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铁资源的回收再生和综合利用,是人们普遍关注的问题。氧化铁皮(俗称“铁鳞”)是钢铁工业生产中产生的富含铁的废料。我国是钢铁生产大国,每年产生的氧化铁皮量约占钢材总量的2%左右,这对于铁资源是很大的浪费。利用氧化铁皮制备高纯、纳米氧化铁,对铁鳞综合利用和减少环境污染意义重大。
本文简要介绍了氧化铁的国内外研究现状,性质和用途,分析了化学除杂和纳米粉体制备的试验原理。试验以氧化铁皮为原料,经过盐酸酸浸、还原铁粉除杂获得净化的FeCl<,2>溶液,利用两种不同的沉淀剂Na<,2>CO<,3>和(NH<,4>)<,2>C<,2>O<,4>,采用直接沉淀法制备前驱体,经过合适的煅烧条件制得超细氧化铁红。试验过程中利用正交试验设计和单因素试验对其反应条件进行探索,从而确定出较合适的工艺条件。利用X射线衍射(XRD),、扫描电镜(SEM)等对制得的粒子进行表征。结果表明:
制得纯净FeCl<,2>溶液的合理工艺条件为:盐酸浓度为6mol/1,酸浸温度80℃,酸浸时间30min,盐酸过量系数为1.74。此工艺条件下,铁的浸出率达94.5%。
采用Na<,2>CO<,3>做沉淀剂制备氧化铁红的合理工艺为:FeCl<,2>的初始浓度为0.8mol/l,CO<,3><2->:Fe<20+>摩尔比为2;反应时间为60min;反应温度40℃;搅拌速度为250r/min;沉淀在60℃下干燥1h,700℃下煅烧2h,获得椭球形分散性较好的,平均粒径为47nm的氧化铁。
采用(NH<,4>)<,2>C<,2>O<,4>做沉淀剂制备氧化铁红的合理工艺为:FeCl<,2>的初始浓度为.3mol/l;C<,2>O<,4><2->:Fe<2+>的摩尔比为1.2;反应时间为40min;反应温度为20℃;搅拌速度为250r/min;沉淀在50℃下干燥40min,~60min,500℃下煅烧1h,获得椭球形,平均粒径为38nm的氧化铁。
研究认为采用草酸铵做沉淀剂的效果比用碳酸钠作沉淀剂的效果好。