專利名稱：一種由含鉻鋁工業(yè)廢渣制備磁性材料的方法
技術領域：
本發(fā)明公開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：
長期以來，一般 鋁廠在生產(chǎn)精煉鋁及鋁型材加工過程中，都產(chǎn)生大量的含鋁廢棄物。尤其是部分型材表面處理時使用了含鉻化合物，就產(chǎn)生了型材廠的成分復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含鋁廢液的處理工藝是這樣的廢液先進入集水池初步沉降，再進入中和池以酸中和，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，在對其資源化利用中，難以采用傳統(tǒng)的利用思路將其做成對純度要求很高的鋁系凈水劑，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、明礬等，也就是難以實現(xiàn)資源化利用。因此，無論從水處理角度，還是從資源化利用角度，均需要對鋁型材廠原有處理工藝作出革新。磁鐵礦(Fe3O4)是人類最早發(fā)現(xiàn)的天然磁性材料，它是屬于尖晶石結(jié)構的等軸晶系，經(jīng)研究其最小單元組成中具有兩個三價Fe離子和一個二價Fe離子。其中，二價Fe離子可以部分地被其它金屬離子替代(比如三價Cr離子)，形成晶體構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其實現(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的無機酸液中浸泡，浸泡時間為0. r200小時，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無機酸液的質(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)物進行過濾，在濾液中加入含二價鐵離子的化合物，含二價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，含二價鐵離子的化合物加入后，對濾液進行空氣鼓泡并攪拌0. rioo小時，得到鼓泡液；
d、在鼓泡液中加入重量百分含量為19^100%的無機堿，形成混合反應體系，調(diào)節(jié)混合反應體系的PH值為8. f 14，然后將混合反應體系加熱至35 100°C并攪拌0. f 100小時，得到混合反應產(chǎn)物；
e、將混合反應產(chǎn)物冷卻至5lO°C并靜置0.riOO小時，靜置后將混合反應液進行過濾，所得濾渣即為磁性材料。
在步驟b中所述的無機酸液為硫酸、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中所述的無機堿為氫氧化鈉、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。加入含二價鐵離子的化合物并在空氣鼓泡下發(fā)生氧化還原反應，調(diào)節(jié)溶液的pH值后，得到化學組成為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)，并作為沉淀過濾分離出來，有害鉻元素可以穩(wěn)定地鎖定在磁性材料雜化結(jié)構骨架中。通過本發(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其實現(xiàn)了資源化利用。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。對于含鉻鋁工業(yè)廢渣需取樣并測量中鉻元素的含量?？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);另一個方法是采用等離子發(fā)射光譜法(ICP)測量。實施例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，浸泡時間為0. I小時，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無機酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的200 倍；
C、將酸浸泡產(chǎn)物進行過濾，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，對濾液進行空氣鼓泡并攪拌100小時，得到鼓泡液；
d、在鼓泡液中加入重量百分含量為1%的無機堿，形成混合反應體系，調(diào)節(jié)混合反應體系的pH值為13 14，然后將混合反應體系加熱至35°C并攪拌100小時，得到混合反應產(chǎn)物；
e、將混合反應產(chǎn)物冷卻至5°C并靜置100小時，靜置后將混合反應液進行過濾，所得濾渣即為磁性材料濕料，烘干后稱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，浸泡時間為200小時，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無機酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的2倍；C、將酸浸泡產(chǎn)物進行過濾，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，對濾液進行空氣鼓泡并攪拌0. I小時，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，形成混合反應體系，調(diào)節(jié)混合反應體系的PH值為8. r8. 5，然后將混合反應體系加熱至100°C并攪拌0. I小時，得到混合反應產(chǎn)物；
e、將混合反應產(chǎn)物冷卻至40°C并靜置0.I小時，靜置后將混合反應液進行過濾，所得濾渣即為磁性材料濕料，烘干后稱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，浸泡時間為100小時，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無機酸液的質(zhì)量為含鉻鋁工業(yè)廢渣質(zhì)量的100倍;
C、將酸浸泡產(chǎn)物進行過濾，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，對濾液進行空氣鼓泡并攪拌50小時，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，形成混合反應體系，調(diào)節(jié)混合反應體系的PH值為l(Tll，然后將混合反應體系加熱至70°C并攪拌50小時，得到混合反應產(chǎn)物；
e、將混合反應產(chǎn)物冷卻至25°C并靜置50小時，靜置后將混合反應液進行過濾，所得濾渣即為磁性材料濕料，烘干后稱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。對比例I
取樣并測量含鉻鋁工業(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，浸泡時間為5小時；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，冷卻至20°C，靜置3小時，過濾，所得產(chǎn)物無磁性。
權利要求
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的無機酸液中浸泡，浸泡時間為0. r200小時，得到酸浸泡產(chǎn)物，所述無機酸液的質(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)物進行過濾，在濾液中加入含二價鐵離子的化合物，含二價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，含二價鐵離子的化合物加入后，對濾液進行空氣鼓泡并攪拌0. rioo小時，得到鼓泡液； d、在鼓泡液中加入重量百分含量為19^100%的無機堿，形成混合反應體系，調(diào)節(jié)混合反應體系的PH值為8. f 14，然后將混合反應體系加熱至35 100°C并攪拌0. f 100小時，得到混合反應產(chǎn)物； e、將混合反應產(chǎn)物冷卻至5lO°C并靜置0.riOO小時，靜置后將混合反應液進行過濾，所得濾渣即為磁性材料。
2.如權利要求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中所述的無機酸液為硫酸、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中所述的無機堿為氫氧化鈉、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℃的無機酸液中浸泡，得到酸浸泡產(chǎn)物；c、將酸浸泡產(chǎn)物進行過濾，得到鼓泡液；d、在鼓泡液中加入重量百分含量為1%~100%的無機堿，形成混合反應體系，然后將混合反應體系加熱得到混合反應產(chǎn)物；e、將混合反應產(chǎn)物冷卻靜置后，再過濾，所得濾渣即為磁性材料。通過本發(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其實現(xiàn)了資源化利用。
文檔編號H01F1/10GK102627331SQ20121013397
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權日2012年5月3日
發(fā)明者盧炎丙, 孟慶華, 戴潤, 戴祖軍, 許實, 鄧勝力 申請人:江蘇錦繡鋁業(yè)有限公司