JPH01153532A - 第一鉄イオン含有酸溶液の精製方法 - 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、鉄鋼鋼材を塩酸酸洗した廃液等の、鉄イオン
、鉄塩を含む酸溶液から高純度酸化鉄を得るために、酸
溶液中の硅素分などの不純物を除去する第一鉄イオン含
有酸溶液の精製方法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

鉄鋼鋼材を塩酸酸洗した廃酸溶液には例えば下記第１表
に示すように鉄分の他に硅素分などの不純物を含んでい
る。この廃液から通常焙焼法により塩酸を回収している
。また、その際に副生ずる酸化鉄（α−ＦｅｚＯ＋）粉
を主にフェライト用酸化鉄原料として使用している。こ
の場合、副生酸化鉄には廃酸中の不純物が入り、例えば
５ｉ０２分は０．０４〜０．０６％になる。

一方、フェライト磁性材料の性能向上のためには、原料
酸化鉄に対する純度、粒度などの特性の向上が必要であ
り、特に高級ソフトフェライト用としては高純度の酸化
鉄粉が重要で、例えば硅素分は０．０１％（ＳｉＯ□と
して）以下、近年では、０．００５〜０．００７％Ｓｉ
ｎ、以下にすることが強く要望されている。

この要求に対応する方法として、従来は硫酸鉄溶液にア
ルカリ液を添加して水酸化鉄を晶出する過程で高純度化
をはかり、それを酸化加熱して高純度酸化鉄を得る方法
が主流であった。この方法は、いわゆる鉄塩の晶出操作
の繰り返しあるいは組合せにより高純度化する方法であ
る。この方法は、多くの場合、酸の回収が不可能である
。また、鉄塩の晶出操作及び酸化加熱などのため工程が
複雑であり、製造コストが高くなる問題を有する。

近年では、鋼材酸洗塩酸廃液を焙焼し、塩酸を回収する
と同時に酸化鉄を製造する安価な方法が発明されている
。この方法では、焙焼する前に廃液中の硅素分を主にＳ
ｉＯ２として除去する。

特公昭５９−７３４３９は、鋼材の塩酸酸洗廃液を限外
濾過して不純物の硅素分を除去した酸洗廃液を焙焼また
は結晶化処理して低Ｓｔ酸化鉄を得る方法を開示してい
る。しかし、限外濾過法では除去可能なシリカイオンの
粒子の大きさに限界がある。このためα−Ｆｅｚ０３中
のＳｉＯ□として０．０１％以下を安定して得るのは困
難である。また、限外濾過プロセスの原理から非常に効
率が悪く、基本的に全量を脱Ｓｉ０ｇ廃酸とすることは
できない。

また、特公昭５８−１５１３３５は、塩酸酸洗廃液にカ
チオン性高分子凝集剤を添加して硅素分（ＳｉＯ□）を
凝集させて限外濾過分離する方法を開示している。この
場合も上述のものと同様に効率の悪さが残る。

更に、特開昭５１−１４８９８は、酸洗廃酸中にアルカ
リ溶液を添加して中和反応を施し、水酸化第一鉄あるい
は水酸化第二鉄の単体あるいは混合物を生成させ、これ
で硅素を共沈させた後濾別する方法を開示している。こ
の方法では硅素の共沈効率が悪く、水酸化鉄を８〜１０
％生成する必要があり、その損失が大きい等の欠点があ
る。

このように鋼材酸洗廃液中の硅素分を主体とする不純物
を十分に除去できる効率的で、経済的な方法は依然確立
されていない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、廃液
中のＳｉＯ□分を３〜４　ｐｐｍ以下に低減できると共
に、Ｃｒ、Ａｊｌ！、Ｔｉ等の他の不純物の除去或いは
増加防止が可能であり、しかも、高い効率で全量処理が
可能な第一鉄イオン含有酸溶液の精製方法を提供するも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第１鉄イオンを５ｗｔ％以上含有する酸溶液
にＡ７！、　Ｃｒ、　　Ｖ、　　Ｂ、　Ｚｎの各金属ま
たは該金属の酸溶液の何れか１種または２種以上を添加
して均一に溶解した後、これにｐＨが３．５〜６の範囲
内になるようにアルカリ液を添加して添加元素の水酸化
物を晶出させ、次いで、これにアニオン凝集剤、ノニオ
ン凝集剤の１種または２種を添加して晶出した前記水酸
化物を凝集させて沈降分離することを特徴とする第一鉄
イオン含有酸溶液の精製方法である。

ここで本発明の原理は、酸溶液中でｐＨの変化に対して
著しい溶解度変化を示し、しがも残留溶解度の非常に小
さい金属あるいはその溶液を酸溶液中に添加することと
、そのｐＨ操作の組合せによる不純物の共沈分離にある
。

また、本発明は、基本的に次の３つの主な工程に大別さ
れる。すなわち、第１の工程は、第１鉄イオンを含む酸
溶液である例えば鋼材の塩酸酸洗廃液に、金属アルミニ
ウム、クロム、バナジウム、ポロン、亜鉛又はその酸溶
液の１種又は２種以上を適正量添加して均一な溶解状態
とするものである。

第２工程は、第１工程で得た液にアルカリを添加してこ
れをそれぞれの添加元素に適したｐＨに中和し、添加元
素の水酸化物（例えばＡ１（ＯＨ）：＋。

Ｃｒ　（ＯＨ）　：ｌなど）を晶出させる。この晶出反
応は、溶液中に懸濁あるいは溶解している不純物微粉子
あるいは酸化物イオン（例えば、Ｓｔｏｗ。

（ＳｉＯ４−Ｌ、＋−ｓなど）を核として、進行し、同
時にこれらを捕捉重合させる。この中和は、鉄の水酸化
物の生成しないｐＨ＝６以下が望ましくｐＨ・３．５〜
６の範囲内で行う。

第３工程は、第２工程で得た液にアニオン系、ノニオン
系の高分子凝集剤の１種または２種を添加して、微細な
コロイド状の晶出粒子を凝集させて粗大化し、液から分
離するものである。

〔作　用〕

本発明方法によれば、酸溶液中で水酸化物塩の晶出反応
を行わせるので、酸溶液中に浮遊している微細なコロイ
ド状シリカ及びイオン粒子（（ＳｉＯ４−）　−、ｎ　
＝　１〜５　）を核としたり、吸着したりして晶出物内
に捕捉する。このため、廃液中のＳｉＯ□分を３〜４　
ｐｐｍ以下に低減できると共に、Ｃｒ　ｒ　Ａ　１　ｒ
　Ｔ　ｉ等の他の不純物の除去或いは増加防止が可能で
あり、しかも、高い効率で全量処理が可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図は、本発明を適用した実施例１の工程を示す説明
図である。まず、鋼材酸洗槽１から排出された酸洗廃液
２を中継タンク３を経て、回分的に反応槽４に所定量導
入する。次いで、添加金属５及び鋼材層６を反応槽４に
装入する。この添加及び装入量は目標不純物除去率、中
和反応目標ｐＨおよび、廃液中残留フリー−ＨＣ１ｇに
よって決める。また、溶解反応を効率良く行うためには
廃液温度を６０℃以上に保つ事が望ましい。次に反応槽
４内の液が均一に溶解してそのｐＨ値を確認した後、こ
の液をポンプ７により、次の攪拌機９を有する反応槽８
に移送する。この反応槽８にて、先づアルカリ液１０を
添加し、所定のｐＨ値（３，５〜６）にする。この過程
で添加金属５の晶出反応と同時に不純物の捕捉が行われ
る。この反応を効率良く行う条件としては、速やかな均
一攪拌と４０〜６０℃の温度保持が重要である。次に、
晶出が十分に進行した後、攪拌機９の動きをゆるやかに
してから、凝集剤１１を添加金属量及び液の量に比例し
た所定量だけ添加して、晶出物の凝集粗大化を十分に行
う。この後、攪拌機９を停止して２〜３時間静止して凝
集物の沈降を十分に行ってから上澄液をポンプ１２にて
貯槽１３に送る。

以上の操作を回分的に繰りかえして、貯槽１３に上澄液
を十分留めたところで、これを塩酸回収装置１４に送り
塩酸回収と高純度酸化鉄の製造を行う。

第２表は実施例１で行った不純物除去処理の結果例を示
している。この第２表から添加元素の残留はほとんどな
く、硅素骨等は十分に低下していることが分る。

なお、上述の操作で、反応槽８内で凝集物の沈降を行わ
せる部分は効率を良くするために直接濾過分離装置ある
いは、遠心分離機に送って処理することも可能である。

実施例−２ 第２図は、連続的処理装置を用いた実施例２の工程を示
す説明図である。この実施例２では、鋼材酸洗槽１の液
の変動に対して十分に対応し、安定した不純物除去処理
ができるように鋼材層反応中和Ｎ４′を設け、ｐＨをほ
ぼ一定にした後の液流量に比例して、添加金属量５及び
凝集剤量１１の供給が制御できるようにし、しかも添加
金属量５の制御が容易で、これらの均一化を容易にする
ためにあらかじめ金属を酸に溶解した溶液の状態で添加
する。また、晶出反応層８′と凝集反応Ｎ８“を分離し
ている。これら以外の点は実施例１と同様に行った。

この実施例２による操業結果例を第３表に示す。

第３表から明らかなように硅素骨等は十分に低下してい
ることが分る。

第　　　　３　　　　表 ＊精製を行わない場合の塩酸回収率＝９６％〔発明の効
果〕 以上説明したように、本発明方法によれば鋼材酸洗廃液
等第１鉄イオンを含む酸溶液に、ＡＡ。

Ｃｒ、　　Ｖ、　　Ｂ、　Ｚｎの金属またはこの金属を
溶解した酸溶液を添加した後、アルカリ液を添加してｐ
Ｈを３．５〜６の範囲内にして、添加金属の水酸化物塩
を酸溶液内で生成させることにより酸溶液中の不純物の
捕捉除去を行ない硅素骨（ＳｉＯ□）を２〜３　ｐｐｍ
以下に低減できる。また、ｉｔ、　Ｔｉ、　Ｃｒ、　Ｐ
ｂ、　　Ｖ＋等の不純物の低減も進行させて、酸溶液か
ら高純度の酸化鉄を副生できる等効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した実施例１の工程を示す説明
図、第２図は、本発明を適用した実施例２の工程を示す
説明図である。 １・・・鋼材酸洗槽、２・・・酸洗廃液、３・・・中継
タンク、４・・・反応槽、５・・・添加金属、６・・・
鋼材層、７・・・ポンプ、８・・・反応槽、９・・・攪
拌機、１０・・・アルカリ液、１１・・・凝集側、１２
・・・ポンプ、１３・・・貯槽、工４・・・塩酸回収装
置、１５・・・沈降槽。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１鉄イオンを５ｗｔ％以上含有する酸溶液に、Ａｌ、
   Ｃｒ、Ｖ、Ｂ、Ｚｎの各金属または該金属の酸溶液の何
   れか１種または２種以上を添加して均一に溶解した後、
   これにｐＨが３．５〜６の範囲内になるようにアルカリ
   液を添加して添加元素の水酸化物を晶出させ、次いで、
   これにアニオン凝集剤、ノニオン凝集剤の１種または２
   種を添加して晶出した前記水酸化物を凝集させて沈降分
   離することを特徴とする第一鉄イオン含有酸溶液の精製
   方法。