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碳化硅微粉去除鐵雜質的5種工藝方法

發布日期: 2020-02-12 14:49:15    閱讀量(354)    作者:劉梓明

在碳化硅微粉的生產過程中,除了要去除碳雜質外,鐵也是其中必須去除的雜質之一,以下是去除鐵雜質的5種方法:

一、化學除鐵工藝——酸浸法

碳化硅微粉中的鐵雜質主要以單質鐵及其氧化物化鐵的形式存在。因為單質鐵及其三氧化鐵均溶于硫酸、硝酸、鹽酸等,生成可溶性鐵鹽通過加水洗滌可以去除。

茆福煒用鹽酸來處碳化硅微粉,通過比較鹽酸濃度及反應溫度對除鐵率的影響,最終得到鹽酸濃度在180g/L、反應溫度為80℃除鐵率最高,此條件下除鐵率可以達到93%左右。

王春利以硫酸、鹽酸、氫氟酸中的一種或者兩種作為浸取液,實驗結果表明:對于中值粒徑在0.5μm左右的碳化硅微粉,用體積比為20%的鹽酸與10%的氫氟酸混合酸,70℃的溫度下保溫3h,碳化硅微粉中的鐵雜質去除率可以達到88%。

孫毅等申報的“高鐵碳化硅微粉的處理裝備及處理方法”專利。采用將電磁除鐵得到的高鐵碳化硅微粉首先用80-90℃的水進行一定比例的造漿,待料漿攪拌均勻,加入一定的硫酸、硝酸、或者混合酸,經過4~6h的浸泡,水洗至中性,碳化硅微粉沉在料桶底部,鐵雜質則隨著清洗被除去,從而實現了碳化硅微粉與雜質鐵的分離。

傳統的化學加酸除鐵法,除鐵率高。但除鐵所產生的酸水需經過處理后方可進行排放,如處理不當易造成地下水的污染。并且經過酸洗的碳化硅微粉易產生聚集,從而不利于硅微粉的進一步處理,酸洗后的碳化硅微粉需進水洗至中性,所以洗滌也會造成大量純水的浪費。

二、物理除鐵工藝——磁選法

磁選法是利用金屬及其氧化物的磁性,周圍加入磁性原料對金屬原子施加吸引或排斥力使其他金屬原子發生-移動而脫離出碳化硅粉體的方法。根據原料的干濕分為:濕式磁選法和干式磁選法兩種。

井東輝等申報的有關碳化硅微粉的除鐵裝置專利,均是利用一級或者多級磁選設備將碳化硅微粉中的的鐵雜質與碳化硅微粉進行分離。

電磁除鐵除鐵效率、自動化程度高,符合工業生產的需求,同時可以避免大量的使用化學品,符合國家的節能、減排政策。但對于含鐵量較高或磁性較弱的鐵雜質,單純利用除鐵并不能達到工藝所要求的碳化硅純度。

三、物理一化學綜合法

由于磁選機自身除鐵能力有限,對于含鐵量高的碳化硅微粉只是通過物理法,得到的碳化硅微粉未必能夠達到預期的目的。所以可以先利用磁選法進行初步磁選,然后通過酸浸法進行二次除鐵的方法。

趙平等對陶瓷級碳化硅微粉首先利用脈動高梯度電磁磁選機進行初步的磁選,然后加入四種不同類型的酸即硫酸、鹽酸、草酸、鹽酸與草酸1:1比例混合酸作為浸取液。實驗果表明:經過初級磁選過的碳化硅微粉,經過酸濃度為12%的鹽酸與草酸1:1比例混合酸作取液進行除鐵,最終碳化硅中的鐵雜質去除率可達95%。

四、其他除鐵工藝

酸浸法和電磁除鐵是目前碳化硅微粉行業所普遍采用的除鐵方法。但縱觀其它行業卻存在著其他的除鐵方法、工藝,現列出一部分工藝以對碳化硅微粉除鐵工藝提供理論依據。

1、氧化法浸出

氧化除鐵法利用強氧化劑(次氯酸鈉、氯氣等)在水介質中將不溶于水的Fe氧化成溶于水的Fe2+,從而通過洗滌將鐵雜質除去。

2、還原法浸出

將不溶于水的三價鐵離子,還原成二價鐵離子,然后通過加純水洗滌,從而實現了鐵雜質的去除。

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