JPH03146422A - 含クロム硫酸鉄溶液を用いた高純度酸化鉄粉の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は含クロム硫酸鉄溶液から高純度の酸化鉄粉を製
造する方法及びそれに用いる中和装置に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 近年、酸化鉄粉はソフトフェライト、ゲーサイトメタル
鉄粉等の各分野で多用されている。この酸化鉄粉は鉄鉱
石を原料として粉砕・精製するか、あるいは塩酸廃液中
から塩化鉄等の化合物を処理して製造されている。この
酸化鉄粉は一般的Ｆｅ２０ｇ純度で９８〜９９％である
が用途に於いては更に高純度のものが要求され一層の不
純物の低減が要求されている。この様な酸化鉄を造る方
法の一つとして特公昭６０−８９８０号公報に示される
方法があり、これはクロムを多量に含む塩化第１鉄水溶
液を鉄材を溶液中に存在させてｐＨ１，５〜３．５にな
るまで酸素を多量に含む気体と接触させ、生成する沈澱
物を分離するクロムを殆ど含まない塩化第１鉄水溶液の
製造方法であってかなりの効果を上げている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし乍ら、この塩化鉄の処理方法では、ｐＨ制御の過
程で塩化鉄溶液中のフリー塩酸が完全に消滅しないと生
成したクロム水酸化物がフリー塩酸によって溶解する現
象が反応系内で同時に発生し、クロム水酸化物がコロイ
ド状態となる。従ってこの処理方式では、処理方式をバ
ッチ方法でせざるを得ない。つまりフリー塩酸が完全に
消滅するまでは反応系内へは新たなりロムを含有する塩
化第１鉄水溶液の供給を断つ必要があるのである。又後
工程であるクロム水酸化物と塩化第１鉄水溶液との分離
の容易化の為に中和材は鋼材を使用しなければならず、
中和材に鉄粉及び鉄粉を使用するとクロム水酸化物との
分離が困難で１処理毎に中和材を廃棄しなければならず
コスト高となる欠点がある。この様なことは、クロムを
含有する硫酸鉄溶液の処理でも同様の現象が発生する。

即ち、フリーの硫酸が存在する系の中でクロム水酸化物
を生成させるには、バッチ方式を採用しなければならず
、かつ中和材として鋼材の使用が必要となる。この為生
産性が低く、しかも中和材に鋼材を用いる為に中和材の
比表面積が小さく、フリー酸を含む含クロム硫酸鉄溶液
のフリー酸を消滅する為には膨大なフリー酸消減反応槽
が必要であり工業化は不可能であった。

本発明では、塩化鉄系では酸化鉄中の残留塩素による焼
結増粒という問題点があることから、硫酸鉄溶液系に着
目し、従来法の欠点であるフリー酸の完全消滅が出来な
いという点を解消し連続処理が可能な含クロム硫酸鉄溶
液からの酸化鉄の製造方法及びその装置を提供すること
を目的とする。

く課題を解決する為の手段〉 上記本発明の目的を達成する為の方法としては次の如く
である。即ち、含クロム硫酸鉄溶液に金属鉄粉を添加し
て、該含クロム硫酸鉄溶液中のフリー硫酸を完全に中和
してｐＨを２〜４にする第１工程と、第１工程で処理さ
れた溶液に更に金属鉄粉を添加してｐＨを４〜６とした
脱クロム溶液に前記第１工程の溶液を適下すると共に鉄
粉を添加し常時ｐＨを４〜６に調整してＣｒ（０）１）
３を生成させる第２工程と、第２工程で中和処理された
溶液からＣｒ（ＯＨｈを沈降分離させる第３工程と、第
３工程で沈降分離出来ない未成長のＣｒ（ＯＨ）３を濾
過分離する第４工程と、第４工程で得られた硫酸鉄溶液
から酸化鉄を得る方法である。又この第１工程と第２工
程とに用いる装置としては、一側が上広がり状に拡径し
た反応槽本体の内部で上記拡径側の手前に底部に間隙を
有する仕切板を設け、該仕切板よりも内側を反応槽、同
外側を沈降槽となし、しかも上記仕切板の中央付近には
所要数の貫通孔が設けられ、かつ反応槽内底部には攪伴
翼が、又沈降槽上部にはオーバーフロー液排出口がそれ
ぞれに設けられた中和反応装置である。

く作用〉 フリー硫酸を含む含クロム硫酸鉄溶液から直接クロムの
中和析出分離しようとすると、生成するＣｒ（ＯＨ）、
がフリー硫酸に再溶解されコロイド状となって沈降分離
が出来ないが、本発明方法では、まず第１工程で、第１
図に示す様な反応槽本体１が仕切板２によって反応槽３
と沈降槽４に仕切られ、仕切板２の中央には貫通孔５が
有り、又仕切板２の下部には間隙６が設けられており、
更に反応槽３の底部には攪伴翼７が、沈降槽４の上部に
はオーバーフロー液排出口８がそれぞれに設けられた中
和反応装置を用い、含クロム硫酸鉄溶液９に金属鉄粉１
０を投入し、金属鉄粉ｌＯを貫通孔５と下部の間隙６を
通じ、自己循環させ乍らフリー硫酸と十分に反応させる
ので中和反応の促進と中和材のロスが皆無となる。なお
この第１工程でｐＨを２〜４とするのは、ｐＨが２未満
だとフリー硫酸が残り、一方ｐＨが４を超えるとコロイ
ドが生成するからである。この様にしてフリー硫酸が無
くなった含クロム硫酸鉄溶液は、次に第２工程でやはり
第１図に示す様な中和反応装置を用いて、更に金属鉄粉
ｌＯを添加してｐｌ−１を４〜６となしＣｒ（ＯＨ）１
を生成、成長させる。この時ｐＨを４〜６とするのは、
この範囲の値がＣｒ（０）１）ｓの生成、成長に適して
いるからである。クロムの析出は、溶液のｐＨによって
コロイド状急速沈降性の析出物といった形体をとる。こ
の為に溶液中の鉄粉による中和速度とその第１工程の溶
液の適下速度によってクロムの析出が不安定になる。こ
の為に事前に脱Ｃｒ後溶液（ｐＨ２４〜６）を予め入れ
ておくと安定した沈降性のいいクロム析出物が生成され
る。更に第２工程で後述する第３工程の沈澱物を一部抜
き取り第２工程に添加することによって、新たな析出核
を抑制して、析出物の粒子成長を促進させることから析
出物の一部添加が好ましい。

第３工程では、第２工程より流出した溶液を沈澱槽に単
独毎かあるいは連続的に供給し、Ｃｒ（ＯＨ〉３を沈降
分離させ、この沈降物はスラッジとして排出され、一部
微細状Ｃｒ（ＯＨ）３を含む上澄液は、第４工程へ運ば
れて微細状Ｃｒ（Ｏ）Ｉ）３が濾過排出され、高純度の
硫酸鉄溶液が得られるこの［酸鉄溶液は例えば焙焼ある
いは湿式酸化法などによって高純度の酸化鉄粉を製造す
ることができる。

なお、第１工程から第４工程はそれぞれをバッチ処理す
るかあるいは設備を連設して連続的に行うが処理作業、
反応効率の面から連続処理が好ましい。

〈実施例〉 以下本発明の実施例及び比較例を示し、本発明を詳述す
る。

実施例１ この実施例１は、含クロム硫酸鉄溶液９として鉄鋼の硫
酸酸洗廃液を用い、それを第２図に示す様なフローシー
トに従って処理した。即ち、第１工程としては、第１図
に示した如き形態で内容積１．５ｇの中和反応装置を用
いこれに５倍に希釈した硫酸酸洗溶液を１．５〜２．＆
／ｈｒで供給しつ）、金属鉄粉１０を６０ｇ／ｈｒで投
入し、攪伴翼７で攬伴した。次いで第１工程のオーバー
フロー液をやはり第１図に示した如き形態で内容積３．
３ｇの中和反応装置に受け、第２工程の処理として金属
鉄粉を１０ｇ／ｈｒ投入した。なおこの第２工程では中
和反応装置に加温器１１を配置し５０〜６０℃に加温し
た。

次いで第２工程からのオーバーフロー液を、容積３．４
　ｊＩのシックナー１２に受け、ここで第３工程として
のＣｒ（ＯＨｈの沈降分離をせしめ沈降物はスラッジ１
３として排出し、上澄液を回収し、該上澄液を濾過装置
１４にかけて精製硫酸鉄溶液１５を得た。

大縫型ｌ この実施例２は、やはり含クロム硫酸鉄溶液９として、
５倍に希釈した鉄鋼の硫酸酸洗溶液を用い、第１工程と
第２工程の反応装置に通常のタンクを用いる以外は上記
実施例１と同様の処理をして精製硫酸鉄溶液を得た。

塩駒艷１ この比較例１は、上記実施例１．２と同じ硫酸酸洗希釈
液１．５１を、容［２，、＆のタンクに入れ、それに鉄
粉１２００ｇを投入し、２時間攬伴の後４時間静置した
ものであり、ｐＨは３．５となった。

上記実施例１，２及び比較例１に於ける処理前及び処理
後のクロムイオン濃度並びに濾過性等の比較表を下記第
１表に示す。なおこの第１表の処理後のクロムイオン濃
度は、実施例１及び２については、第４工程迄済んだ後
の溶液について、又比較例１については上澄液を濾過し
た溶液についてのものである。

〈発明の効果〉 以上述べて来た如く、本発明によれば、まず第１工程で
フリー硫酸を中和してしまい、その後の工程に進むので
コロイドの発生がなく濾過性も良いので硫酸鉄中からク
ロムを殆ど完全に除去出来、従って不純物の殆ど無い酸
化鉄を造ることが出来るものである。

又本発明の中和反応装置によれば反応槽と沈降槽が別々
に設けられ、それらに両槽は仕切板中央の貫通孔と下部
の間隙でのみ連通されているので中和材が自己循環し反
応を促進させるものである。

【図面の簡単な説明】

第■図は本発明に係る中和反応装置の断面説明図、第２
図は本発明実施例１の概要説明図。 図　　中　　　　１：反応槽本体 ３：反応槽 ４：沈降槽 ９：含クロム硫酸鉄溶液 ＩＯ＝金属鉄粉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含クロム硫酸鉄溶液に金属鉄粉を添加して、該含ク
   ロム硫酸鉄溶液中のフリー硫酸を中和してｐＨを２〜４
   にする第１工程と、第１工程で処理された溶液に更に金
   属粒を添加してｐＨを４〜６となした脱クロム溶液に前
   記第１工程の溶液を適下すると共に鉄粉を添加しｐＨを
   ４〜６に調整してＣｒ（ＯＨ）＿３を生成させる第２工
   程と、第２工程で中和処理された溶液からＣｒ（ＯＨ）
   ＿３を沈降分離させる第３工程と、第３工程で流出した
   溶液を濾過する第４工程と、第４工程で流出した溶液か
   ら酸化鉄を得ることを特徴とする含クロム硫酸鉄溶液を
   用いた高純度酸化鉄粉の製造方法。 ２、一側が上広がり状に拡径した反応槽本体の内部で上
   記拡径側の手前に、底部に間隙を有する仕切板を設け、
   該仕切板よりも内側を反応槽、同外側を沈降槽となし、
   しかも上記仕切板の中央付近には所要数の貫通孔が設け
   られ、かつ反応槽内底部には攪伴翼が、又沈降槽上部に
   はオーバーフロー液排出口がそれぞれ設けられたことを
   特徴とする中和反応装置。