的混合物。在步驟c中所述的含二價(jià)鐵離子的化合物為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、磷酸亞鐵、草酸亞鐵、檸檬酸亞鐵、水楊酸亞鐵或它們兩種以及兩種以上的混合物。在步驟d中所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氧化鎂、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鋰、碳酸鎂、氨水、尿素、碳酸銨、碳酸氫銨或它們兩種以及兩種以上的混合物。
所述含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的重量百分含量為0. 019^30%。廢渣中鋁元素在8. f 14的pH值范圍內(nèi)未形成沉淀，則留在濾液中，可另行按照傳統(tǒng)方法處理利用。加入含二價(jià)鐵離子的化合物并在空氣鼓泡下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液的pH值后，得到化學(xué)組成為Fe3+ [Fe2+Fe1^3+CrJ O4的具鐵磁性的磁鐵礦型氧化物(其中x在(Tl之間)，并作為沉淀過(guò)濾分離出來(lái)，有害鉻元素可以穩(wěn)定地鎖定在磁性材料雜化結(jié)構(gòu)骨架中。通過(guò)本發(fā)明的方法得到的含鉻的鐵磁性氧化物是一種優(yōu)良的磁性材料，可以應(yīng)用在電子工業(yè)上，采用該本發(fā)明的方法不僅處理了含鉻鋁工業(yè)廢渣中的重金屬又對(duì)其實(shí)現(xiàn)了資源化利用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)于含鉻鋁工業(yè)廢渣需取樣并測(cè)量中鉻元素的含量?？刹捎玫姆椒ㄓ袃煞N，一種是采用二苯碳酰二肼分光光度法分析廢渣中的鉻含量(GB 7467-87);另一個(gè)方法是采用等離子發(fā)射光譜法(ICP)測(cè)量。實(shí)施例I
一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法包括如下步驟
a、使用的第一含鉻鋁工業(yè)廢渣為100克，取樣并測(cè)量第一含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的重量百分含量為5% ；
b、將第一含鉻鋁工業(yè)廢渣加入到重量百分含量為1%、溫度為100°C的硫酸酸液中浸泡，浸泡時(shí)間為0. I小時(shí)，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無(wú)機(jī)酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的200 倍；
C、將酸浸泡產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，在濾液中加入硫酸亞鐵，硫酸亞鐵的加入質(zhì)量為含鉻元素質(zhì)量的2倍，硫酸亞鐵加入后，對(duì)濾液進(jìn)行空氣鼓泡并攪拌100小時(shí)，得到鼓泡液；
d、在鼓泡液中加入重量百分含量為1%的無(wú)機(jī)堿，形成混合反應(yīng)體系，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的pH值為13 14，然后將混合反應(yīng)體系加熱至35°C并攪拌100小時(shí)，得到混合反應(yīng)產(chǎn)物；
e、將混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至5°C并靜置100小時(shí)，靜置后將混合反應(yīng)液進(jìn)行過(guò)濾，所得濾渣即為磁性材料濕料，烘干后稱(chēng)重后顯示磁性材料的重量為20克，且濾液中未檢出有鉻離子。實(shí)施例2
一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法包括如下步驟
a、使用的第二含鉻鋁工業(yè)廢渣為100千克，取樣并測(cè)量第二含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的重量百分含 量為1% ;
b、將含鉻鋁工業(yè)廢渣加入到重量百分含量為ioo%、溫度為rc的鹽酸酸液中浸泡，浸泡時(shí)間為200小時(shí)，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無(wú)機(jī)酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的2倍；C、將酸浸泡產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，在濾液中加入氯化亞鐵，氯化亞鐵的加入質(zhì)量為含鉻元素質(zhì)量的100倍，氯化亞鐵加入后，對(duì)濾液進(jìn)行空氣鼓泡并攪拌0. I小時(shí)，得到鼓泡液；
d、在鼓泡液中加入重量百分含量為100%的氫氧化鈉，形成混合反應(yīng)體系，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的PH值為8. r8. 5，然后將混合反應(yīng)體系加熱至100°C并攪拌0. I小時(shí)，得到混合反應(yīng)產(chǎn)物；
e、將混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至40°C并靜置0.I小時(shí)，靜置后將混合反應(yīng)液進(jìn)行過(guò)濾，所得濾渣即為磁性材料濕料，烘干后稱(chēng)重后顯示磁性材料的重量為50克，且濾液中未檢出有鉻離子。實(shí)施例3
一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法包括如下步驟
a、使用的第三含鉻鋁工業(yè)廢渣為100克，取樣并測(cè)量第三含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的重量百分含量為0. 2% ；
b、將含鉻鋁工業(yè)廢渣加入到重量百分含量為50%、溫度為50°C的磷酸酸液中浸泡，浸泡時(shí)間為100小時(shí)，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無(wú)機(jī)酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的100倍;
C、將酸浸泡產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，在濾液中加入磷酸亞鐵，磷酸亞鐵的加入質(zhì)量為含鉻元素質(zhì)量的50倍，磷酸亞鐵加入后，對(duì)濾液進(jìn)行空氣鼓泡并攪拌50小時(shí)，得到鼓泡液；
d、在鼓泡液中加入重量百分含量為50%的氫氧化鉀，形成混合反應(yīng)體系，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的PH值為l(Tll，然后將混合反應(yīng)體系加熱至70°C并攪拌50小時(shí)，得到混合反應(yīng)產(chǎn)物；
e、將混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至25°C并靜置50小時(shí)，靜置后將混合反應(yīng)液進(jìn)行過(guò)濾，所得濾渣即為磁性材料濕料，烘干后稱(chēng)重后顯示磁性材料的重量為10克，且濾液中未檢出有鉻離子。對(duì)比例I
取樣并測(cè)量含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的含量。將廢渣加入到濃度為50%的硫酸中浸泡，酸加入質(zhì)量為廢渣質(zhì)量的3倍，浸泡溫度為20°C，浸泡時(shí)間為5小時(shí)；加入濃度為25%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的PH值到10。然后將溶液加熱至90°C，攪拌I小時(shí)，冷卻至20°C，靜置3小時(shí)，過(guò)濾，所得產(chǎn)物無(wú)磁性。
權(quán)利要求
1.一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法，其特征是該方法包括如下步驟 a、取樣并測(cè)量含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的含量； b、將含鉻鋁工業(yè)廢渣加入到重量百分含量為19^100%、溫度為f100°C的無(wú)機(jī)酸液中浸泡，浸泡時(shí)間為0. r200小時(shí)，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無(wú)機(jī)酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的2 200倍； C、將酸浸泡產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，在濾液中加入含二價(jià)鐵離子的化合物，含二價(jià)鐵離子的化合物的加入質(zhì)量為含鉻元素質(zhì)量的2 100倍，含二價(jià)鐵離子的化合物加入后，對(duì)濾液進(jìn)行空氣鼓泡并攪拌0. rioo小時(shí)，得到鼓泡液； d、在鼓泡液中加入重量百分含量為19^100%的無(wú)機(jī)堿，形成混合反應(yīng)體系，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)體系的PH值為8. f 14，然后將混合反應(yīng)體系加熱至35 100°C并攪拌0. f 100小時(shí)，得到混合反應(yīng)產(chǎn)物； e、將混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至5lO°C并靜置0.riOO小時(shí)，靜置后將混合反應(yīng)液進(jìn)行過(guò)濾，所得濾渣即為磁性材料。
2.如權(quán)利要求I所述的一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法，其特征是在步驟b中所述的無(wú)機(jī)酸液為硫酸、鹽酸、磷酸或者它們兩種以及兩種以上的混合物。
3.權(quán)利要求I所述的一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法，其特征是在步驟c中所述的含二價(jià)鐵離子的化合物為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、磷酸亞鐵、草酸亞鐵、檸檬酸亞鐵、水楊酸亞鐵或它們兩種以及兩種以上的混合物。
4.權(quán)利要求I所述的一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法，其特征是在步驟d中所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氧化鎂、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鋰、碳酸鎂、氨水、尿素、碳酸銨、碳酸氫銨或它們兩種以及兩種以上的混合物。
5.權(quán)利要求I所述的一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法，其特征是所述含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的重量百分含量為0. 019^30%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用鋁材表面處理產(chǎn)生含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法。該方法包括如下步驟a取樣并測(cè)量含鉻鋁工業(yè)廢渣中鉻元素的含量；b、將含鉻鋁工業(yè)廢渣加入到重量百分含量為1%~100%、溫度為1~100℃的無(wú)機(jī)酸液中浸泡，得到酸浸泡產(chǎn)物；c、將酸浸泡產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，得到鼓泡液；d、在鼓泡液中加入重量百分含量為1%~100%的無(wú)機(jī)堿，形成混合反應(yīng)體系，然后將混合反應(yīng)體系加熱得到混合反應(yīng)產(chǎn)物；e、將混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻靜置后，再過(guò)濾，所得濾渣即為磁性材料。通過(guò)本發(fā)明的方法得到的含鉻的鐵磁性氧化物是一種優(yōu)良的磁性材料，可以應(yīng)用在電子工業(yè)上，該方法不僅處理了含鉻鋁工業(yè)廢渣中的重金屬又對(duì)其實(shí)現(xiàn)了資源化利用。
文檔編號(hào)H01F1/10GK102627331SQ20121013397
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者盧炎丙, 孟慶華, 戴潤(rùn), 戴祖軍, 許實(shí), 鄧勝力 申請(qǐng)人:江蘇錦繡鋁業(yè)有限公司