[发明专利]一种制备铁橄榄石的方法

说明书

本发明公开了一种制备铁橄榄石的方法，该方法是将Fe₃O₄、FeS和SiO₂混合球磨后，置于惰性气氛中，在1100～1600℃温度下进行一次烧结，烧结产物采用浓度为1～6mol/L的酸溶液浸出后，固液分离，固体产物置于惰性气氛中，在1000～1300℃温度下进行二次烧结，即得纯度较高、晶型较好的铁橄榄石，该方法了工艺和设备简单，条件相对温和，克服了现有方法需要采用高压高温等苛刻条件合成铁橄榄石的缺陷，对地球物理学、地质学和耐火材料学等领域的科学研究，及后期研究铜水淬渣、镍渣、烟化渣等FeO‑SiO₂系渣实现资源化利用的理论研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种铁橄榄石的制备方法，特别涉及一种在温和环境下制备高纯度铁橄榄石的方法，属于冶金工程与环境工程交叉领域。

背景技术

硅铁复合氧化物是地球地壳和地幔中普遍存在的主要成分，属于地球物理学、地质学和耐火材料学等领域的重点对象和热点，同时也是铜水淬渣、镍渣、烟化渣等FeO-SiO₂系冶炼渣中铁元素存在的主要物相。我国已积存的FeO-SiO₂系渣达到7438×10⁴t，并仍以每年300万吨左右的速度递增，该类渣中铁品位一般可达30-40％左右，远高于冶炼铁矿29.1％的平均品位，为一种潜在的铁资源，但该类渣中铁80％以上以铁橄榄石相存在，嵌布粒度极细，硅铁难以分开，致使该类硅铁复合氧化物中铁得不到合理的回收，一直作为工业不可用铁而废弃不用。

现有研究中因纯铁橄榄石原料合成条件苛刻，导致研究进展有限。在已有高温固相合成法的报道中，其合成的方法均须要求在高压高温和惰性条件下长时间保温，对设备要求极高。如Damien Daval等利用纳米级Fe₂O₃、SiO₂和Fe先在750℃和惰性气氛保温24h得到前驱体，然后在1GPa和900℃条件下保温12h得到铁橄榄石，其纯度为90％左右；石晓燕等利用分析纯Fe₂O₃、SiO₂和Fe在1350℃和惰性气氛条件保温2h得到铁橄榄石，其纯度只有70％左右。

到目前为止，还没有在常压条件下烧结制备高纯、晶型较好的铁橄榄石的相关报道。

发明内容

针对现技术中制备铁橄榄石的方法存在条件苛刻，难以获得高纯度铁橄榄石等缺陷，本发明的目的是在于提供一种对设备要求低，在温和条件下制备高纯、晶型较好的铁橄榄石方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种制备铁橄榄石的方法，该方法是将Fe₃O₄、FeS和SiO₂混合球磨后，置于惰性气氛中，在1100～1600℃温度下进行一次烧结，烧结产物采用浓度为1～6mol/L的酸溶液浸出后，固液分离，固体产物置于惰性气氛中，在1000～1300℃温度下进行二次烧结，即得。