JPH0264024A

JPH0264024A - 第一鉄塩水溶液の精製方法

Info

Publication number: JPH0264024A
Application number: JP21437988A
Authority: JP
Inventors: Masao Tsuzaki; 津崎　昌夫; Takashi Takagi; 高木　堅志; Fumiaki Yoshikawa; 文明吉川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-05

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、鋼板等の鋼材の酸洗廃液から不純物の少ない
第一鉄塩水溶液を精製する技術に関する。

〈従来の技術〉鉄鋼板の酸洗廃液として発生する第一鉄塩水溶液は、通
常ＳｉＯ２，ＡＪ２、Ｃｒ、Ｔｉ。

Ｃｕ、Ｃａ、Ｎａ等の不純物を含有しており、例えばこ
の廃液を焙焼して酸化鉄を生成する際、これらの不純物
が酸化鉄中に残存し、そのためこの生成酸化鉄をフェラ
イト原料用として使用したとき、その磁気特性を低下さ
せる原因となる。

従来、鋼材の酸洗廃液に含有される不純物の量を低減す
るのに、主に脱Ｓｉｎ、を目的として、例えば特開昭５
８−１５１３３５号公報に示すように凝集剤−濾過分離
の方式が利用されているが、強酸性条件下での凝集効果
は十分でなく、またＳ　ｔ　Ｏ２以外の不純物成分の除
去率は小さいという問題点があった。

一方、原料となる第一鉄塩水溶液中の遊離酸を鉄および
鉄化合物、あるいはアルカリで中和してｐＨを上げ、凝
集効果を高めるもの（例えば、特開昭６１−２５６９２
５号公報、特開昭６０−６５７０９号公報参照）や、原
料液中に少量存在する３価の鉄（Ｆ　ｅ　”）をアルカ
リで中和してＦｅ　（ＯＨ）３を沈殿させ、それに不純
物を共沈除去する方法（例えば、特公昭６０−８９７９
号公報参照）が提案されている。　また、例えば、特公
昭６３−１００９８号公報においてはｐＨを４〜５に調
整した後、水酸化アルミニウムコロイド粒子を添加して
原料液中の５ｉ０２を吸着凝集し濾過する方法が提案さ
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉前述のような部分中和による凝集分離・共沈分離につい
ては以下のような問題点がある。

即ち、凝集剤による凝集分離のみでは５ｉ０２以外の不純物の除去効果が小さく、アルカリ中
和による共沈分離では中和に利用したアルカリから精製
液中にＮＨ４、Ｎ　ａ　”Ｃａ’＋等が混入する。　仮
にこれらを熱焙焼して酸化鉄と酸（塩酸、硫酸等）を回
収する場合、副生酸化鉄および回収酸中にこれらが不純
物として残存することになり、それらを除去することは
容易ではない。

一方、鉄および鉄化合物を用いてｐＨを上昇させれば、
不純物は系内に残らないが、沈殿を生成するｐＨ領域ま
で調整するのに高温・長時間を要する。　また、鉄（Ｆ
ｅ）による還元反応（２／３Ｆｅ”＋１／３Ｆｅ−＊Ｆ
ｅ”）が迅速に進行するため、原料液中のＦｅ”が消費
され、Ｆｅ（ＯＨ）、の沈殿生成は困難となる。

従って、アルカリで中和共沈（沈殿物：Ｆｅ（ＯＨ）ｓ
　）させる場合と比べて操作ｐＨ域を高くする必要があ
り、遊離酸を完全中和するために、表面積の大きい、例
えば還元鉄粉（アトマイズ鉄粉）等を過剰に使用しなけ
ればならなくなり、不経済である。　また、安価なくず
鉄（スクラップ）では、化学反応性に劣り、沈殿の生成
するｐ）Ｉ領域まで遊離酸を消費し得ない。

また、前記水酸化アルミニウムコロイド粒子に吸着させ
る方法においては、溶出しないＰＨ領領域ｐＨ４〜５）
まで、原料液中に不純物を加えずに中和する操作が困難
であり、ｐＨが下がるとＡｆｔが液中に溶解するという
欠点がある。

本発明は、上記問題点を解消し、鋼板等の酸洗廃液から
安価に精製第一鉄塩水溶液を製造する技術を提供するこ
とを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉本発明者等は、安価な第一鉄塩水溶液の精製方法につい
て鋭意研究を重ねた結果、水酸化第二鉄を吸着剤として
添加使用することにより、不純物を効果的に除去できる
ことを見いだし、本発明を完成するに至った。

即ち、上記目的を達成するために本発明によれば、第一
鉄塩水溶液をｐＨ１〜４に調整した後、水酸化第二鉄粒
子を原料に対して鉄比で０．５〜１５ｗｔ％を添加して
接触させ、水酸化第二鉄粒子表面に不純物を吸着させた
後、凝集濾過することを特徴とする第一鉄塩水溶液の精
製方法が提供される。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明者等は、水酸化第二鉄の以下の特性に着目した。

　即ち、構造上多孔質であり表面積が大きいこと、また
液中で正帯電しているため、シリカ（Ｓｉｆｔ）の単量
体、重合体（コロイダルシリカ）のように負帯電で存在
する物質を電荷的に中和凝集させる（ゼータ電位を低下
させる）作用があること、凝集性を有し、沈降分離性に
すぐれていること等である。

一方、原料である第一鉄塩水溶液は通常遊離酸を有して
おり、ｐＨが１未満の強酸性状態であることが多いから
水酸化第二鉄が溶出しないようにｐＨを１以上に調整し
ておく必要があるが、このｐＨ域の調整は、安価なくず
鉄（スクラップ）による中和で容易に達成される。

なお、ｐＨが４を超えると第一鉄塩水溶液中の鉄分（Ｆ
　ｅ　”）の沈殿が一部生成するためＦｅロスとなって
好ましくない。　安価なスクラップによる中和でｐＨ４
以上まで上げるのは、技術的にも難しい。　コスト高と
なるＦｅ粉等の表面積の大きな物質が必要である。

吸着剤としては、Ａ　ｆＬ”　　Ｃｒ　”等の水酸化物
も吸着力をもつが、前述の通り溶解に関する耐酸性でＦ
ｅ”″に劣り、それ自身が不純物として溶出し易く、操
作条件として高ｐＨ域が要求される等の欠点がある。

Ｆｅ　（ＯＨ）、コロイド粒子表面に吸着凝集して除去
される不純物としてはＳｔＯ。

の他に、Ｃｒ、Ａｌ２、Ｔｉ、Ｃｕ等の金属類がある。

　これらの金属類はいずれもｐＨ酸性域（ｐＨ３〜５）
で沈殿を生成するものであり、水酸化物として共沈除去
される。

Ｆｅ　（ＯＨ）、は固体あるいはスラリーとして添加し
、添加するＦｅ（ＯＨ）ｓの量は、原料液中のＦｅに対
してＦｅ比で０．５〜１５ｗｔ％であり、好ましくは２
〜１０ｗｔ％程度である。　０．５ｗｔ％未満では不純
物の精製除去効果が小さく精製液の純度低下をもたらし
、また１５ｗｔ％超では本発明による効果は得られるが
添加効果として比例しないので経済的でない。

Ｆｅ　（ＯＨ）、　　の接触時の温度条件は任意に設定
可能である。　また、接触時間はＦｅ（ＯＨ）３コロイ
ド粒子が原料液中に分散すればよく、１０〜３０分程度
の撹拌で充分である。

接触後は主にアニオン性高分子凝集剤で凝集させ、濾過
分離する。　なお、Ｆｅ　（ＯＨ）３と凝集剤との添加
順序は、いずれが先でも、また同時でもよい。

濾過は通常の濾過手段、例えば減圧吸引濾過、フィルタ
ープレス、プレコート加圧濾過等いずれでもよく、また
限外濾過も可能である。

濾過ケーキは系外に排出する。

このように本発明方法によれば系内にアルカリを加える
ことなく、水酸化第二鉄の吸着精製効果を利用して不純
物を効率良く系外へ排出できる。

本発明が適用される原料は、前述の鋼板酸洗廃液の他に
、チタン白製造廃液等が挙げられるが、特に噴露焙焼プ
ロセスが広く利用されている塩化第一鉄廃液の前処理法
として有効である。　もちろん、硫酸第一鉄廃液にも適
用でき、この場合は、主に湿式酸化工程または結晶化・
焙焼工程を経て純度の高い酸化鉄の生成が可能である。

以下に本発明の具体例な実施フローの１例を第１図に基
づいて説明する。

原料第一鉄塩水溶液を溶解装置１に導入し、金属Ｆｅ（
スクラップ）を加えて中和してｐＨ１〜４とした後、吸
着分離槽２へ装入する。　吸着分離槽２内で、吸着剤（
精製Ｆｅ（ＯＨ）３粒子）および高分子凝集剤を加え混
合する。　次に不純物を吸着したＦｅ（ＯＨ）３粒子を
シックナー３で濃縮し、フィルターブレス４で脱水分離
して、ケーキとして系外へ排出する。　一方、シックナ
ー３からの清澄液は、フィルター５を経由して精製第一
鉄塩水溶液を得る。　さらに、必要に応じて噴霧焙焼炉
６で焙焼され、純度の高い酸化鉄を生成することができ
る。

〈実施例〉以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１〜３）表２に示すような鋼板塩酸酸洗廃液（Ｔ−Ｆｅ＝２４０ｇ／ｌ　：　Ｆｅ”＝２００ｇ／Ｉ
Ｌ、Ｆｅ”＝４０８／ｆｌ）に、鉄くず（スクラップ片
）を理論消費量の５倍以上を充てんした。　バッチ式溶
解槽内で８０℃、４ｈｒ撹拌し、Ｆｅ’＋を全量還元す
るとともに、溶存する遊＠ＨＣＪＩを中和して、ｐＨを
１．５および２．０に調整した。

次に、あらかじめ精製したＦｅ（ＯＨ）ｓスラリーを原
料液中のＦｅに対してＦｅ比で２ｗｔ％、１０ｗｔ％と
なるように添カロし、さらにアニオン性高分子凝集剤（
片山化学工業：フロフランＡ−５０）を原料液に対して
ｔｏｍｇ／Ｊ２の割合で加えて、１０分間撹拌した後、
静置、沈降分離し、ケーキを脱水分離した。

一方、上澄液は、１μｍのフィルターで濾過し、清澄液
として精製Ｆ　ｅ　Ｃ１２水溶液を回収した。

実施例１〜３の各操作条件を表１、得られた精製ＦｅＣ
ＩＬ、　　液の成分分析値を表２に示す。

（比較例１および２）実施例１〜３と同じ原料液を用い同じ条件、で鉄くずを
充てんして撹拌し、Ｆｅ（ＯＨ）＊スラリーを利用せず
、ｐＨ調整と凝集剤のみ、あるいは凝集剤のみの手段で
精製した。　各操作条件を表１、得られた精製Ｆｅ　Ｃ
ｕ２液の成分分析値を表２に示す。

これにより、実施例１〜３と比べて精製効果が劣ること
が明らかである。

〈発明の効果〉本発明は、以上説明したように構成されているので、安
価に精製第一鉄塩水溶液を製造することが可能となり、
これを液体として利用する他、さらに焙焼処理すること
でフェライト原料として有用な純度の高い酸化鉄を得る
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法に用いる装置の１例を示すフ
ロー図である。符号の説明１・・・溶解装置、２・・・吸着分離槽、３・・・シックナー４・・・フィルタープレス、５・・・フィルター６・・・噴露焙焼炉実施条件分析結果′３叩Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第一鉄塩水溶液をｐＨ１〜４に調整した後、水酸
化第二鉄粒子を原料に対して鉄比で０．５〜１５ｗｔ％
を添加して接触させ、水酸化第二鉄粒子表面に不純物を
吸着させた後、凝集濾過することを特徴とする第一鉄塩
水溶液の精製方法。