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用磁铁矿生产氧化铁颜料

磁铁矿的化学成分为Fe3O4,含铁量为72.4%(理论量),等轴晶系,其晶体具反尖晶石型结构(见尖晶石)。外观呈铁黑色,条痕呈黑色,有金属光泽或半金属光泽,不透明,无解理,有时具八面体裂理。断口不平坦。摩氏硬度5.5-6,比重4.8-5.3g/cm3。性脆。无臭,无味。目前,磁铁矿多作为炼铁原料使用。

磁铁矿也是生产氧化铁红氧化铁黑氧化铁黄等氧化铁系无机颜料很好的原料来源。将磁铁矿开采、精选后经研磨制得氧化铁黑颜料是传统的无机黑色颜料生产方法。

近年来,有关方面开展了由磁铁矿生产氧化铁红氧化铁黄颜料技术的研究,取得了一些进展。已报道的工艺主要有接近于干法工艺的拌酸焙烧法,碳酸酸沉淀焙烧法和二步氧化法等。其中拌酸焙烧法由于存在着工艺流程长,产品品种、型号范围受限,产品质量不能满足油漆、涂料等行业的需要,生产过程有大量的二氧化硫气体产生等不足,因此在行业内应用不多。碳酸盐沉淀法是先将磁铁矿用酸分解制得亚铁盐溶液,再用碳酸盐沉淀溶液中的铁制得碳酸铁或碱式碳酸铁,然后控制工艺条件,煅烧碳酸铁或碱式碳酸铁制得氧化铁红颜料的一种方法。该法的优点是生产周期较两步氧化法生产周期相对较短,能耗有所下降,但不足是,如果考虑亚铁盐溶液的制备和含铵废水的处理,总体上工艺流程较长,而且和半酸法一样,存在着,产品品种、型号范围受限,产品质量不能满足油漆、涂料等行业的需要,生产过程有大量的二氧化碳气体产生等不足。如果能够通过进一步的研究,解决产品质量、品种及型号受限问题,同时通过对废水和窑气的处理回收碳化氨水,将碳化氨水返回沉淀工序用作沉淀剂,则该工艺将成为一种较为环保的、具有较高推广应用价值的氧化铁颜料生产技术。二步氧化法是先将磁铁矿用酸分解制得纯净的亚铁盐溶液,再以所得亚铁盐溶液制得晶种,然后对晶种进行后续氧化制得氧化铁红颜料的方法。按所用亚铁盐溶液的不同分为硝酸法、硫酸法、混酸法等。按所使用中和剂的不同又分为铁皮、铁屑、铁丝中和法和氨中和法。其中混酸法是目前我国氧化铁颜料行业所采用的主流工艺,其优点是工艺成熟、可靠,产品质量稳定。但存在的不足是生产过程有大量的酸性废水产生与排放,对环境有明显影响。氨中和法是一种较为环保的氧化铁颜料生产技术,可以通过对工艺废水的综合利用消除因废水排放对环境造成的污染,同时可以对氨进行回收,实现氨的系统内自给,有利于降低生产成本。其中较为典型和具有实用价值、能够产生理想的经济效率和环境效益的工艺为碱循环法,目前已实现产业化。

用磁铁矿生产氧化铁无机颜料,是提升磁铁矿经济价值的重要途径,较之于用作炼铁原料具有十分可观的经济效益。以含TFe 69%的磁铁矿精粉为例,采用碱循环法生产氧化铁红工业颜料,每处理1000kg磁铁矿精粉可产出质量符合国家标准,能够满足油漆、涂料、建材等行业需要的氧化铁红颜料1278.6kg。综合成本3274.8元,销售收入(含副产品销售收入)8566.5元,上交国家税金1610.8元,可获税后纯利润3680.9元。

综上所述,用磁铁矿生产氧化铁颜料经济效益显著,是磁铁矿采选企业实施企业转型,拓展磁铁矿利用途径,增加企业经济效益的有效途径。

 

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