一種引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法
【專利摘要】本發明涉及氧化鐵紅制備領域，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槽中，再加入凈化除雜的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，均勻緩慢加入氫氧化鈉溶液，控制反應的pH值為9～10，空壓機供空氣進行氧化反應，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品。本發明提供了一種工藝簡單、易于實現、環境污染小、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
【技術領域】
[0001]本發明涉及氧化鐵紅制備領域，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】[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，每生產一噸氧化鐵系列顏料可消耗約4噸鈦白副產品硫酸亞鐵。
[0003]氧化鐵紅是一種常見的無機顏料，廣泛應用于涂料、建材、塑料、電子等領域，鈦白副產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品硫酸亞鐵為原料經高溫煅燒得氧化鐵紅。
[0005]干法制備氧化鐵紅優點在于產品呈球狀顆粒，分散性好，但存在色澤暗淡、著色力差、生產成本高、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品硫酸亞鐵為原料制備晶種，再以凈化除雜后的鈦白副產品硫酸亞鐵為反應介質進行二步氧化得氧化鐵紅。
[0007]濕法制備氧化鐵紅優點在于產品色澤鮮艷、著色力好、生產成本低、能耗小、污染小，但存在分散性差、吸油量偏高、單組鐵紅產量低、晶種制備成本高等問題。
[0008]濕法制備氧化鐵紅產品質量好壞、產量高低與晶種制備密切相關。
[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物硫酸亞鐵生產氧化鐵紅的方法，該方法采用鈦白副產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:采用工業氨制備氧化鐵紅晶種，生產成本高，廢水中含有氨氮，難以徹底處理，易形成二次污染，且工業氨是高壓易爆危化物品，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，生產成本較高，單組鐵紅產量低，產品吸油量高，型號單一，且氫氧化鈉是腐蝕性危化物品，在使用過程中存在較大的安全隱患。

【發明內容】

[0010]針對上述技術問題，本發明設計開發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、環境污染小、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]本發明提供的技術方案為:
[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槽中，再加入凈化除雜的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，均勻緩慢加入氫氧化鈉溶液，控制反應的pH值為9~10，空壓機供空氣進行氧化反應，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品。
[0016]優選的是，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 %的工業級石灰；
[0019]c.將b步稱取好的工業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；
[0020]d.c步結束5min后停攪拌；
[0021 ] e.將d步得到的石灰漿靜置4_8h，調節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終點的pH值為8。
[0024]優選的是，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，氧化反應時間為40~60min。
[0025]優選的是，所述的引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的方法中，所述步驟三中持續加入凈化除雜的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽進行二步氧化。
[0026]優選的是，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%的硫酸調節體系的pH值為4。
[0027]優選的是，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，減少氧化鐵紅產品水合鐵含量。本發明工藝簡單、易于實現、環境污染小、安全隱患低，且得到的氧化鐵紅產品吸油量低，水合鐵含量低，顏色鮮艷，分散性好，單組氧化鐵紅產量高，生產成本低。采用本發明所述的方法制備的氧化鐵紅晶種可生產顏色較淺，價格更高的氧化鐵紅產品，解決了濕法液堿制備氧化鐵紅產品單一的問題。【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發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。【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0032]如圖1所示，本發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槽中，再加入1500~2300kg凈化除雜的濃度為400~480g / L的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續20~40min，補加清水，調節溶液體積為22~25m3，均勻緩慢加入I~1.3m3濃度為30%的氫氧化鈉溶液，控制反應的pH值為9~10，該加料過程持續10~20min，空壓機供空氣進行氧化反應，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品。
[0036]引入晶型促進劑濕法制備氧化鐵紅的反應式如下:
[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 %的工業級石灰；
[0045]c.將b步稱取好的工業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；
[0046]d.c步結束5min后停攪拌；
[0047]e.將d步得到的石灰漿靜置4_8h，調節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，所述步驟三中持續加入凈化除雜的鈦白副產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%的硫酸調節體系的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 %的工業級石灰；
[0059]c.將b步稱取好的工業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；
[0060]d.c步結束5min后停攪拌；
[0061]e.將d步得到的石灰漿靜置4h，調節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的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續20min ；
[0066]d.補加清水，調節溶液體積為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pH值為9，終點pH值為8，該加料過程持續IOmin ；
[0068]f.啟動空壓機供空氣，空氣流量為30m3 / min ；
[0069]g.氧化反應40min，待溶液顏色轉為棕紅色，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%的硫酸調節體系pH=4，蒸汽加熱至85°C，以450m3 / h的流量鼓入空氣，持續加入凈化除雜后的鈦白副產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，氧化結束后進行過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產品。
[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 %的工業級石灰；
[0075]c.將b步稱取好的工業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；[0076]d.c步結束5min后停攪拌；
[0077]e.將d步得到的石灰漿靜置6h，調節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的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續30min ；
[0082]d.補加清水，調節溶液體積為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pH值為9.5，終點PH值為8，該加料過程持續15min ；
[0084]f.啟動空壓機供空氣，空氣流量為35m3 / min ；
[0085]g.氧化反應50min，待溶液顏色轉為棕紅色，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%的硫酸調節體系pH=4，蒸汽加熱至85°C，以450m3 / h的流量鼓入空氣，持續加入凈化除雜后的鈦白副產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，氧化結束后進行過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產品。
[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 %的工業級石灰；
[0091]c.將b步稱取好的工業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；
[0092]d.c步結束5min后停攪拌；
[0093]e.將d步得到的石灰漿靜置8h，調節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的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，該加料過程持續40min ；
[0098]d.補加清水，調節溶液體積為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pH值為10，終點pH值為8，該加料過程持續20min ；
[0100]f.啟動空壓機供空氣，空氣流量為40m3 / min ；
[0101]g.氧化反應60min，待溶液顏色轉為棕紅色，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%的硫酸調節體系pH=4，蒸汽加熱至85°C，以450m3 / h的流量鼓入空氣，持續加入凈化除雜后的鈦白副產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，氧化結束后進行過濾、漂洗、壓濾、烘干、打粉即得氧化鐵紅產品。
[0104]對上述實施例1~3所得產品進行檢測，各實施例產品主要技術指標如下:
【權利要求】
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槽中，再加入凈化除雜的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液，均勻緩慢加入氫氧化鈉溶液，控制反應的pH值為9~10，空壓機供空氣進行氧化反應，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品。
2.如權利要求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%的工業級石灰； c.將b步稱取好的工業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； d.c步結束5min后停攪拌； e.將d步得到的石灰漿靜置4-8h，調節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終點的pH值為8。
5.如權利要求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，氧化反應時間為40~60min。
6.如權利要求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，所述步驟三中持續加入凈化除雜的鈦白副產物硫酸亞鐵溶液以及鈣礦物鹽進行二步氧化。
7.如權利要求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%的硫酸調節體系的pH值為4。
8.如權利要求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 優先權日:2013年10月23日
【發明者】林東升 申請人:中國有色集團（廣西）平桂飛碟股份有限公司