[實用新型]用于生產(chǎn)紅氧化鐵顏料的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420681365.0
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN204310828U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瓦爾德馬·恰普利克;于爾根·基施克維茨;沃爾夫?qū)ざ蚶仗?/a>;李華軍;烏多·奧爾特曼;比爾吉特·布蘭克梅耶爾-門格;吉多·克特勒;阿爾弗雷德·巴爾道恩
• 申請（專利權(quán)）人: 朗盛德國有限責(zé)任公司;朗盛特殊化學(xué)品有限公司
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及用于通過使用硝酸鹽的彭尼曼法(penniman?process)(還稱為硝酸鹽法或直接紅法)生產(chǎn)紅氧化鐵(鐵氧化物，iron?oxide)顏料的設(shè)備，以及用于通過本實用新型設(shè)備實施的改進方法，還涉及該設(shè)備(plant)用于通過使用硝酸鹽的彭尼曼法生產(chǎn)紅氧化鐵顏料的用途。

背景技術(shù)

氧化鐵被應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域。例如，它們在陶瓷、建筑材料、塑料、油墨、涂料和紙中用作著色顏料，充當(dāng)用于各種催化劑或載體材料的基底，并且能夠吸附或吸收污染物。磁性氧化鐵在磁性記憶介質(zhì)、調(diào)色劑或鐵磁流體中獲得應(yīng)用，或者在醫(yī)療應(yīng)用如例如作為用于磁共振成像的造影劑。

可以通過鐵鹽的液相沉淀和水解反應(yīng)獲得氧化鐵(Ullmann’s?Encyclopedia?of?Industrial?Chemistry，VCH?Weinheim?2006，Chapter?3.1.1.Iron?Oxide?Pigments，pp.61-67)。借助沉淀法獲得的氧化鐵顏料在空氣存在下由鐵鹽溶液和堿性化合物產(chǎn)生。通過定向控制該反應(yīng)，還可以以該方法制備細(xì)分的針鐵礦、磁鐵礦和磁赤鐵礦顆粒。然而，通過該方法生產(chǎn)的紅顏料表現(xiàn)出相對低的色飽和度進而主要應(yīng)用于建筑材料行業(yè)。

對應(yīng)于α-Fe₂O₃改性的細(xì)分赤鐵礦的液相沉淀是更加復(fù)雜的。然后，由于使用熟化步驟，還可以通過直接液相沉淀以及作為核材料的磁赤鐵礦改性中的細(xì)分氧化鐵，γ-Fe₂O_3，或纖鐵礦(lepidocrocite)改性，γ-FeOOH，生產(chǎn)赤鐵礦(US5,421，878；EP0645437；WO2009/100767)。

用于生產(chǎn)紅氧化鐵顏料的另一種方法是彭尼曼法(US1,327,061；US1，368,748；US2，937，927；EP1106577A；US6,503，315)。在該方法中，通過溶解和氧化金屬離子以及鐵鹽和氧化鐵核制備氧化鐵顏料。在SHEN，Qing；SUN，F(xiàn)engzhi；Wujiyan?Gongye?1997，(6)，5-6(CH)，Wujiyan?Gongye?Bianjib中相應(yīng)地披露，(CA128：218378n)是其中稀硝酸在升高的溫度下對鐵作用的方法。其產(chǎn)生赤鐵礦核懸浮液。該懸浮液以常規(guī)方法促成以形成紅顏料的懸浮液，如果想要，將顏料以自身例行的方法從該懸浮液中分離。然而，通過該方法產(chǎn)生的紅顏料的色飽和度是相對低的，其類似于商業(yè)130級產(chǎn)品的色飽和度，進而這些顏料主要用于建筑材料行業(yè)。EP1106577A公開了彭尼曼法的變化方案，其包括為了產(chǎn)生核(即具有小于或等于100nm粒度的細(xì)分氧化鐵)的目的將鐵在升高的溫度下暴露于稀硝酸。該鐵和硝酸的反應(yīng)是絡(luò)合反應(yīng)并且，根據(jù)反應(yīng)條件，其可能導(dǎo)致鐵的鈍化并因此導(dǎo)致反應(yīng)停止，或?qū)е掳殡S有溶解的硝酸鐵形成的鐵的溶解。兩個反應(yīng)路徑都是不想要的，并且細(xì)分赤鐵礦的產(chǎn)生僅在某些條件下實現(xiàn)。EP1106577A描述了用于生產(chǎn)細(xì)分赤鐵礦的這些條件。其中使鐵與稀硝酸在90至99℃的溫度下反應(yīng)。WO2013/045608描述了用于生產(chǎn)紅氧化鐵顏料的方法，其中，已經(jīng)改進了形成核即具有小于或等于100nm粒度的細(xì)分赤鐵礦的反應(yīng)步驟。

然而，這些固有有效的方法(其允許生產(chǎn)在色價方面具有大變化的高級紅氧化鐵)具有以下缺點：

1.式NO_m的氮氧化物的釋放，其中氮可以具有+1至+5之間的不同氧化值。氮氧化物可能是有毒的(如為亞硝氣NO、NO₂和N₂O₄，通常被確定為“NO_x”)；它們產(chǎn)生煙霧，在紫外輻射下破壞大氣臭氧層，并且是溫室效應(yīng)氣體。一氧化二氮通過大約300的因子尤其是比二氧化碳更強的溫室效應(yīng)氣體。此外，一氧化二氮目前被認(rèn)為是最強的臭氧殺手。在使用硝酸的彭尼曼法的情況下，亞硝氣NO和NO₂以及一氧化二氮也以顯著量形成。

2.使用硝酸的彭尼曼法產(chǎn)生含氮廢水，其含有顯著量的硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨化合物。

3.使用硝酸的彭尼曼法是非常耗能的，因為它包括必須通過外部能量供應(yīng)將大體積的水溶液從60℃加熱至120℃。另外，由于含氧氣體作為氧化劑進入反應(yīng)混合物中，能量會從反應(yīng)混合物(蒸汽抽提)移出，并且必須以熱量的形式再次供應(yīng)。

因此，目的是提供避免上述缺點的用于生產(chǎn)紅氧化鐵顏料的高效環(huán)保方法，一方面，以高產(chǎn)率生產(chǎn)具有廣色譜的紅氧化鐵染料，另一方面，使釋放到環(huán)境中的含氮副產(chǎn)品部分最小化。

實用新型內(nèi)容