RU2038195C1 - Method for production of iron powder from hydrochloric acid pickling solution - Google Patents
Method for production of iron powder from hydrochloric acid pickling solutionInfo
- Publication number
- RU2038195C1 RU2038195C1 RU93029262A RU93029262A RU2038195C1 RU 2038195 C1 RU2038195 C1 RU 2038195C1 RU 93029262 A RU93029262 A RU 93029262A RU 93029262 A RU93029262 A RU 93029262A RU 2038195 C1 RU2038195 C1 RU 2038195C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- iron powder
- hydrochloric acid
- velocity
- iron
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 238000005554 pickling Methods 0.000 title abstract description 5
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 8
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001553 barium compounds Chemical class 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения порошка металлического железа путем переработки отработанных травильных растворов. The invention relates to methods for producing metallic iron powder by processing spent pickling solutions.
Известен способ получения железного порошка, в частности из соляно-кислых травильных растворов, включающий введение в раствор соединения бария, нейтрализацию до рН 5, окисление кислородом до рН 3, фильтрацию раствора, кристаллизацию хлористого железа, которое затем перерабатывают в железный порошок [1]
Недостатками способа являются его многостадийность, трудоемкость, получение крупного порошка.A known method of producing iron powder, in particular from hydrochloric acid pickling solutions, including introducing barium compounds into the solution, neutralization to
The disadvantages of the method are its multi-stage, complexity, obtaining large powder.
Известен способ получения железного порошка из соляно-кислых травильных растворов, включающий осаждение гидроксида железа гидроксидом натрия или кальция, его сушку и последующее восстановление образовавшегося оксида железа. A known method of producing iron powder from hydrochloric acid etching solutions, including the precipitation of iron hydroxide with sodium or calcium hydroxide, drying and subsequent recovery of the formed iron oxide.
Недостатками способа являются значительный расход гидроксида натрия, загрязнение продукта примесями, осаждающимися совместно с гидроксидом железа, а также низкая дисперсность получаемого порошка. The disadvantages of the method are the significant consumption of sodium hydroxide, contamination of the product with impurities deposited together with iron hydroxide, as well as the low dispersion of the resulting powder.
Известен способ [3] получения железного порошка с более высокой дисперсностью. Способ заключается в том, что в водный раствор соли двухвалентного железа добавляют водный раствор щелочи, получая при этом раствор с рН 11, содержащий Fe(OH)2, к которому добавляют водорастворимую соль кремниевой кислоты. В результате окисления получаются частицы гематита. Полученный продукт обжигают при 350-700оС в атмосфере, содержащей нагретый водяной пар и невосстановительный газ, получая частицы гематита с высокой плотностью и Sуд 10-30 м2/г, которые восстанавливают при 350-600оС в атмосфере водорода, получая магнитные частицы металлического железа со средним объемом частицы, равным 331˙ 103 нм3 (средняя длина большей оси 0,30 мкм, отношение осей составляет 8:1).A known method [3] to obtain iron powder with a higher dispersion. The method consists in adding an aqueous alkali solution to an aqueous solution of a ferrous salt, thereby obtaining a solution of
Однако известный способ имеет следующие недостатки. However, the known method has the following disadvantages.
Одновременное смешение всего объема реагентов не позволяет обеспечить постоянство рН, что приводит к росту первоначально образовавшихся зародышей и обуславливает получение порошкового продукта с крупными частицами. Известный способ включает стадию обезвоживания получаемого гидроксида, что удлиняет процесс получения металлического железа, а также приводит к увеличению размера частиц в результате спекания. The simultaneous mixing of the total volume of the reagents does not allow for a constant pH, which leads to the growth of the initially formed nuclei and causes the production of a powder product with large particles. The known method includes the stage of dehydration of the obtained hydroxide, which lengthens the process of obtaining metallic iron, and also leads to an increase in particle size as a result of sintering.
Кроме того, введение водорастворимой соли кремниевой кислоты приводит к наличию в конечном железном порошке частиц кремния в количестве Si/Fe 0,5-1,5. In addition, the introduction of a water-soluble salt of silicic acid leads to the presence in the final iron powder of silicon particles in an amount of Si / Fe of 0.5-1.5.
Целью изобретения является повышение дисперсности железного порошка. The aim of the invention is to increase the dispersion of iron powder.
Цель достигается тем, что в способе получения железного порошка путем осаждения из соляно-кислого травильного раствора раствором щелочи, включающем осаждение гидроксида железа в реакторе с непрерывным перемешиванием, обезвоживание получаемого продукта и его восстановление до железного порошка при нагреве, подачу указанных растворов ведут раздельно и дозированно, обеспечивая постоянство рН при различном соотношении скоростей подачи, а обезжиривание и восстановление полученного гидроксида железа осуществляют одновременно в восстановительной среде. The goal is achieved in that in the method for producing iron powder by precipitation from a hydrochloric acid etching solution with an alkali solution, including the precipitation of iron hydroxide in a reactor with continuous stirring, dehydration of the resulting product and its reduction to iron powder when heated, the supply of these solutions is carried out separately and dosed ensuring a constant pH at a different ratio of feed rates, and degreasing and recovery of the obtained iron hydroxide is carried out simultaneously in the recovery pheno- environment.
Скорости подачи раствора аммиака и соляно-кислого травильного раствора V1 и V2, соответственно, связаны соотношением 1,1 ≅ V1/V2 ≅2,4.The feed rates of the ammonia solution and the hydrochloric acid etching solution V 1 and V 2 , respectively, are related by a ratio of 1.1 ≅ V 1 / V 2 ≅ 2.4.
Обезвоживание и восстановление полученного гидроксида железа осуществляют одновременно в восстановительной среде водорода при 350-400оС.Dehydration and recovery of the obtained iron hydroxide is carried out simultaneously in a reducing atmosphere of hydrogen at 350-400 about C.
Сущность изобретения заключается в том, что в результате предложенной раздельной и дозированной подачи с заданным соотношением скоростей при постоянном рН обеспечивается получение высокодисперсного гидроксида железа (измеренная по методу БЭТ, Sуд 150-350 м2/г) с повышенной реакционной способностью, что позволяет совместить стадии дегидратации и восстановления и проводить процесс металлизации в восстановительной атмосфере, например, водорода, при 350-400оС, получая ультрадисперсный железный порошок со средним размером частиц 30-65 нм, или средним объемом частицы 17-148˙ 103 нм3.The essence of the invention lies in the fact that as a result of the proposed separate and dosed supply with a given ratio of speeds at a constant pH, highly dispersed iron hydroxide is obtained (measured by the BET method, S beats 150-350 m 2 / g) with increased reactivity, which allows combining stage of dehydration and reduction and to carry out the metallization process in a reducing atmosphere, for example, hydrogen, at 350-400 о С, obtaining ultrafine iron powder with an average particle size of 30-65 nm, or cf a single particle volume of 17-148˙ 10 3 nm 3 .
П р и м е р. Отработанный соляно-кислый травильный раствор нейтрализуют 6% -ным водным раствором аммиака. Процесс ведут при комнатной температуре в реакторе с непрерывным перемешиванием путем раздельной дозированной подачи реагентов с различными скоростями V2 для травильного раствора и V1 для раствора аммиака, причем рН поддерживается постоянным при заданном соотношении скоростей 1,1 ≅ V1/V2 ≅ 2,4. Полученный гидроксид железа фильтруют, промывают, сушат на воздухе, а затем нагревают в токе водорода при 350-400оС. Получают железный порошок с Sуд 10-30 м2/г и средним объемом частицы (17-148)˙ 103 нм3. Конкретные режимы процесса и средний объем получаемых частиц железного порошка для предлагаемого способа и прототипа приведены в таблице.PRI me R. The spent hydrochloric acid pickling solution is neutralized with a 6% aqueous ammonia solution. The process is carried out at room temperature in a reactor with continuous stirring by separate dosed supply of reagents with different speeds V 2 for the etching solution and V 1 for the ammonia solution, and the pH is kept constant at a given ratio of speeds of 1.1 ≅ V 1 / V 2 ≅ 2, 4. The resultant ferric hydroxide was filtered, washed, air dried, and then heated in a stream of hydrogen at 350-400 ° C to give an iron powder with S ud 10-30 m 2 / g and a mean particle volume (17-148) ˙ March 10 nm 3 . Specific process conditions and the average volume of the obtained particles of iron powder for the proposed method and prototype are shown in the table.
При V1/V2 > 2,4 предлагаемый способ неосуществим вследствие растворения свежеобразовавшихся частиц гидроксида железа в избытке щелочи (NH4OH).When V 1 / V 2 > 2.4, the proposed method is not feasible due to the dissolution of the newly formed particles of iron hydroxide in excess alkali (NH 4 OH).
При V1/V2 < 1,1 продукт получается менее дисперсным из-за того, что при этих условиях во время осаждения образуется коллоидная взвесь, препятствующая отделению порошкового продукта, для осаждения которой требуется 10-80 сут, и специальным образом организованная сушка, приводящие к укрупнению частиц.At V 1 / V 2 <1.1, the product is less dispersed due to the fact that under these conditions, a colloidal suspension is formed during the deposition, which prevents the separation of the powder product, which takes 10-80 days to precipitate, and specially organized drying leading to enlargement of particles.
Восстановление порошка гидроксида железа при температурах свыше 400оС приводит к укрупнению частиц вследствие спекания.Recovery of the iron hydroxide powder at temperatures above 400 ° C leads to a coarsening of particles due to sintering.
Предлагаемый способ позволяет увеличить дисперсность получаемого порошка в 2-20 раз по сравнению с прототипом. Кроме того предлагаемый способ характеризуется высокой скоростью, позволяет отказаться от двустадийной переработки гидроксида железа и получать чистые по примесям порошки металлического железа. The proposed method allows to increase the dispersion of the obtained powder by 2-20 times in comparison with the prototype. In addition, the proposed method is characterized by high speed, allows you to abandon the two-stage processing of iron hydroxide and get pure impurity powders of metallic iron.
Claims (3)
400oС.3. The method according to claim 1, characterized in that the restoration is carried out at 350
400 o C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93029262A RU2038195C1 (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Method for production of iron powder from hydrochloric acid pickling solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93029262A RU2038195C1 (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Method for production of iron powder from hydrochloric acid pickling solution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2038195C1 true RU2038195C1 (en) | 1995-06-27 |
| RU93029262A RU93029262A (en) | 1996-01-27 |
Family
ID=20142625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93029262A RU2038195C1 (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Method for production of iron powder from hydrochloric acid pickling solution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2038195C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003045612A1 (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-05 | Omg Americas, Inc. | Method of producing composite metal powders |
-
1993
- 1993-06-11 RU RU93029262A patent/RU2038195C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 624725, кл. B 22F 9/20, 1978. * |
| 2. Патент США N 3927173, кл. 423-142, 1975. * |
| 3. Заявка Японии N 58-53686, кл. B 22F 9/20, 1984. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003045612A1 (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-05 | Omg Americas, Inc. | Method of producing composite metal powders |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5635154A (en) | Process for producing fine metal oxide particles | |
| KR100427005B1 (en) | Spheroidally Agglomerated Basic Cobalt(II) Carbonate and Spheroidally Agglomerated Cobalt(II) Hydroxide, Process for Their Production and Their Use | |
| EP1350765B1 (en) | Method for preparing iron oxides | |
| US4289746A (en) | Process for preparation of micaceous iron oxide | |
| JPH06271316A (en) | Production of spherical coprecipitate particulate containing yt and eu and calcined particulate and phsphor | |
| JP3211215B2 (en) | Method for producing crystalline zirconium phosphate compound | |
| JPS586688B2 (en) | Method for producing black iron oxide pigment | |
| US5545386A (en) | Method for the preparation of globular particles of a rare earth oxide | |
| US4812302A (en) | Process for preparing high purity Mn3 O4 | |
| RU2038195C1 (en) | Method for production of iron powder from hydrochloric acid pickling solution | |
| EP0889005B1 (en) | Yttrium oxide-aluminum oxide composite particles and method for the preparation thereof | |
| US5665323A (en) | Preparation of ammonium rare earth double oxalates and rare earth oxides produced therefrom | |
| JPH0723217B2 (en) | Method for producing copper hydroxide | |
| RU2035263C1 (en) | Method for producing powder of iron-cobalt alloy | |
| IL25249A (en) | Process for the preparation of hydrated iron oxides | |
| US4025611A (en) | Process for obtaining hyperfine magnetite powder | |
| JPH05170425A (en) | Production of composite particle | |
| JPH0624743A (en) | Production of spherical zinc oxide powder | |
| JPH0557213B2 (en) | ||
| JPS62212224A (en) | Production of zirconia solid solution crystal fine powder | |
| JP3254693B2 (en) | Preparation of hydrated zirconia sol and zirconia powder | |
| JPH08170111A (en) | Copper powder manufacturing method | |
| JP3254694B2 (en) | Hydrated zirconia sol and method for producing the same | |
| EP0416648A2 (en) | Method of micaceous iron oxide (mio) pigment production | |
| JPS59170152A (en) | Manufacture of mica-based pearlescent pigment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090612 |