专利名称：一种用于洗涤弱磁性微粒的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种用于洗涤具有弱磁性的超细固体粒子的工艺方法。
背景技术：
在固体催化剂生产中，在纳米材料的制备中，通常采用沉淀法制备氧化物通过酸与碱，酸与盐，或碱与盐之间发生的化学反应生成沉淀，沉淀经过洗涤、固液分离、干燥等工序得到所需要的氧化物。为了提高催化剂的性能，改善氧化物材料的特性，通常需要控制沉淀条件以生成超细(几个纳米～几十个纳米)的沉淀粒子，经过处理再制得纳米氧化物。这些纳米氧化物用作制备催化剂的前驱体，或者作为特殊用途的纳米材料。超细沉淀粒子必须经过充分洗涤除去可溶性盐，超细沉淀在洗涤水中自然沉降的速度非常慢，通过传统的自然沉降洗涤方法很难将沉淀洗涤干净；采用真空转鼓过滤、带式过滤、膜分离等设备进行沉淀的洗涤，过滤介质很容易被细小的沉淀所堵塞，洗涤效率低下。
一氧化碳高温变换催化剂是目前使用最广、用量最大的一种化肥催化剂，以铁-铬系为主体。在高温变换催化剂的生产中，中和反应生成的沉淀物含有大量多余的离子，这些离子的存在可能影响催化剂的性能，需要通过洗涤去除。早期的一氧化碳高温变换催化剂制备中采用碳酸盐为沉淀剂，得到的沉淀粒子较大，洗涤容易。后来，为了改善高变催化剂的性能出现了以苛性碱或氨水为沉淀剂的制备方法，得到的沉淀粒子细小，而且通常呈胶状，采用传统的洗涤方法洗涤困难，洗涤周期长，洗涤效果差，大大增加了催化剂的生产成本，而且沉淀中的杂质洗不干净会影响催化剂的性能。采用真空转鼓过滤、带式过滤等设备进行沉淀的洗涤，过滤介质很容易被细小的沉淀所堵塞，洗涤效率低下。采用无机陶瓷膜分离洗涤的方法，可以显著缩短洗涤时间，减少洗涤的用量，但是膜表面容易被细小的固体粒子，膜的使用周期短，需要频繁再生，生产成本高。
工业废气中的氮氧化物脱除催化剂以氧化铁为主要组份，该催化剂生产过程中的得到的沉淀粒子非常细小，该沉淀具有弱磁性，用传统洗涤方法难以洗涤干净，洗涤成本高，产品质量差。
乙苯脱氢制苯乙烯过程使用铁-钾-铈体系的催化剂，传统的乙苯脱氢制苯乙烯催化剂存在活性不高、选择性差、收率低等问题，采用或加入一定量的纳米级氧化铁可以解决上述问题。纳米级氧化铁的制备需要先由铁盐与碱性沉淀剂反应得到超细沉淀粒子，再用水洗除去沉淀中的可溶性盐，最后用乙醇置换水后干燥得到纳米氧化铁。过程中的胶状超细沉淀的洗涤用常规方法难以完成。
纳米级的四氧化三钴是制备电极的良好材料，也是良好的磁性材料。纳米四氧化三钴通常采用沉淀法制备，制备过程中生成的超细沉淀粒子存在的难洗涤的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于洗涤具有弱磁性的超细粒子的工艺方法，通过磁铁产生的强磁场的作用加速洗涤水中具有弱磁性的超细固体粒子的沉降，以缩短洗涤的时间，减少洗涤溶液的用量，从而达到提高单位设备的生产能力，降低催化剂生产成本的目的。本发明的目的还在于通过磁力加速洗涤的工艺方法，提高沉淀的洗涤效果，降低沉淀中的杂质含量，以提高催化剂的综合性能。
本发明提供的洗涤方法可以通过如下工艺过程来实现(1)将通过特定的化学反应得到的含有弱磁性超细粒子的悬浮液转移到洗涤桶中，加洗涤水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)在洗涤桶下方施加强磁场，给洗涤桶中的弱磁性超细固体粒子施加向下的作用力，以加速弱磁性超细固体粒子的沉降；(3)固体微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到固体微粒洗涤合格。
为实现上述工艺方法所采用的洗涤桶上装有搅拌装置，以使洗涤水与弱磁性固体微粒充分混合，达到良好的洗涤效果。
本发明提供的洗涤弱磁性的超细固体粒子的工艺方法可以进一步通过如下工艺过程来实现(1)将通过特定的化学反应得到的含有弱磁性超细固体粒子的悬浮液转移到洗涤桶中，加洗涤水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)启动安装在洗涤桶下方的电磁铁的电源，以产生具有足够强度的电磁场，通过磁场的作用加速悬浮液中具有弱磁性的固体微粒向桶底沉降；(3)随着时间的延长，上层清液高度逐渐增加，下层固体悬浮液层高度逐渐减少，固体微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)关闭电磁铁的电源，这时电磁铁不再产生磁场，向洗涤桶中添加一定量的洗涤水，搅拌均匀后，再开启电磁铁的电源，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到固体微粒洗涤合格。
本发明提供的洗涤弱磁性的超细固体粒子的工艺方法还可以进一步通过如下工艺过程来实现(1)将通过特定的化学反应得到的含有弱磁性超细固体粒子的悬浮液转移到洗涤桶中，加洗涤水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)用升降机将永磁铁升高到与洗涤桶的底面相接触，通过永磁铁产生的高强度磁场的作用，加速悬浮液中具有弱磁性的固体微粒向桶底沉降；(3)随着时间的延长，上层清液高度逐渐增加，下层固体悬浮液层高度逐渐减少，固体微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)用升降机将永磁铁的高度降低，以使其磁力不再对洗涤桶中的弱磁性微粒发生作用，向洗涤桶中添加一定量的洗涤水，搅拌均匀后，再将永磁铁升高到与洗涤桶底面接触，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到固体微粒洗涤合格。
本发明提供的洗涤方法可以用于以硝酸法原料路线生产一氧化碳高温变换催化剂的过程中将铁的硝酸盐(硝酸铁、硝酸亚铁中的一种或两种)及铬酸酐溶于水得到混合溶液，用氨水进行中和反应，生成的氢氧化物沉淀粒子非常细小，采用传统洗涤方法难以洗涤，单位设备的生产能力低，生产成本高。由于该法制备的沉淀粒子具有弱磁性，采用本发明提供的磁力加速沉降的洗涤方法，可以有效解决其洗涤问题。
本发明提供的洗涤方法可以用于以硝酸法原料路线生产添加铜促进剂的低汽气比(或称低水碳比)一氧化碳高温变换催化剂的过程中铜促进剂可以采用硝酸盐或可溶性铜氨络合物的形式在中和反应过程中加入，或在沉淀的后处理过程中加入，其它制备过程与上述催化剂相同。
本发明提供的洗涤方法可以用于以硫酸法原料路线生产一氧化碳高温变换催化剂的过程中采用硫酸盐(可以是硫酸亚铁、硫酸铁或者硫酸亚铁与硫酸铁的混合物)和铬酸酐为主要原料，采用氨水或苛性碱(氢氧化钠或氢氧化钾)为沉淀剂，中和得到的金属氢氧化物沉淀粒子非常细小，用传统的洗涤方法难以洗涤，采用本发明提供的磁力加速沉降的洗涤方法，可以有效解决其洗涤问题。中和反应过程中或者沉淀的后处理过程中还可采用不同的形式加入其它促进剂。
本发明提供的洗涤方法还可以用于铁-锰-铜系或铁-铬-铜系氮氧化物脱除催化剂的制备中采用铁、铬、锰、铜等的硫酸盐为主要原料，采用氨水或苛性碱(氢氧化钠或氢氧化钾)为沉淀剂，中和得到的金属氢氧化物沉淀粒子非常细小，用传统的洗涤方法难以洗涤，采用本发明提供的磁力加速沉降的洗涤方法，可以有效解决其洗涤问题。
本发明提供的洗涤方法还可以用于铁-钾-铈系或铁-钾-铈-钼系乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的制备中传统的乙苯脱氢制苯乙烯催化剂存在活性不高、选择性差、收率低等问题，采用或加入一定量的纳米级氧化铁可以解决上述问题。纳米级氧化铁的制备需要先由铁盐与碱性沉淀剂反应得到超细沉淀粒子，再用水洗除去沉淀中的可溶性盐，最后用乙醇置换水后干燥得到纳米氧化铁。过程中的胶状超细沉淀的洗涤用传统的洗涤方法难以洗涤，采用本发明提供的磁力加速沉降的洗涤方法，可以有效解决其洗涤问题。
本发明提供的洗涤方法还可以用纳米级的四氧化三钴的制备中通过沉淀法得到的超细沉淀具有弱磁性，用传统的洗涤方法难以洗涤，采用本发明提供的磁力加速沉降的洗涤方法，可以有效解决其洗涤问题。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明加以详细的描述实施例1取含有100g Fe2O3的铁的硝酸盐溶液，加入12g CrO3搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+的混合溶液A，混合溶液A与适宜浓度的氨水进行中和反应，中和时间60min，中和完毕pH值6.5～7.5，老化30min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格的悬浮液经过过滤、干燥、焙烧、混合、压片等工艺制得催化剂成品。
用上述方法制备的一氧化碳高变催化剂适合在以煤、天然气、轻油、炼厂干气为原料的合成氨装置或制氢装置中使用。
对比实施例1按照实施例1通过中和反应制备含微细沉淀粒子的悬浮液，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格的悬浮液经过过滤、干燥、焙烧、混合、压片等工艺制得催化剂成品。
实施例2取含有100g Fe2O3的铁的硝酸盐溶液，加入12g CrO3搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+的混合溶液A，混合溶液A与适宜浓度的氨水进行中和反应，中和时间20min，中和完毕pH值6.5～7.5，老化20min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)在洗涤桶下方采用具有强磁场的永磁铁加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)用升降机将永磁铁的高度降低，以使其磁力不再对洗涤桶中的弱磁性微粒发生作用，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再将永磁铁位置升高，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格后过滤得到滤饼，滤饼加入一定量的硝酸铈和硝酸铜，打浆混合均匀，干燥、造粒，320℃焙烧半小时，加入一定时的石墨压片，片剂浸渍含0.8g氧化铜的铜盐溶液，于140℃±15℃烘2h，最后在420℃焙烧50min，冷却得到催化剂成品。
用上述方法制备的低汽气比一氧化碳高变催化剂适合在节能型合成氨装置中使用。
对比实施例2按照实施例2相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格的沉淀再按照与实施例2相同的方法制得催化剂。
实施例3取含有100g Fe2O3的硫酸亚铁溶液，加入12g CrO3搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+的混合溶液A，混合溶液A与适宜浓度的氨水进行中和反应，中和时间20min，中和完毕pH值6.5～7.5，老化20min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)在洗涤桶下方采用具有强磁场的永磁铁加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)用升降机将永磁铁的高度降低，以使其磁力不再对洗涤桶中的弱磁性微粒发生作用，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再将永磁铁位置升高，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格后过滤得到滤饼，滤饼加入一定量的氢氧化钾，打浆混合均匀，干燥、造粒，350℃焙烧1小时，加入一定量的石墨，压片制得催化剂成品。
用上述方法制备的一氧化碳高变催化剂适合在以煤、天然气、轻油、炼厂干气为原料的合成氨装置或制氢装置中使用。
对比实施例3按照实施例3相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格的沉淀再按照与实施例3相同的方法制得催化剂。
实施例4取含有100g Fe2O3的硫酸亚铁溶液，加入12g CrO3搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+的混合溶液A，混合溶液A与适宜浓度的氢氧化钠进行中和反应，中和时间60min，中和完毕pH值6.5～8.0，老化60min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格后过滤得到滤饼，经干燥、造粒、焙烧、压片、焙烧制得催化剂成品。
用上述方法制备的一氧化碳高变催化剂适合在以煤、天然气、轻油、炼厂干气为原料的合成氨装置或制氢装置中使用。
对比实施例4按照实施例4相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格的沉淀再按照与实施例4相同的方法制得催化剂。
实施例5取含有100g Fe2O3的硫酸亚铁溶液，加入含有1.5gCuO的硝酸铜溶液和12g CrO3，搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+、Cu2+的混合溶液A，混合溶液A与适宜浓度的氢氧化钠进行中和反应，中和时间60min，中和完毕pH值6.5～7.5，老化60min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格后过滤得到滤饼，经干燥、造粒、粒子浸渍含1.0g氧化铜的铜盐溶液，于140℃±15℃烘2h，最后在420℃焙烧60min，冷却得到催化剂成品。
用上述方法制备的一氧化碳高变催化剂适合在节能型合成氨装置中使用。
对比实施例5按照实施例5相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格的沉淀再按照与实施例5相同的方法制得催化剂。
实施例6取含有100g Fe2O3的硫酸亚铁溶液，加入12g CrO3搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+的混合溶液A，取含有2.5g MoO3的钼酸铵溶液与适宜浓度的氢氧化钠混合制成溶液B，搅拌下将溶液A加入溶液B中进行中和反应，中和时间60min，中和完毕pH值6.5～8.0，老化60min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格后过滤得到滤饼，经干燥、造粒、焙烧、压片、焙烧制得催化剂成品。
用上述方法制备的一氧化碳高变催化剂添加钼作为促进剂适合在含硫量较高的气氛下使用。
对比实施例6按照实施例6相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格的沉淀再按照与实施例6相同的方法制得催化剂。
实施例7取含有100g Fe2O3的硫酸亚铁溶液，加入含有12g MnO2的硫酸亚锰溶液，搅拌下配制成Fe2+、Fe3+、Mn2+的混合溶液A，混合溶液A与适宜浓度的氢氧化钠进行中和反应，中和时间60min，中和完毕pH值6.5～7.5，老化60min，得到带有弱磁性微细沉淀粒子的悬浮液，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格后过滤得到滤饼，滤饼采用打浆配入含有10g CuO的硝酸铜溶液，经干燥、造粒、焙烧、压片、焙烧制得催化剂成品。
用上述方法制备的催化剂用于硝酸尾气、燃煤电厂的烟气等工业废气中的NOX的还原脱除。
对比实施例7按照实施例7相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用硫酸钡溶液检验洗涤中的SO42-离子含量合格。洗涤合格的沉淀再按照与实施例7相同的方法制得催化剂。
实施例8配制一定浓度的硝酸铁溶液，以碳酸钾为沉淀剂，控制终点pH值9～10，得到胶状水合氧化铁沉淀，该沉淀带有弱磁性，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格后用乙醇充分置换其中的水，制成氧化铁醇凝胶，通过适宜的热处理得到纳米氧化铁。
纳米氧化铁可用于制备铁-钾-铈-钼系乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，该催化剂具有高活性和选择性。
对比实施例8按照实施例8相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格后用乙醇充分置换其中的水，制成氧化铁醇凝胶，通过适宜的热处理得到纳米氧化铁。
实施例9配制一定浓度的硝酸镍溶液，以氢氧化钠为沉淀剂，控制终点pH值9～10，得到胶状羟基氧化镍沉淀，该沉淀带有弱磁性，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格后用乙醇充分置换其中的水，制成羟基氧化镍醇凝胶，通过适宜的热处理得到纳米羟基氧化镍。
纳米羟基氧化镍可以用作锌镍一次电池、锌镍二次电池以及其它以镍的化合物为活性物质的电池如镉镍电池、金属氢化物镍电池、铁镍电池等的正极材料。
实施例9配制一定浓度的硝酸钴溶液，加入一定量的表面活性剂，以氢氧化钠为沉淀剂，在通入一定量的空气的条件下，控制终点pH值9～10，得到四氧化三钴沉淀，该沉淀带有弱磁性，按如下工艺过程进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)给位于洗涤桶下方的电磁铁通电使其产生强磁场，以加速弱磁性体沉淀微粒的沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)切断电磁铁的电源，以使其磁力消失，向洗涤桶中加入适量的水，搅拌均匀后，再给电磁铁通电，重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格后沉淀经过滤、干燥得到纳米氧化钴。
纳米四氧化三钴可作磁性材料，或用于制备钴酸锂电极。
对比实施例9按照实施例9相同的条件通过中和反应制得沉淀，采用自然沉降的方法进行沉淀的洗涤(1)将上述悬浮液加水稀释，充分搅拌使其混合均匀；(2)静置使洗涤桶中的沉淀在重力的作用下自然沉降；(3)沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；(4)重复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到洗涤水采用二苯胺的硫酸溶液检验洗涤中的NO-离子含量合格。洗涤合格后沉淀经过滤、干燥得到纳米氧化钴。
分别采用磁力加速沉淀洗涤方法和自然沉降方法进行沉淀的洗涤，沉淀洗涤合格时时所用的洗涤水量和洗涤时间列于下表表 沉淀洗涤需要的时间和用水量
权利要求
1.一种用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于通过磁力的作用加速具有弱磁性的超细固体粒子在洗涤液中的沉降，以实现催化剂生产中产生的超细沉淀的快速洗涤，降低产品中的杂质含量。
2.如权利要求1所述用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于它通过如下过程来实现①将含有弱磁性超细沉淀的悬浮液转移到洗涤桶中，加洗涤水稀释，充分搅拌使其混合均匀；②在洗涤桶下方施加强磁场，给洗涤桶中的弱磁性超细沉淀施加向下的作用力，以加速弱磁性超细沉淀的沉降；③沉淀微粒沉降到一定位置后排放掉上层清液；④重复复前述“稀释——沉降——排放清液”的过程，直到沉淀洗涤合格。
3.如权利要求2所述用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于洗涤桶采用不影响磁场的强度及方向的不导磁材料制造，洗涤桶内设置搅拌器以实现弱磁性微粒与洗涤溶液的均匀混合。
4.如权利要求2所述用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于强磁场是永磁铁或电磁铁，其产生的磁场强度能够对洗涤桶内处于离桶底距离为洗涤桶高度的1/3至4/5范围内的弱磁性固体微粒产生作用力。
5.如权利要求4所述用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于电磁铁采用稳定的直流电为电源，其产生的磁场为强弱和方向都基本恒定的磁场，通过电流的通断控制磁场的有无，在固体微粒沉降和排放清液期间给电磁铁通电以产生磁场，以加速洗涤液中的弱磁性固体微粒的沉降；在加洗涤液稀释及搅拌过程中切断电磁铁的电源，以便于固体微粒在没有磁力的作用下与洗涤液均匀混合。
6.如权利要求4所述用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于通过改变永磁铁与洗涤桶间的距离来增强和减弱磁力对洗涤液中弱磁性超细固体粒子的作用，在固体微粒沉降和排放清液期间通过升降机或电动马达将永磁铁移动到洗涤桶底部，以增强磁力对洗涤液中的固体微粒的作用；在加洗涤液稀释及搅拌过程中将永磁铁从洗涤桶底移开，以便于固体微粒在没有磁力的作用下与洗涤液均匀混合。
7.如权利要求2所述用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征在于对洗涤液加温到30℃～100℃，以利于包裹在固体微粒中或吸附在固体颗粒表面的可溶性盐溶解到洗涤液中去。
8.如权利要求1-7中所述的洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，其特征是弱磁性超细沉淀粒子是铁、钴、镍、铜、铬的氧化物、水合氧化物、氢氧化物或是铁、钴、镍、铜、铬氧化物、水合氧化物或氢氧化物的混合物。
全文摘要
本发明提供的是一种用于洗涤弱磁性超细固体粒子的工艺方法，在采用沉淀法制备化工催化剂或纳米材料的过程中可采用本发明，如用于含有具有弱磁性的超细铁(或钴)的氧化物(或水合氧化物，或氢氧化物)沉淀粒子的洗涤提纯。通过在洗涤桶下施加强磁场来加速洗涤桶中的弱磁性超细固体粒子在洗涤水中的沉降。本发明可以大大缩短洗涤时间，解决超细氧化物生产中的瓶颈问题；可以节省洗涤水用量，降低生产成本；同时可提高产品的纯度，优化产品的性能。
文档编号B08B3/04GK1669656SQ20041006594
公开日2005年9月21日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者魏士新, 陈长新, 蔡成伟, 吴学其, 张 杰, 祁德祥 申请人:南化集团研究院