一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氧化鐵紅制備領(lǐng)域，尤其涉及一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，包括：步驟一、將稱取的工業(yè)級石灰均勻緩慢加入清水中，控制攪拌速度為30～42r／min，將得到的石灰漿靜置4～8h，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑；步驟二、將得到的晶型促進劑加入晶種制備反應(yīng)槽中，再加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，均勻緩慢加入氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)的pH值為9～10，空壓機供空氣進行氧化反應(yīng)，得到氧化鐵紅晶種；步驟三、將得到的氧化鐵紅晶種進行二步氧化，過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。本發(fā)明提供了一種工藝簡單、易于實現(xiàn)、環(huán)境污染小、安全隱患低的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法。
【專利說明】—種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氧化鐵紅制備領(lǐng)域，尤其涉及一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法。
【背景技術(shù)】[0002]目如，處理欽白副廣品硫酸亞鐵最行之有效的辦法是用于制備氧化鐵系列顏料，每生產(chǎn)一噸氧化鐵系列顏料可消耗約4噸鈦白副產(chǎn)品硫酸亞鐵。
[0003]氧化鐵紅是一種常見的無機顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、建材、塑料、電子等領(lǐng)域，鈦白副產(chǎn)品硫酸亞鐵制備氧化鐵紅主要有以下兩種方法:
[0004]I)干法(綠礬煅燒法):該法以凈化除雜后的鈦白副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料經(jīng)高溫煅燒得氧化鐵紅。
[0005]干法制備氧化鐵紅優(yōu)點在于產(chǎn)品呈球狀顆粒，分散性好，但存在色澤暗淡、著色力差、生產(chǎn)成本高、能耗大、污染大等問題。
[0006]2)濕法(空氣氧化法):該法先以凈化除雜后的鈦白副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料制備晶種，再以凈化除雜后的鈦白副產(chǎn)品硫酸亞鐵為反應(yīng)介質(zhì)進行二步氧化得氧化鐵紅。
[0007]濕法制備氧化鐵紅優(yōu)點在于產(chǎn)品色澤鮮艷、著色力好、生產(chǎn)成本低、能耗小、污染小，但存在分散性差、吸油量偏高、單組鐵紅產(chǎn)量低、晶種制備成本高等問題。
[0008]濕法制備氧化鐵紅產(chǎn)品質(zhì)量好壞、產(chǎn)量高低與晶種制備密切相關(guān)。
[0009]在以欽白副廣品硫酸亞鐵為原料，濕法制備氧化鐵紅的工藝中，晶種制備方法有以下幾種:中國專利CN1415665A公開了一種鈦白廢副硫酸亞鐵生產(chǎn)氧化鐵紅顏料的方法，該法采用低濃度亞鐵溶液氨中和制得氧化鐵紅晶種。中國專利CN1699477A公開了一種硫酸晶種混酸法氧化鐵紅制備方法及其產(chǎn)品，該法采用低濃度亞鐵溶液氫氧化鈉中和制得氧化鐵紅晶種。中國專利CN102649588A公開了一種用鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵生產(chǎn)氧化鐵紅的方法，該方法采用鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵投加氨水及可溶性氟化物制得鐵紅晶種。這些方法存在的問題是:采用工業(yè)氨制備氧化鐵紅晶種，生產(chǎn)成本高，廢水中含有氨氮，難以徹底處理，易形成二次污染，且工業(yè)氨是高壓易爆?；锲?，在運輸和使用過程中存在較大的安全隱患；采用氫氧化鈉制備氧化鐵紅晶種，生產(chǎn)成本較高，單組鐵紅產(chǎn)量低，產(chǎn)品吸油量高，型號單一，且氫氧化鈉是腐蝕性?；锲罚谑褂眠^程中存在較大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，目的在于提供的一種工藝簡單、易于實現(xiàn)、環(huán)境污染小、安全隱患低的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法。
[0011]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0012]一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一、將稱取的工業(yè)級石灰均勻緩慢加入清水中，在加入過程中控制攪拌速度為30~42r / min，將得到的石灰漿靜置4~8h，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑；
[0014]步驟二、將步驟一得到的晶型促進劑加入晶種制備反應(yīng)槽中，再加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，均勻緩慢加入氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)的pH值為9~10，空壓機供空氣進行氧化反應(yīng)，得到氧化鐵紅晶種；
[0015]步驟三、將步驟二得到的氧化鐵紅晶種進行二步氧化，過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。
[0016]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟一具體包括:
[0017]a.向晶型促進劑制備槽中加入18.5m3的清水；
[0018]b.稱取235kg含量為80 %的工業(yè)級石灰；
[0019]c.將b步稱取好的工業(yè)級石灰均勻緩慢的加入晶型促進劑制備槽中，該加料過程持續(xù)10~20min,控制攪拌速度為30~36r / min攪拌5~IOmin,然后控制攪拌速度為38~42r / min繼續(xù)攪拌12~18min,所述晶型促進劑制備槽置于6~9°C的低溫封閉箱中進行反應(yīng)；
[0020]d.c步結(jié)束5min后停攪拌；
[0021 ] e.將d步得到的石灰漿靜置4_8h，調(diào)節(jié)所述低溫封閉箱的溫度為I~:TC，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑。
[0022]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟二中在加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液前攪拌晶型促進劑10~20min，攪拌速度為30~42r / min。
[0023]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟二中加入氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)終點的pH值為8。
[0024]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟二中控制空氣流量為30~40m3 / min，氧化反應(yīng)時間為40~60min。
[0025]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中持續(xù)加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽進行二步氧化。
[0026]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中加入濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)體系的pH值為4。
[0027]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，加入硫酸后蒸汽加熱至85°C。
[0028]優(yōu)選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中控制空氣流量為450m3 / h，氧化時間為40h以上。
[0029]本發(fā)明所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法在晶種制備過程中引入工業(yè)級石灰CaO起了晶型促進劑和代替部分氫氧化鈉溶液的作用，且在晶型促進劑制備過程中控制攪拌速度和反應(yīng)溫度，有利于CaO的充分快速乳化，同時CaO的加入有利于細化晶種，提高晶種制備溫度，減少氧化鐵紅產(chǎn)品水合鐵含量。本發(fā)明工藝簡單、易于實現(xiàn)、環(huán)境污染小、安全隱患低，且得到的氧化鐵紅產(chǎn)品吸油量低，水合鐵含量低，顏色鮮艷，分散性好，單組氧化鐵紅產(chǎn)量高，生產(chǎn)成本低。采用本發(fā)明所述的方法制備的氧化鐵紅晶種可生產(chǎn)顏色較淺，價格更高的氧化鐵紅產(chǎn)品，解決了濕法液堿制備氧化鐵紅產(chǎn)品單一的問題。【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法流程圖?！揪唧w實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明提供一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，包括以下步驟:
[0033]步驟一、將稱取的工業(yè)級石灰均勻緩慢加入清水中，在加入過程中控制攪拌速度為30~42r/min，將得到的石灰漿靜置4~8h，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑；
[0034]步驟二、 步驟一得到的晶型促進劑加入晶種制備反應(yīng)槽中，再加入1500~2300kg凈化除雜的濃度為400~480g / L的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續(xù)20~40min，補加清水，調(diào)節(jié)溶液體積為22~25m3，均勻緩慢加入I~1.3m3濃度為30%的氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)的pH值為9~10，該加料過程持續(xù)10~20min，空壓機供空氣進行氧化反應(yīng)，得到氧化鐵紅晶種；
[0035]步驟三、將步驟二得到的氧化鐵紅晶種進行二步氧化，過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。
[0036]引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的反應(yīng)式如下:
[0037]CaCHH2O=Ca (OH) 2
[0038]FeS04+Ca (OH) 2=Fe (OH) 2+CaS04
[0039]FeS04+2Na0H=Fe (OH) 2+Na2S04
[0040]4Fe (OH) 2+02=4 y _Fe00H+2H20
[0041 ]晶種轉(zhuǎn)化:4 y -FeOOH — 2α -Fe2O3.x H2O (晶種)+2H20
[0042]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟一具體包括:
[0043]a.向晶型促進劑制備槽中加入18.5m3的清水；
[0044]b.稱取235kg含量為80 %的工業(yè)級石灰；
[0045]c.將b步稱取好的工業(yè)級石灰均勻緩慢的加入晶型促進劑制備槽中，該加料過程持續(xù)10~20min,控制攪拌速度為30~36r / min攪拌5~IOmin,然后控制攪拌速度為38~42r / min繼續(xù)攪拌12~18min,所述晶型促進劑制備槽置于6~9°C的低溫封閉箱中進行反應(yīng)；
[0046]d.c步結(jié)束5min后停攪拌；
[0047]e.將d步得到的石灰漿靜置4_8h，調(diào)節(jié)所述低溫封閉箱的溫度為I~:TC，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑。
[0048]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟二中在加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液前攪拌晶型促進劑10~20min，攪拌速度為30~42r/min。
[0049]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟二中加入氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)終點的pH值為8。
[0050]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟二中控制空氣流量為30~40m3 / min，氧化反應(yīng)時間為40~60min。[0051]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中持續(xù)加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽進行二步氧化。
[0052]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中加入濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)體系的pH值為4。
[0053]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，加入硫酸后蒸汽加熱至85℃
[0054]所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中控制空氣流量為450m3 / h，氧化時間為40h以上。
[0055]實施例1
[0056]步驟一、制備晶型促進劑
[0057]a.向晶型促進劑制備槽中加入18.5m3的清水；
[0058]b.稱取235kg含量為80 %的工業(yè)級石灰；
[0059]c.將b步稱取好的工業(yè)級石灰均勻緩慢的加入晶型促進劑制備槽中，該加料過程持續(xù)IOmin,控制攪拌速度為30r / min攪拌5min,然后控制攪拌速度為38r / min繼續(xù)攪拌12min，所述晶型促進劑制備槽置于6°C的低溫封閉箱中進行反應(yīng)；
[0060]d.c步結(jié)束5min后停攪拌；
[0061]e.將d步得到的石灰漿靜置4h，調(diào)節(jié)所述低溫封閉箱的溫度為1°C，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑；
[0062]步驟二、引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅晶種
[0063]a.向晶種制備反應(yīng)槽中加入第一步制備的晶型促進劑；
[0064]b.開攪拌,攪拌速度為30~42r / min, IOmin后停攪拌；
[0065]c.向晶種制備反應(yīng)槽中均勻緩慢的加入1500kg凈化除雜后的濃度為400g / L的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續(xù)20min ；
[0066]d.補加清水，調(diào)節(jié)溶液體積為22m3 ;
[0067]e.均勻緩慢的加入Im3濃度為30%的氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)pH值為9，終點pH值為8，該加料過程持續(xù)IOmin ；
[0068]f.啟動空壓機供空氣，空氣流量為30m3 / min ；
[0069]g.氧化反應(yīng)40min，待溶液顏色轉(zhuǎn)為棕紅色，晶種制備完成；
[0070]步驟三、二步氧化制備氧化鐵紅
[0071]將第二步制備的氧化鐵紅晶種注入二步氧化桶，加入濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)體系pH=4，蒸汽加熱至85°C，以450m3 / h的流量鼓入空氣，持續(xù)加入凈化除雜后的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽，進行二步氧化，氧化時間不小于40h，氧化結(jié)束后進行過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。
[0072]實施例2
[0073]a.向晶型促進劑制備槽中加入18.5m3的清水；
[0074]b.稱取235kg含量為80 %的工業(yè)級石灰；
[0075]c.將b步稱取好的工業(yè)級石灰均勻緩慢的加入晶型促進劑制備槽中，該加料過程持續(xù)15min,控制攪拌速度為33r / min攪拌8min,然后控制攪拌速度為40r / min繼續(xù)攪拌15min，所述晶型促進劑制備槽置于8°C的低溫封閉箱中進行反應(yīng)；[0076]d.c步結(jié)束5min后停攪拌；
[0077]e.將d步得到的石灰漿靜置6h，調(diào)節(jié)所述低溫封閉箱的溫度為2V，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑；
[0078]步驟二、引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅晶種
[0079]a.向晶種制備反應(yīng)槽中加入第一步制備的晶型促進劑；
[0080]b.開攪拌,攪拌速度為30~42r / min, 15min后停攪拌；
[0081]c.向晶種制備反應(yīng)槽中均勻緩慢的加入2000kg凈化除雜后的濃度為450g / L的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續(xù)30min ；
[0082]d.補加清水，調(diào)節(jié)溶液體積為24m3 ;[0083]e.均勻緩慢的加入1.15m3濃度為30%的氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)pH值為9.5，終點PH值為8，該加料過程持續(xù)15min ；
[0084]f.啟動空壓機供空氣，空氣流量為35m3 / min ；
[0085]g.氧化反應(yīng)50min，待溶液顏色轉(zhuǎn)為棕紅色，晶種制備完成；
[0086]步驟三、二步氧化制備氧化鐵紅
[0087]將第二步制備的氧化鐵紅晶種注入二步氧化桶，加入濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)體系pH=4，蒸汽加熱至85°C，以450m3 / h的流量鼓入空氣，持續(xù)加入凈化除雜后的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽，進行二步氧化，氧化時間不小于40h，氧化結(jié)束后進行過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。
[0088]實施例3
[0089]a.向晶型促進劑制備槽中加入18.5m3的清水；
[0090]b.稱取235kg含量為80 %的工業(yè)級石灰；
[0091]c.將b步稱取好的工業(yè)級石灰均勻緩慢的加入晶型促進劑制備槽中，該加料過程持續(xù)20min,控制攪拌速度為36r / min攪拌IOmin,然后控制攪拌速度為42r / min繼續(xù)攪拌18min，所述晶型促進劑制備槽置于9°C的低溫封閉箱中進行反應(yīng)；
[0092]d.c步結(jié)束5min后停攪拌；
[0093]e.將d步得到的石灰漿靜置8h，調(diào)節(jié)所述低溫封閉箱的溫度為3°C，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑；
[0094]步驟二、引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅晶種
[0095]a.向晶種制備反應(yīng)槽中加入第一步制備的晶型促進劑；
[0096]b.開攪拌,攪拌速度為30~42r / min, 20min后停攪拌；
[0097]c.向晶種制備反應(yīng)槽中均勻緩慢的加入2300kg凈化除雜后的濃度為480g / L的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續(xù)40min ；
[0098]d.補加清水，調(diào)節(jié)溶液體積為25m3 ;
[0099]e.均勻緩慢的加入1.3m3濃度為30%的氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)pH值為10，終點pH值為8，該加料過程持續(xù)20min ；
[0100]f.啟動空壓機供空氣，空氣流量為40m3 / min ；
[0101]g.氧化反應(yīng)60min，待溶液顏色轉(zhuǎn)為棕紅色，晶種制備完成；
[0102]步驟三、二步氧化制備氧化鐵紅
[0103]將第二步制備的氧化鐵紅晶種注入二步氧化桶，加入濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)體系pH=4，蒸汽加熱至85°C，以450m3 / h的流量鼓入空氣，持續(xù)加入凈化除雜后的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽，進行二步氧化，氧化時間不小于40h，氧化結(jié)束后進行過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。
[0104]對上述實施例1~3所得產(chǎn)品進行檢測，各實施例產(chǎn)品主要技術(shù)指標如下:
【權(quán)利要求】
1.一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、將稱取的工業(yè)級石灰均勻緩慢加入清水中，在加入過程中控制攪拌速度為30~42r/min，將得到的石灰漿靜置4~8h，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑； 步驟二、將步驟一得到的晶型促進劑加入晶種制備反應(yīng)槽中，再加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液，均勻緩慢加入氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)的pH值為9~10，空壓機供空氣進行氧化反應(yīng)，得到氧化鐵紅晶種； 步驟三、將步驟二得到的氧化鐵紅晶種進行二步氧化，過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟一具體包括: a.向晶型促進劑制備槽中加入18.5m3的清水； b.稱取235kg含量為80%的工業(yè)級石灰； c.將b步稱取好的工業(yè)級石灰均勻緩慢的加入晶型促進劑制備槽中，該加料過程持續(xù)10~20min,控制攪拌速度為30~36r/min攪拌5~IOmin,然后控制攪拌速度為38~42r/min繼續(xù)攪拌12~18min，所述晶型促進劑制備槽置于6~9°C的低溫封閉箱中進行反應(yīng)； d.c步結(jié)束5min后停攪拌； e.將d步得到的石灰漿靜置4-8h，調(diào)節(jié)所述低溫封閉箱的溫度為I~:TC，待石灰乳化充分后，得到晶型促進劑。
3.如權(quán)利要求2所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟二中在加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液前攪拌晶型促進劑10~20min，攪拌速度為30~42r/min。
4.如權(quán)利要求3所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟二中加入氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)終點的pH值為8。
5.如權(quán)利要求4所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟二中控制空氣流量為30~40m3 / min，氧化反應(yīng)時間為40~60min。
6.如權(quán)利要求2所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟三中持續(xù)加入凈化除雜的鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽進行二步氧化。
7.如權(quán)利要求6所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟三中加入濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)體系的pH值為4。
8.如權(quán)利要求7所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，加入硫酸后蒸汽加熱至85°C。
9.如權(quán)利要求8所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法，其特征在于，所述步驟三中控制空氣流量為450m3 / h，氧化時間為40h以上。
【文檔編號】C01G49/06GK103539206SQ201310503544
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】林東升 申請人:中國有色集團（廣西）平桂飛碟股份有限公司