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文档简介

1、钛白副产硫酸亚铁制备氧化铁红的可行性研究氧化铁红是铁系颜料中产量和用量最大的产品,它具有良好的性能,广泛用于建筑材料、涂料、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、油墨等行业中。目前,氧化铁红的生产大部分是利用金属纯铁来制备,近年来各国对环境问题和污染公害的重视,都在致力于研究废物再利用和清洁生产工艺。硫酸法生产钛白颜料是以钛铁矿为颜料(FeTiO3)为原料,用硫酸分解矿石,钛和铁均成为硫酸盐而溶解,随后铁以硫酸亚铁(FeS04·7H2O)的形式结晶析出,与钛液分离,成为该法生产钛白的主要副产品,其产量约为钛白的3倍,即每生产一吨钛白要副产硫酸亚铁(FeS04·7H2O)33.2吨。据不完

2、全统计,我国钛白工业副产硫酸亚铁超过100万吨/年,副产的硫酸亚铁除了少量用做聚合硫酸铁净水剂外,太部分还未得到充分利用。这不仅浪费硫、铁资源,而且还造成环境污染。 钛白副产硫酸亚铁除含有 95左右的亚铁盐外。还含有Ti、Mn、Mg、A1、等多种杂质。用钛白副产硫酸亚铁的铁原料来合成氧化铁颜料是一种解决钛白副产硫酸亚铁出路的有效途径。为了充分利用副产硫酸亚铁,提高经济效益,消除环境污染,我们提出用硫酸法钛白副产硫酸亚铁制取氧化铁红。下面就其主要生产工艺、市场现状及发展前景作初步论述。1氧化铁红概述1.1别名:氧化铁红;铁红;铁朱;铁丹;三氧化二铁1.2化学式:-Fe2O31.3分子量:159.

3、691.4理化性质:橙红色或深紫红色三方晶系粉末。相对密度5.24g/cm3,熔点1565(分解)。无毒,不溶于碱和烯酸中,只有在加热的情况下才能溶于浓酸;不溶于水、有机溶剂和有机胶黏剂;微溶于醇。具有良好的分散、耐光、耐热、耐碱、耐污浊气体性能。着色力和遮盖力强。灼烧时放出氧气,能被氢和一氧化碳还原为铁。无油渗性和水渗性。对紫外线有较强的屏蔽性。人体不吸收,无副作用。1.5用途氧化铁红产品. 广泛用于建材(陶瓷、彩砖、彩瓦、彩色水泥制品)塑料、涂料、玻璃着色等行业。1.5.1涂料工业: 防锈漆颜料及铁红色、紫棕色的着色颜料,内外墙壁涂料的 着色。1.5.2建筑工业:人造大理石、地面水磨石、色

4、釉、陶瓷、彩砖、彩瓦、彩色 水泥制品的着色。1.5.3塑料工业: 聚烯烃、尼龙、聚苯乙烯、环氧树脂的着色剂。1.5.4其他应用:化妆品、人造革、皮鞋揩光浆及橡胶等的着色剂及填充剂。1.6性状特点具有鲜艳的色泽、强劲的着色效果,并具有良好的色光一致性,为红色粉未,粉粒细腻,分散性良好,对紫外线有良好的不穿透性,在大气和日光中较稳定,其耐光、耐热和耐碱性良好,仅溶于热的强酸中。2生产工艺分类2.1国内2.1.1绿矾煅烧法(个别工厂) 此法生产的铁红又称绿矾红,也称干法铁红,其粒子是球形的,色调可以从浅到深。2.1.2铁黑煅烧法 将纯净的铁黑进行煅烧,使其中的FeO氧化成Fe2O3而由黑变红,产品粒

5、子为球形,色谱宽广。2.1.3铁黄煅烧法将纯净的铁黑进行煅烧,使其中的FeO氧化成Fe2O3而由黄变红,产品粒子为球形,色谱宽广。2.1.4液相沉淀法 根据所用酸的不同,分为混酸法,硫酸法,硝酸法。此法生产的铁红又称沉淀红,也称沉淀法铁红,或湿法铁红,其粒子是菱形结构,控制粒径便可制造各种色调的铁红。2.1.5包核法。2.1.6新开发的以绿矾为原料的氨法还在工业试验。2.2国外2.2.1绿矾煅烧法。2.2.2液相沉淀法2.2.3铁黑煅烧法。2.2.4铁黄煅烧法。3生产工艺介绍利用钛白粉副产物硫酸亚铁生产铁红粉,主要有干法和湿法两种工艺。国内主要以湿法生产为主,无需高温操作,其产品质量稳定,但单

6、一成本高,生产周期长;干法生产工艺简单,但能耗高,且空气污染大,铁红产品杂质含量高,应用较少。3.1干法3.1.1绿矾煅烧法3.1.1.1原料该工艺的原料主要来自钢铁酸洗液和硫酸法钛白副产品绿矾(FeSO4·7 H2O)。3.1.1.2主要工艺流程在250300下将提纯的FeSO4·7 H2O变成一水合绿矾(FeSO4·H2O),经研磨粉碎后在700800下进行煅烧而得铁红。生成的铁红经过水洗除去水溶盐等杂,再干燥、粉碎成为产品,通过控制煅烧温度和时间及空气通入量可生产从浅红到深红的众多色调的铁红,粒子是球形的。产品可以制成易分散铁红、高纯度铁红和电子级铁红等。副

7、产的二氧化硫与三氧化硫用于制硫酸。 FeSO4 Fe2O3+ SO3 +SO2 3.1.2铁黑煅烧法 以水洗的合成铁黑或铁矿砂(主要成分为Fe3O4)为原料,在一定温度(600700)下煅烧,使铁黑中的FeO 氧化成Fe2O3 。得呈椭球行的铁红粒子,再经过水洗、过滤、干燥、粉碎制得产品。由于所用的铁黑比较纯正,产品不用水洗,直接粉碎成产品。产品粒子成球形,色谱也很广且主要受煅烧温度、煅烧时间和铁黑粒子大小的影响。 4Fe3O4O26Fe2O33.1.3铁黄煅烧法干燥得铁黄粉经过高温(500600)煅烧4060min,可转化为棕色氧化铁红,经冷却、过筛即为成品。该法产品呈针状结晶,吸油量比干法

8、铁红大23倍,遮盖力/着色力都比干法铁红大得多。产品的颜色受煅烧温度、铁黄颗粒的大小和煅烧时间的影响。 Fe2O3·H2OFe2O3H2O 我国有少数厂家采用此法。国外拜耳公司以苯胺装置副产铁黄再用此法制得铁红。3.1.4硫酸亚铁- 纯碱煅烧法 将纯碱(Na2CO3) 和绿矾(FeSO4·7H2O) 按摩尔比11.25 混合,磨细后放进焙烧炉,在温度700 (过高时Na2CO3 分解) 下焙烧。烧料在室温下用水浸取,使Na2SO4 溶解。然后过滤,用稀硫酸洗涤除去残留Na2CO3 ,再水洗后于150200 下干燥,即为成品。滤液经蒸发浓缩后结晶得十水芒硝副产品。干法的主要缺

9、点是能耗较高。3.2湿法工艺(硫酸法、硝酸法、混酸法)以亚铁盐和铁皮为原料,经成核、沉淀、水洗、干燥得产品。产品粒子软、呈菱形、色谱广、易分散。我国铁红大部分是采用此法生产。根据晶种制备和采用亚铁盐不同,可分为硫酸法、硝酸法、混酸法。它们的工艺过程是:首先制造晶种,然后将晶种投入装有Fe2 +溶液的反应槽中,并在其中加入铁屑,温度保持在7585 ,通入氧气(或空气) ,氧化Fe2 +成Fe3 + ,再与水中的OH- 结合并沉积在晶种表面上, 逐渐形成氧化铁红。氧化反应的同时还生成氢离子,氢离子再与金属作用, 生成Fe2 + 并被氧化成Fe3 + 。这样反复循环,直至氧化反应结束。然后,过滤沉淀

10、物,在300400 下进行烘干即得产品由于三种方法的工艺过程相似,现在主要介绍硫酸盐法和混酸盐法制铁红。3.2.1 硫酸盐法晶种制备:把烧碱或氨水加入硫酸亚铁溶液中,生成氢氧化亚铁,控制pH值910,鼓入空气在2030氧化制得晶种。FeSO42NaOHFe(OH)2Na2SO4 2Fe(OH)21/2O2Fe2O32H2O 二步氧化:二步氧化过程实质上是晶种长大的过程,采用硫酸亚铁为反应介质,反应循环进行,生成新的三氧化二铁沉积在晶核上,使晶体长大至所需。 2Fe(OH)21/2O22H2OFe2O32H2 SO4 H2 SO4+FeFeSO4H23.2.2混酸盐法3.2.2.1晶种的制备在晶

11、种罐中加入水和铁皮。铁皮要填装至与液面齐平,用蒸汽加热至8050后加入50%的稀硝酸,加酸量控制在所需量的1/31/4 。此酸为一次酸。此时发生如下反应:8Fe30HNO38Fe(NO3) 33NH4NO39H2O反应生成的硝酸铁浓度到一定程度以后又要发生水解反应:Fe(NO3) 33H2OFe(OH)33HNO3氢氧化亚铁进一步脱水产生晶种:Fe(OH)3Fe2O3·XH2OYH2O在硝酸铁发生水解时应加入二次酸。二次酸要均匀加入,尽量保持反应平衡。约经34小时晶种颜色由黄淡黄红棕透明黑棕浑浊棕黄桔红。停止加酸后继续反应一段时间直至pH值达45 。制备晶种过程中所需温度靠反应热维持

12、,故罐体需要保温。反应罐需内衬耐硝酸腐蚀材料。铁皮的质量、数量、酸度、温度。酸水比的高低都直接影响晶种的质量。在加二次酸的过程中为力求酸度平稳有时要适当补加铁皮,但一定要注意保持反应速度均衡。3.2.2.2二步氧化将所制晶种溶液打入二次氧化罐并向罐中加入铁皮和已在前面硝酸亚铁反应罐中制备好的硝酸亚铁。通蒸汽加热至80左右鼓入空气氧化。氧化过程中开始要保持硝酸亚铁含量为1020g/L,随反应进行到适当时刻补加硫酸亚铁溶液,进行硫酸盐二步氧化反应。整个反应过程可表示为:4Fe(NO3) 24H2OO22Fe2O3HNO34Fe10HNO34Fe(NO3) 2NH4NO33H2O4FeSO4O24H

13、2O2Fe2O34H2 SO4H2SO4+Fe7H2OFeSO4·7H2OH2补加硫酸亚铁直至产品色泽与标准样品相同,即可停止氧化。加入硫酸亚铁可使产品收率明显增加。完成氧化将氧化液连同母液一起过筛除去杂质,再经过滤、洗涤、干燥、粉碎制得产品。在三种方法中,氧化反应一般需要50h 以上。该法可得到各种色调的铁红,产品的粒子软、易分散。这三种方法中的硝酸盐法的产品性能比较好,但成本较高且硝酸腐蚀性强,硫酸盐法成本低,腐蚀比硝酸小,但产品性能稍差,混酸盐法则是一种折中的方法,其成本可接近硫酸盐法,而性能又接近硝酸盐法。湿法的主要缺点是生产周期长,单一成本高。3.2.2.3铁红生产工艺流程

14、图(混酸法)硝酸亚铁槽晶核罐 氧化罐(补加硫酸亚铁溶液)过筛机贮槽回转式真空过滤机干燥箱粉碎机成品稀硝酸铁稀硝酸蒸汽铁蒸汽空气铁图1铁红生产工艺(混酸法)3.3工艺改进 目前,关于氧化铁红制备工艺改进和开发的主要方法有(1) 催化法; (2) 水热法 (3) 包核法。3.3.1催化法现有的湿法铁红合成工艺,需要制备晶种,氧化时间长, 生产效率低, 成本较高。采用NaNO2 作催化剂,在弱酸性介质中,于常温下通空气氧化且不加晶种直接合成铁黄,再经过滤、漂洗、烘干、煅烧制备铁红。这一工艺的改进,大大地缩短了氧化时间,即由原来的50h 以上缩短为8h ,提高了生产效率和经济效益。其基本的化学反应方程

15、式为:2HNO2 = H2O + N2O3N2O3 = NO + NO2Fe2 + + NO = Fe (NO) 2 + (溶液变为棕黑色)Fe (NO) 2 + + O2 + H2O = FeOOH + NO2 + 2H+Fe2 + + 2NO2 + H2O = FeOOH + N2O3 + 2H+工艺条件为pH 值为36 ,Fe2 + 和NaNO2 的质量比为2.45 3.90 1 , Fe2 + 的浓度为0.10 0.13mol/ L ,室温,空气流速适中,氧化时间约8h ,煅烧温度800 ,氧化率达80 %以上。尾气采用碱液两次吸收,回收率达85 %以上。该法的缺点是酸在常温下不及原工

16、艺温度较高条件下反应完全。该文献采用在分离FeOOH 后的母液中,加入铁屑浸泡使其pH 值由2 左右升高到4左右,再加入适量的FeSO4 溶液反复循环使用作为补救措施。3.3.2包核法该法是采用高岭土等廉价惰性材料为颜料核,其表面经多磷酸钠活化后,- FeOOH 型氢氧化铁微晶体使沉淀贯上, 加热并通入空气氧化,过滤后,经洗涤、干燥、煅烧、粉碎,得到包核型氧化铁红。该法的优点是:取消晶种制备阶段;反应罐的生产能力由20t/ a 提高到35t/ a (每立方米有效容积) ;生产周期大大缩短且不产生废渣; 铁皮耗量由700kg/ t 下降到250kg/ t ,绿矾耗量也大幅度降低。近年来,氧化铁红

17、颜料产品应用性能改进方面也有报道。采用一种含有羟基和酯基的表面活性剂SA - 6 对740 - 氧化铁红进行了表面处理,其实验结果表明:处理过的氧化铁红基本上呈粒子状态,粒子的凝集大大减小,粒度0.31.0m;在油性介质中的研磨分散性比未处理的铁红高3倍。该法成本低且生产能力比传统工艺提高50%。因此,该方法是一种很有发展前途的方法。CO32-+ H2OHCO3-+OH-Fe2+ 2OH-Fe(OH)22Fe(OH)21/2O2FeOOHH2O4FeSO4O26H2O4FeOOH4H2SO4H2 SO4+FeFeSO4H22FeOOHFe2O3H2O3.4液相氧化法生产铁红3.4.1方法一3.

18、4.1.1方法介绍用烧碱(或氨)中和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁,以空气氧化氢氧化亚铁制晶种,在晶种存在下用空气氧化硫酸亚铁,反应过程中连续滴加硫酸亚铁和碱(或氨),保持一定的亚铁浓度和PH值,通过对色光进展的控制可得到从浅到深一系列色相的氧化铁。酸性条件下得铁黄晶种(3pH7),碱性条件下得铁红晶种(7pH12)。用空气液相氧化法生产1t氧化铁约需七水硫酸亚铁3.5-4t,30%(质量百分比)的烧碱3t或液氨0.45t。3.4.1.2工艺现状及优缺点 用液相氧化法生产氧化铁在我国目前处在工业试验室阶段,尚未大量进行工业生产,原因主要是产品质量和目前成熟的铁皮法相比还有较大差距,另外它需要消耗大量的

19、碱或氨,生产成本也没有优势。但作为处理钛白副产硫酸亚铁的有效途径之一,这还是一套非常值得研究的生产工艺,关键在两点:一是找到控制粒子均匀成长的有效方法,提高产品质量;二是对反应的钠盐或氨盐回收利用,降低成本。3.4.1.3主要工艺用氨中和硫酸亚铁至碱性(PH=8.59.5),通入空气氧化制得初生晶种-FeOOH,-FeOOH在Fe2+诱导下转化成真实晶核-Fe2O3,这实质是一个重新成核的过程。在-Fe2O3晶核和硫酸亚铁存在下,用空气氧化硫酸亚铁,生成的三氧化二铁沉积在晶核上,同时生成的硫酸用氨中和,连续滴加硫酸亚铁和氨,晶核逐渐长大而形成铁红。化学反应式如下:晶种制备:FeSO4+2NH3

20、·H2O=Fe(OH)2+(NH4)2SO42Fe(OH)2+1/2O2=2-FeOOH+H2O晶种转化:2-FeOOH-Fe2O3+ H2O二步氧化:2FeSO4+1/2O2+2H2O=Fe2O3+2H2SO4H2SO4+2NH3=(NH4)2SO43.4.1.4主要工艺流程硫酸亚铁的净化采用制铁黑用的硫酸亚铁净化法粉碎水洗烘干过滤氧化晶种制备回收滤液成品硫酸亚铁空气碱 空气碱蒸汽加热图2钛白副产硫酸亚铁生产氧化铁红工艺流程(液相氧化法)3.4.2方法二3.4.2.1技术方案一种钛白废副硫酸亚铁生产氧化铁红颜料的方法,包括硫酸亚铁的精制、晶种制备、氧化合成、过滤、水洗、烘干、粉碎、

21、包装,其特征在于: A、硫酸亚铁的精制 溶解钛白废副七水硫酸亚铁,以硫酸调pH值为1.01.5,并按七水硫酸亚铁重量的1%加入铁皮,温度控制在5070,水解约6l0小时达到pH3.04.5,稀释至七水硫酸亚铁浓度为350450g/L,加絮凝剂,搅拌、静置沉降46小时,上层清液即为精制七水硫酸亚铁溶液,供制备晶种和氧化合成用;底部残余沉淀物排入氧化铁红颜料生产中的废副处理池中,集中处理达标排放; B、晶种制备 在传统晶种桶内,氨与上述精制七水硫酸亚铁溶液,在1025,与从晶种桶底部通入的空气反应,经23小时,体系pH达到9.59.7范围,即制得红棕色结晶状氧化铁红晶种,其中,以重量计氨用量为氨与

22、七水硫酸亚铁反应的理论用量的120180,反应初始七水硫酸亚铁浓度为1530g/L,初始pH为9.69.9; C、氧化合成 在传统氧化桶内,装置加热盘管,桶内加入上述晶种,升温到6095范围内并维持此温度,体系pH调至2.05.0范围内,同时连续加入上述精制的七水硫酸亚铁溶液、空气和氨,维持体系pH值在2.05.0范围内,七水硫酸亚铁浓度在1045g/L范围内,氧化40130小时,即制得氧化铁红浆料,浆料色相随氧化时间增长由带浅黄色相、带红相向带紫红相变化; D、过滤、水洗、烘干、粉碎、包装 按已知方法和设备对氧化合成后的氧化铁红浆,依次进行过滤、水洗、烘干、粉碎和包装即制得成品氧化铁红颜料;

23、 E、回收硫酸铵 将D步骤中过滤后的母液回收贮存,加热浓缩、冷却、结晶、分离,制得硫酸铵晶体。 上述方法中,B晶种制备步骤和C氧化合成步骤所用的氨是氨水,或者是氨气。 上述方法中,在B晶种制备步骤和C氧化合成步骤中,使用氨气时,从晶种桶和氧化桶的底部经分布器通入体系中;使用氨水时,从晶种桶和氧化桶的上部加入体系中。 上述方法中,在A硫酸亚铁的精制步骤中,所用絮凝剂是聚丙烯酰胺,其分子量为300万,絮凝剂用量按100聚丙烯酰胺计,为七水硫酸亚铁重量的0.0050.01。 上述方法中,B晶种制备和C氧化合成两步骤所采用的工艺条件和设备,也适用于以钢铁酸洗废硫酸亚铁溶液,或者以铁皮、硫酸制备的硫酸亚

24、铁为原料生产氧化铁红颜料。 在氧化合成中,由于在传统氧化桶中加入了蒸汽加热盘管,从而确保了本工艺的工业化实施,同时与传统氧化桶相比,更好地解决了工业化生产中传质、传热问题。反应速率更平稳,这样,在氧化合成时,产品粒子成长均匀且不发生絮凝。对产品质量提高十分有利。本发明方法可以在80m3的氧化桶中进行氧化铁红颜料的生产。单桶生产能力可达600吨/年。 由于本工艺的晶种制备和氧化合成中,均用氨作为碱性物质,所制得的晶种具有一定晶型(YFe00H),晶粒均匀。氧化合成时采用氨作碱性物质,使氧化铁红颜料粒子的成长平稳均匀。确保了最终产品分散性优异,纯度高。除此之外,由于用氨作为碱性物质,在生产过程中生

25、成的副产物是硫酸铵,可以回收用作复合肥,对环境不会产生二次污染。 在精制硫酸亚铁时所产生的少量钛、铁沉淀物可以与氧化铁红颜料生产中的其它废渣、废水一并处理,而不需要为使用钛白废副硫酸亚铁生产氧化铁红颜料,单独建立处理装置。具体实施方式 以下结合实施例,对本发明作进一步具体描述,但不局限于此。 3.4.2.2原料 1、硫酸亚铁为硫酸法钛白废副硫酸亚铁,其FeS04·7H20含量8692,杂质钛(T4+)含量0.21.0%,铁(Fe3+)含量0.11.0%; 2、硫酸为工业级浓硫酸,H2S04含量9398; 3、铁皮为冷轧薄板(1.0mm以下)边角废料; 4、絮凝剂为聚丙烯酰胺,其浓度2

26、0,分子量300万: 5、氨气为工业级液氨: 6、氨水为工业级,氨含量1525: 3.4.2.3实例3.4.2.3.1实施例1硫酸亚铁的精制 在体积为10m。的耐腐蚀槽内,加入7.0m3水再加7.0吨钛白废副硫酸亚铁(90),此时七水硫酸亚铁溶液浓度为700g/L,加入112kg浓硫酸(98),体系初始pH为1.01.5,加入63kg铁皮,通蒸气保持体系温度在60,维持8小时并测体系pH在3.04.5范围内。然后用泵打入20 m3的沉降桶中,加水至总体积16.5 m3,七水硫酸亚铁浓度稀释至400g/L,加入2.2kg浓度为20的聚丙烯酰胺絮凝剂,其用量约为七水硫酸亚铁重量的O.007,搅拌1

27、0分钟,静置6小时,即可分离出上层清液15.8 m3。,即为精制的七水硫酸亚铁溶液,其浓度为400g/L,钛含量为O.005。扣除由63kg铁皮所生成的七水硫酸亚铁312kg,实际钛白废副硫酸亚铁的收率为400×15.8-312/0.9×7000=95.4。可根据实际生产量的要求,用上述方法重复制作多批次。供制备晶种和氧化合成使用;上述20 m3的沉降桶底部的沉淀物,排放到氧化铁红颜料生产中的其他废副处理池中,集中处理后,达标排放 3.4.2.3.2实施例2 晶种制备(采用氨气) 本实施例采用传统的晶种桶,体积为40 m3。空气或氨气从桶底的管子进入晶种桶并经空气分布器的通

28、气孔均匀分布到桶内的反应体系中。 在上述晶种桶内先注入30m3水,再从晶种桶底部通入146.7kg氨气,控制体系温度在20,加入2m3由实施例l制得的精制七水硫酸亚铁溶液(400g/L),此时桶内七水硫酸亚铁浓度为25g/L,pH值98左右,氨用量为氨与七水硫酸亚铁反应的理论用量的150。然后从桶底部通入空气约2小时使体系pH达到9.59.7范围内。此时即制得红棕色结晶状氧化铁红晶种230.2kg(以Fe203计),供氧化合成使用: 3.4.2.3.3实施例3 晶种制备(直接采用氨水) 本实施例所采用的晶种桶,除在晶种桶上部装有氨水计量槽外,其余均同实施例2。 上述晶种桶内,用氨水计量槽加入氨

29、水(20),其量为733.5kg,以下步骤及加量均同实施例2。制得的红棕色结晶状氧化铁红晶种供氧化合成使用。 本实施例的方法特别适合靠近氨水生产厂的用户选用。 3.4.2.3.4实施例4氧化合成 本实施例采用的氧化桶,除体积为80 m3,并装有加热盘管外,其余与传统氧化桶相同。 在上述氧化桶内加入实施例2或3制得的氧化铁红晶种230.2kg(以Fe203计),在加热盘管内,通入蒸气,升温至7085,并维持此温度,加硫酸调至pH35,维持体系七水硫酸亚铁浓度为1520g/L范围。加入浓度为400g/L的精制七水硫酸亚铁溶液,同时从氧化桶底部的管子经空气分布器加入氨气,以维持体系pH值在3.O4.

30、5范围氧化90小时,制得色相呈紫红色含有氧化铁红8400kg的浆料,共消耗28390kg精制七水硫酸亚铁。根据用户对产品色相要求的不同,氧化时间可略有不同。 将所制得的氧化铁红浆料,采用现有生产氧化铁红颜料的工艺和设备依次进行过滤、水洗、烘干、粉碎和包装制得氧化铁红颜料7980kg。 由上述实施例可知,采用本发明方法制取成品氧化铁红颜料7980kg,消耗钛白废副硫酸亚铁(90)3233吨。折合每生产一吨氧化铁红颜料可处理钛白废副硫酸亚铁405吨。 上述过滤工序所得母液回收贮存,送至蒸发器中加热浓缩,直至温度达到118停止加热,经冷却、结晶、分离得到硫酸铵晶体。可用作复合肥。 3.4.2.3.5

31、实施例5产品质量检验 将实施例4所得氧化铁红颜料按国标方法检验,结果达GBl86389之H00l-04一级品。4质量标准 GB1863-89质量标准】63-89指标名称混酸法HO01-04硫酸法HO01-02焙烧法HO01-05一级品合格品一级品合格品一级品合格品颜色(与标样相比)近似-微稍近似-微稍近似-微稍相对着色力(与标样相比)/% 959095909590铁含量(以Fe2O3计,)/% 959094907567105挥发物1.01.51.01.51.01.5水溶物/%(质量)0.30.50.30.51.02.0水溶性氯化物及硫酸盐(以cl-和so42-计)/%(质量) 0.20.30.

32、20.30.71.4筛余物(63um网眼)/%(质量) 0.30.50.30.50.20.5水萃取液酸碱度/ml202020水悬浮液pH值575757吸油量/(g/100g)152515251525铬酸铅阴性阴性阴性总钙量(以cao计)/%(质量) 0.30.30.3有机着色物的存在阴性阴性阴性注;.颜色对着色力的标样:HO01-04常熟铁红厂;HO01-02武汉市氧化铁厂;HO01-05山东淄博钴厂。.色相在同一色相内,颜色鲜艳比标准好,色差为稍级,应可作为一级品。5生产单位生 产 厂 家主营产品铁红市场价格(元/吨)联系人及电话备 注升华集团德清华源颜料有限公司铁红铁黑铁黄铁绿铁红:520

33、0 姚萍君女士 业务8401598中国浙江德清县,10万t/年,亚洲第一宜兴市宇星工贸有限公司铁红铁黑铁黄等50006000 元戴先生0510-872267071381255666310万t/年已联系湖南三环颜料有限公司铁红铁黑铁黄等张先8803296年产4万余吨宜兴裕干氧化铁有限公司铁红铁黑铁黄等0510-711246河南新乡三星染化有限公司氧化铁系列、硝化化铁2万t/年山东淄博市淄川立强颜料厂氧化铁红H001-05:750H001-04:4500GB1863-89:5000王强先

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36、氧化铁系颜料铬系产品等李学起 鲍广才022-2683836613821997221山西阳泉氧化铁厂氧化铁红、铁黄353-2022381杭州凯丽化工有限公司水性油墨、印花色浆等胡康炼 总经业田 技术部0571-82962777137774330426工艺特点分析利用钛白粉副产物硫酸亚铁生产铁红粉,主要有干法和湿法两种工艺。国内主要以湿法生产为主,无需高温操作,其产品质量稳定,但单一成本高,生产周期长;干法生产工艺简单,但能耗高,且空气污染大,铁红产品杂质含量高,应用较少。6.1干法6.1.1绿矾煅烧法在250300下将提纯的FeSO4·7 H2O变成一水合

37、绿矾(FeSO4·H2O),经研磨粉碎后在700800下进行煅烧而得铁红。该法煅烧温度高,且副产的SO2与SO3,若前期处理不好,带入水蒸气,则会形成酸雾,对设备要求高。国内有个别生产厂家利用此法,国外用得比较多,其生产工艺成熟,改进空间大。若利用此法生产,可以引进国外先进技术和设备,降低能耗,且副产的SO2与SO3可以用来制造硫酸。这对于硫酸法钛白粉生产厂来说,可循环综合利用资源,降低成本,减少对环境污染。6.1.2铁黑煅烧法利用该法生产的厂家比较多,工艺成熟。若我厂同时也生产铁黑,利用该法可以形成生产工艺的连续性。这样可以减少大量设备资金投资。这是该法的最大优点。且所用的铁黑比较

38、纯正,产品不用水洗,直接粉碎成产品。产品粒子成球形,色谱也很广且主要受煅烧温度、煅烧时间和铁黑粒子大小的影响。6.1.3铁黄煅烧法干燥得铁黄粉经过高温(500600)煅烧4060min,可转化为棕色氧化铁红,经冷却、过筛即为成品。我国有少数厂家采用此法。国外拜耳公司以苯胺装置副产铁黄再用此法制得铁红。6.1.4硫酸亚铁- 纯碱煅烧法将纯碱(Na2CO3) 和绿矾(FeSO4·7H2O) 按摩尔比11.25 混合,磨细后放进焙烧炉,在温度700 (过高时Na2CO3 分解) 下焙烧。烧料在室温下用水浸取,使Na2SO4 溶解。然后过滤,用稀硫酸洗涤除去残留Na2CO3 ,再水洗后于150200 下干燥,即为成品。滤液经蒸发浓缩后结晶得十水芒硝副产品。该法还在实验室阶段,对其工业化生产工艺还有待于了解。6.2湿法6.2.1沉淀法(硫酸法、硝酸法、混酸法)以亚铁盐和铁皮为原料,经成核、沉淀、水洗、干燥得产品。产品粒子软、呈菱形、色谱广、易分散。我国铁红大部分是采用此法生产。根据晶种制备和采用亚铁盐不同,可分为硫酸法、硝酸法、混酸法。在三种方法中,氧化反应一般需要50h 以上。该法可得到各种色调的铁红,产品的粒子软、易分散。这三种方法中的硝酸盐法的产品性能比较好,但成本较高且硝酸腐蚀性强,硫酸盐法成本低,腐蚀比硝

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