[其他]以煉鋼爐煙道灰為原料生產氧化鐵黑的方法

在審

• 申請號: 101986000003643
• 申請日: 1986-05-31
• 公開（公告）號: CN86103643B
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 楊文林
• 申請（專利權）人: 天津市建新化工廠;楊文林;天津鋼廠
• 代理公司: 天津市專利事務所
• 代理人: 潘冠雄

以煉鋼爐煙道灰為原料生產氧化鐵黑的方法是對現有技術中生產氧化鐵黑的方法的改進，其目的主要是消除煙道灰對環境的污染，同時改善氧化鐵黑產品的耐酸堿腐蝕和耐高溫的性能，本發明直接以煉鋼爐煙道灰為原料，并且包括化學處理、加成反應等８個工藝過程，本發明工藝簡單、成本低，沒有二次污染，所生產的氧化鐵黑具有耐酸堿腐蝕和耐高溫的優點，本發明可用于對煉鋼爐煙道灰的綜合利用。

本發明是對利用氧化鐵紅與硫酸亞鐵和氫氧化鈉的加成反應生產氧化鐵黑無機鐵系顏料的工藝方法的改進。

現有技術中廣泛采用氧化鐵紅與硫酸亞鐵和氫氧化鈉的加成反應來生產氧化鐵黑無機鐵系顏料，其工藝方法主要分為兩步，即首先制備氧化鐵紅（Fe₂O₃），然后再利用氧化鐵紅與硫酸亞鐵（FeSo₄）和氫氧化鈉（NaOH）的加成反應生成氧化鐵黑（Fe₃O₄）。其工藝步驟至少包括制備氧化鐵紅、加成反應、過濾漂洗、沉淀濃縮、干燥和粉碎，圖1是其工藝流程示意圖。就制備氧化鐵紅而言，現有技術中主要有濕法、干法和苯胺法三種，所謂干法是以鐵鹽為原料的高溫分解法;而苯胺法則是利用金屬鐵還原硝基苯生成苯胺和氧化鐵紅的聯合生產方法。濕法制備氧化鐵紅是現有技術中應用較普遍、具有代表性的工藝方法，它是以金屬鐵、硫酸和氫氧化鈉為原料的液相沉淀法。金屬鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵并進入液相，液相中的亞鐵鹽經空氣中的氧（O₂）氧化、水解、脫水后變成三氧化二鐵（Fe₂O₃）沉淀于晶核表面;與此同時，水解反應所產生的酸與金屬鐵作用又生成亞鐵鹽。如此循環反復的反應過程使晶核逐漸長大，色相也逐步發展，最終得到所期望的氧化鐵紅顏料。圖2是濕法制備氧化鐵紅的工藝流程示意圖，其主要化學反應過程如下：

Fe+H₂SO₄FeSO₄+H₂↑

FeSO₄+2NaOHFe（OH）₂+Na₂SO₄

2Fe（OH）₂+1/2O₂+y·H₂OFe₂O₃·xH₂O（晶種）

4FeSO₄+O₂+10H₂O4H₂SO₄+4Fe（OH）₃↓

Fe（OH）₃Fe₂O₃·nH₂O+xH₂O（n＜1）

由此可見，濕法生產氧化鐵紅實質上是以金屬鐵為原料的兩步氧化法，金屬鐵是氧化鐵（Fe₂O₃）中鐵的來源，硫酸和氫氧化鈉是必不可少的原料，而FeSo₄和Fe（OH）₃則是必經的中間產物。顯然，用兩步氧化法制備氧化鐵紅并進而生產氧化鐵黑，其工藝相當復雜，因而生產周期長、產品能耗多，生產成本高，而且還要消耗大量的金屬鐵。如果能直接以氧化鐵為原料來生產氧化鐵黑，則顯然可以大大簡化生產工藝，縮短生產周期，減少能源消耗，降低生產成本。

經測試，煉鋼爐煙道灰中含有一定數量的氧化鐵，其主要化學成份是三氧化二鐵、一氧化鐵、四氧化三鐵和含結晶水的三氧化二鐵，總含鐵量達59.4%，并且具有很好的物理化學性能，有可能成為生產無機鐵系顏料的原料。但是，煉鋼爐煙道灰中除氧化鐵外，還含有氧化錳、氧化鈣、氧化鉻等非鐵金屬氧化物，這些非鐵金屬氧化物對于生產無機鐵系顏料是沒有用處的，必須加以剔除。本發明的目的是獲得一種以煉鋼爐煙道灰為原料生產氧化鐵紅并進而生產氧化鐵黑的工藝方法。