收藏本站
《中南大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

硫铁矿烧渣制备铁黑颜料和Fe_3O_4磁粉及基础理论研究

杨喜云  
【摘要】:硫铁矿烧渣是硫酸工业的固体废弃物,硫铁矿烧渣的综合利用既消除了烧渣对环境的危害,又使废弃物资源化,充分利用了烧渣中丰富的Fe资源,具有重要的现实意义。本论文以硫铁矿烧渣为原料制备铁黑颜料,静电复印显影剂用Fe_3O_4磁粉和磁记录用包钴Fe_3O_4磁粉,着重研究了氧化沉淀法制备Fe_3O_4的反应过程、粒度和形貌的控制、Fe_3O_4的表面化学特性、表面改性及包钴磁粉的磁性能。 采用硫酸浸出硫铁矿烧渣、首次用硫铁矿精矿粉还原酸浸液、净化处理得到绿矾溶液,并浓缩、冷却结晶得到接近化学试剂纯的硫酸亚铁晶体。硫酸浸出硫铁矿烧渣中,反应温度对铁浸出率影响最大,控制反应温度115℃,硫酸浓度50%,液固比2:1,浸出4h后,铁浸取率可达90%。硫铁矿精矿粉还原酸浸液中,控制Fe~(3+)浓度1.1mol/L,液固比3:2,酸浸液氢离子浓度0.7mol/L,温度90℃,反应3h后,酸浸液中95%Fe~(3+)被还原。与铁皮法相比,降低了成本,有利于产业化。 以还原、净化所得绿矾溶液为原料,采用空气氧化法制备铁黑颜料,系统考察了工艺参数对颜料性能的影响,所制铁黑颜料达到HG/T2250-91一级品标准,超过国产722产品。在铁黑颜料制备过程中加入分散剂十二烷基磺酸钠、CMC、PVP、聚乙二醇或柠檬酸,得到高着色力铁黑颜料。表面化学特性研究表明,柠檬酸、CMC和SDS通过静电吸附和化学吸附作用使Fe+3O_4的表面电荷发生非常显著的变化,等电点向酸性方向移动,ζ电位和表面电荷密度数值增大,使铁黑颜料粒径减小,粒度分布变窄,着色力和分散性改善;聚乙二醇和PVP作添加剂形成配位键,提供位阻斥力改变ζ电位和表面电荷密度,对Fe_3O_4的粒径和分散性能产生一定影响。 首次详细研究了空气氧化法生成Fe_3O_4的反应过程。表明氧化反应受氧气的传质过程控制,对Fe(Ⅱ)为零级反应,对氧分压为0.54级,反应表观活化能为3.4KJ·mol~(-1),氧化反应发生液层中。采取分步加碱方式反应过程分三个阶段,第一阶段生成绿锈,Fe(Ⅱ)氧化生成Fe(Ⅲ),Fe(Ⅲ)水解产生H~+速度快,Fe(OH)_2溶解消耗H~+速度慢,导致pH和上清液中Fe(Ⅱ)浓度随时间增加而下降;第二阶段绿锈转化为Fe_3O_4,pH变化平缓,上清液中Fe(Ⅱ)浓度随时间增加而升高;第三阶段Fe_3O_4表面Fe~(2+)离解氧化,pH急剧下降,上清液Fe(Ⅱ)浓度随时间增加继续升高,当达到氧化前的理论值后保持不变。SEM表明,反应开始出现大量无定型和少量六方密集型绿锈颗粒,随着反应进行,绿锈不断减少,球形Fe_3O_4颗粒不断增多,粒度不断增大,过氧化,会出现少量针形颗粒。采用一次性加碱,
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X758

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 何宾宾;低品位硫酸渣中铁资源回收新技术[D];中国地质大学;2011年
2 李雁;硫铁矿废水制备铁黑颜料的研究[D];浙江工业大学;2010年
3 何卓;硫铁矿废水及处理污泥的资源化利用研究[D];浙江工业大学;2011年
4 宋芳;绿锈制备的实验与模拟[D];同济大学;2008年
5 彭映林;酸性矿山废水中Zn~(2+)、Fe~(2+)、Mn~(2+)的分离及处理新工艺研究[D];中南大学;2010年
6 张广伟;含砷硫铁矿及制酸烧渣除砷研究[D];北京有色金属研究总院;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡鸿飞,李大成,吉红兵;纳米氧化铁的制备方法及进展[J];四川有色金属;2001年01期
2 张景霞,胡学寅;新型磁性液体材料的研究与探讨[J];北京航空航天大学学报;1994年01期
3 任福民,袁伟;包钴包亚铁磁粉表面的XPS研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1995年01期
4 丁明,曾桓兴;中和沉淀法Fe_3O_4的生成过程研究[J];成都大学学报(自然科学版);1998年02期
5 陆光立,赵庆祥;磁粉活性污泥法工艺技术研究[J];城市环境与城市生态;1998年02期
6 唐浩林,潘牧,赵修建;溶胶凝胶法制备α-Al_2O_3纳米材料团聚控制研究新进展[J];材料导报;2002年09期
7 王伟,沈辉;纳米Fe_3O_4颗粒改性详析[J];材料科学与工艺;2001年04期
8 汤枫秋,黄校先,张玉峰,郭景坤;纳米ZrO_2悬浮体的表面化学特性[J];材料科学与工程;1999年03期
9 杨玉东,梁勇,线全刚;生物医用铁基磁性纳米粒子的制备、性能及应用[J];材料科学与工程学报;2004年04期
10 赖欣,毕剑,高道江,王建华;Fe_3O_4磁性流体的制备[J];磁性材料及器件;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李大成,周大利,刘恒,陈朝珍,张萍;超微粉体的制备(五)[J];四川有色金属;2000年02期
2 胡鸿飞,李大成,吉红兵;纳米氧化铁的制备方法及进展[J];四川有色金属;2001年01期
3 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的表面处理[J];四川有色金属;2003年03期
4 张萍,周大利,刘恒;微乳液法制备纳米材料[J];四川有色金属;2003年04期
5 刘兵;杜剑桥;;二氧化钛无机表面处理研究进展[J];四川有色金属;2012年01期
6 刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江;纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
7 姚成立;丁爱民;;胃蛋白酶诱导碳酸钙结晶的研究[J];安徽教育学院学报;2006年06期
8 周小丽;毕红;;磁性Fe_3O_4纳米微粒的水热合成及表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
9 吕庆荣;方庆清;刘艳美;李雁;王伟娜;尹萍;;水热法制备磁性Fe_3O_4针状纳米颗粒及亚微空心球[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年01期
10 张明刚;赵广荣;;生物相容性磁性纳米复合粒子的制备与表征[J];安徽职业技术学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 赵朝辉;姚素薇;张卫国;;纳米颗粒Fe_3O_4微粒的制备及其应用概况[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 张汉泉;;硫酸渣资源化利用实践[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
4 陈潇晶;程芳琴;;硫铁矿烧渣的资源化利用技术研究进展[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
5 邓九兰;齐书芳;岳涛;李旭;王小庆;;光气泄漏应急抢险技术研究[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 成国祥;章家泉;唐懿;沈锋;姚康德;;微乳液模板法制备无机/有机纳米复合微粒[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
7 刘广龙;;复合材料研发现状与发展动向[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
8 刘志辉;王永仙;梁宇;王旭东;;氧化凝胶去污技术初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第5册)[C];2009年
9 霍伟荣;刘家臣;于天来;王丽娟;;纳米ZrO_2在镍基电镀液中悬浮稳定性研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 王强;郭锋;胡正水;;原子转移自由基聚合方法合成两亲聚合物及其对ZrO_2粉体表面电行为的探索[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 喻伟;免疫磁珠的制备及其初步应用[D];华中农业大学;2010年
2 黄江胜;改性茶叶对工业废水的吸附性能研究[D];安徽工程大学;2010年
3 万伟;D5反胶束体系的制备及其在活性染料染色中的应用[D];浙江理工大学;2010年
4 陈凯;纳米CaCO_3改性聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李霄;过渡金属氧化物、硫化物纳米结构的形貌控制及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
6 梁春丽;5-氟尿嘧啶磁性固体脂质纳米粒的制备及其药效学研究[D];郑州大学;2010年
7 洒盼盼;稀土共发光反应的研究及其纳米材料的相转移法制备[D];山东农业大学;2010年
8 刘丹;Zn-Sb纳米膜热电材料的脉冲电化学法制备及性能研究[D];长沙理工大学;2009年
9 王志涛;利用钢厂赤泥和碱厂白泥研制燃气(H_2S)脱硫剂[D];中国海洋大学;2010年
10 洪海霞;Ag~+掺杂TiO_2薄膜在304不锈钢上的制备及其抗海水腐蚀性能研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡鸿飞,李大成,吉红兵;纳米氧化铁的制备方法及进展[J];四川有色金属;2001年01期
2 张清一;庞翠玲;欧阳欢;;聚合硫酸铁合成及影响因素的研究[J];四川有色金属;2007年04期
3 原金海;谭世语;周志明;;水热法由富锰渣制备4A分子筛工艺初探[J];安徽化工;2008年03期
4 黄平峰 ,叶海波;我国合成氧化铁颜料的生产现状及发展方向[J];中外技术情报;1996年04期
5 王利红;尹西翔;段桂兰;孙国新;徐清忠;李赛钰;;生物体砷代谢解毒机制的研究进展[J];安徽农业科学;2009年17期
6 翟斌;环境矿物材料在污染治理中的应用[J];北方环境;2005年02期
7 汪志国;鲁安怀;;矿物法治理重金属污染利弊分析[J];环境科学与管理;2007年05期
8 王全胜,刘颖,王建华,张先武;沉淀氧化法制备Fe_3O_4的影响因素研究[J];北京理工大学学报;1994年02期
9 李松波,王正德;在十二烷基磺酸钠分散体系中制备超细Fe_3O_4[J];包头钢铁学院学报;2005年02期
10 李振环,杨书益;聚四氟乙烯的性能及在包机食机中的应用[J];包装与食品机械;1990年Z1期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李德明;硫酸烧渣制备絮凝剂PPFS及在废水处理上的应用[D];合肥工业大学;2010年
2 周宏明;钛白副产硫酸亚铁制备氧化铁系颜料工艺的研究[D];湘潭大学;2001年
3 王之平;利用硫铁矿烧渣制备透明氧化铁的工艺研究[D];中南大学;2002年
4 梁海霞;硫铁矿烧渣制取高纯氧化铁红的研究[D];武汉理工大学;2003年
5 钟伟飞;石灰消化工艺参数及氢氧化钙溶解速率实验研究[D];浙江大学;2004年
6 刘进;广西大厂锡石多金属硫化矿尾矿的综合利用研究[D];昆明理工大学;2003年
7 张国娟;搅拌槽内混合过程的数值模拟[D];北京化工大学;2004年
8 张仲伟;用硫铁矿烧渣制备高纯氧化铁红新工艺的研究[D];武汉理工大学;2004年
9 陈力勤;铁氧化物纳米材料的制备及应用的研究[D];福建师范大学;2005年
10 李广战;赤泥洗液合成4A沸石的研究[D];中南大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡晓霞,史成武,戴文娟;不同碱化度聚合硫酸铁的除浊效果[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年02期
2 于尔捷,陈浩,姜安玺;用复合絮凝剂处理含乳化油废水的试验研究[J];安全与环境学报;2002年04期
3 王弘,曾桓兴,沈瑜生;氧化铁气体传感器研究I.r-Fe_2O_3微粒制备及其气敏特性[J];半导体学报;1987年01期
4 邹炳锁,张岩,肖良质,李铁津,费浩生,赵家龙,韩力;Fe_2O_3超微粒溶胶的光学非线性研究[J];半导体学报;1991年03期
5 池长青,王之珊,赵丕智,潘华;一种高性能铁磁流体密封系统的实验研究[J];北京航空航天大学学报;1989年04期
6 任福民,曾桓兴;均匀纺锤形γ-Fe_2O_3磁粉制备过程热处理工艺的研究[J];北京化工学院学报(自然科学版);1992年04期
7 袁伟;钴改性磁粉的表面活性剂处理[J];北京化工大学学报(自然科学版);1995年01期
8 张强,王化军,杨俊,段玉丰;矿物颜料改性悬浮共聚合制备色粉新工艺[J];北京科技大学学报;2001年05期
9 侯士法,黄步耕,朱志勇;二甲基二烯丙基氯化铵的合成及聚合研究[J];承德石油高等专科学校学报;2002年01期
10 熊远钦,陶莉,何造强,周宇鹏;二甲基二烯丙基氯化铵系列聚合物应用性能研究[J];日用化学工业;1999年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石荣铭,杨定明;硫铁矿废烧渣制备高纯纳米Fe_3O_4的研究[J];新技术新工艺;2004年12期
2 ;关于硫铁矿渣的利用和处理[J];化工环保;1983年01期
3 杨智宽,祁守涛;用硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁[J];湖北化工;1994年04期
4 苗兴旺;;硫铁矿烧渣的综合利用[J];化工文摘;2003年11期
5 陶颖;硫铁矿烧渣中全铁分析方法的比较与评价[J];无机盐工业;2004年05期
6 陈吉春;汤义兰;;硫铁矿烧渣制备铁蓝工艺的研究[J];矿业工程;2007年05期
7 龚竹青,郑雅杰,陈白珍,陈文汩;硫铁矿烧渣制备硫酸亚铁及效益估算[J];环境保护;2000年08期
8 邹光中,刘毅;硫铁矿烧渣酸解工艺研究[J];无机盐工业;2004年02期
9 左恕之;;从硫铁矿烧渣中回收黄金的探讨[J];湖南冶金;1982年02期
10 李导民;用硫铁矿烧渣制备铁系化工产品(下)[J];广东化工;1995年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈信华;王琼;;塑料用着色剂基本要求及其有关测试方法[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
2 张维俭;;滑石粉颜料在铜版纸中的应用研究[A];中国造纸学会第九届学术年会论文集[C];1999年
3 袁瑞红;赵传山;于冬梅;;颜料和染料在装饰纸中耐光性的对比实验[A];’2008(第十六届)全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2008年
4 李定云;林为斌;;光纤用紫外固化着色涂料的性能可靠性[A];中国通信学会2007年光缆电缆学术年会论文集[C];2007年
5 曹丽云;黄剑锋;吴建鹏;;CoO-ZnO-SiO_2陶瓷颜料的制备及表征[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2003年学术年会论文集[C];2003年
6 徐江;;溶胶凝胶法制备纳米钴蓝颜料的研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
7 滕铭辉;赵传山;;喷墨打印用墨水和喷墨打印纸的发展[A];’2008(第十六届)全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2008年
8 黄剑锋;曹丽云;沈清;;低温合成稀土La棕红色陶瓷颜料[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 夏寅;;秦俑彩绘颜料的偏光显微分析法略述[A];秦文化论丛(第十辑)[C];2003年
10 魏杰;王丽娜;李贺艳;;UV光热混杂固化体系白色粉末涂料性能的研究[A];中国感光学会第七次全国会员代表大会暨学术年会和第七届青年学术交流会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王怡;美国颜料公司投资上海江苏[N];中华建筑报;2004年
2 记者 陈红霞 张磊;朱双单:让“旭阳”照亮世界[N];安徽经济报;2009年
3 本报记者 王桦楠 于广宁;“无打扰企业”为何欢迎“打扰”[N];中国安全生产报;2005年
4 杨宏辉;朗盛提高墨粉用氧化颜料价格[N];中国化工报;2009年
5 记者 张雅诗;香港儿童为内地贫困童筹款[N];人民日报海外版;2010年
6 本报记者 王子阳 马璐;吉林馆这样建成[N];吉林日报;2010年
7 刘家聚;狠抓颜料质量 勇创产品新高[N];中国包装报;2004年
8 胡晴;美国研制可变色薄片颜料[N];中国纺织报;2006年
9 刘家聚;借得春风好登天[N];中国包装报;2005年
10 张玉梅;光,可以是一种颜料[N];光明日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨喜云;硫铁矿烧渣制备铁黑颜料和Fe_3O_4磁粉及基础理论研究[D];中南大学;2005年
2 刘昭成;硫铁矿烧渣水热法制备云母氧化铁及其基础理论研究[D];中南大学;2011年
3 王永亮;壳聚糖水凝胶诱导合成纳米Fe_3O_4及同心层状磁性水凝胶构建[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 程昌明;面向磁共振成像应用的Fe_3O_4纳米颗粒/团簇的可控制备[D];上海交通大学;2010年
5 陶可;Fe_3O_4纳米颗粒的制备、修饰与细胞转染研究[D];上海交通大学;2008年
6 黄坚;硫铁矿烧渣制备软磁用α-Fe_2O_3和磁记录材料γ-Fe_2O_3工艺及基础理论研究[D];中南大学;2008年
7 邵龙泉;SY系列复合型硅橡胶的研制及临床应用[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
8 李勇;新型黄酮希夫碱金属配合物生物活性和纳米Fe_3O_4运载Gd(Ⅲ)配合物的磁共振成像分析[D];兰州大学;2012年
9 苗雷英;磁性Fe_3O_4纳米微粒介导TRAIL基因治疗涎腺腺样囊性癌的研究[D];吉林大学;2012年
10 胡大为;弱磁场辅助氧化共沉淀合成纳米Fe_3O_4颗粒及其磁流体性质和作为传动介质的应用研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阳章友;Fe_3O_4复合纳米粒子和金纳米棒的制备与分析应用研究[D];重庆大学;2010年
2 朱王勇;凹凸棒石/Fe_3O_4/碳复合材料的制备及其对苯酚的吸附性能研究[D];合肥工业大学;2010年
3 高洋;Fe_3O_4纳米粒子/环氧树脂基复合材料的制备及导热性研究[D];武汉理工大学;2011年
4 李庆振;磁性Fe_3O_4亚微米粒子的制备、修饰及应用研究[D];中南大学;2010年
5 王伟萍;纳米Fe_3O_4协同微生物对阿特拉津和2,4—D的降解研究[D];安徽农业大学;2010年
6 黄星星;基于纳米Fe_3O_4磁流体的浆料稳定性测试系统的研制[D];华南理工大学;2010年
7 马芬;氧化物包覆Fe_3O_4磁性纳米粒子的研究[D];兰州理工大学;2011年
8 周超;表面改性纳米Fe_3O_4粒子对双分散磁流变液性能的影响[D];武汉理工大学;2010年
9 张猛;共沉淀法制备磁性液体用Fe_3O_4磁性纳米颗粒[D];北京交通大学;2011年
10 王娟;Fe_3O_4纳米材料的制备、改性及应用[D];安徽大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026