[其他]以煉鋼爐煙道灰為原料生產(chǎn)氧化鐵黑的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000003643
• 申請日: 1986-05-31
• 公開（公告）號: CN86103643B
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文林
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所
• 代理人: 潘冠雄

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

本發(fā)明是對利用氧化鐵紅與硫酸亞鐵和氫氧化鈉的加成反應(yīng)生產(chǎn)氧化鐵黑無機(jī)鐵系顏料的工藝方法的改進(jìn)。

現(xiàn)有技術(shù)中廣泛采用氧化鐵紅與硫酸亞鐵和氫氧化鈉的加成反應(yīng)來生產(chǎn)氧化鐵黑無機(jī)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(yīng)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(yīng)、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(xiàn)有技術(shù)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(lián)合生產(chǎn)方法。濕法制備氧化鐵紅是現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)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(yīng)生成硫酸亞鐵并進(jìn)入液相，液相中的亞鐵鹽經(jīng)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(yīng)所產(chǎn)生的酸與金屬鐵作用又生成亞鐵鹽。如此循環(huán)反復(fù)的反應(yīng)過程使晶核逐漸長大，色相也逐步發(fā)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(xué)反應(yīng)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(chǎn)氧化鐵紅實質(zhì)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(jīng)的中間產(chǎn)物。顯然，用兩步氧化法制備氧化鐵紅并進(jìn)而生產(chǎn)氧化鐵黑，其工藝相當(dāng)復(fù)雜，因而生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品能耗多，生產(chǎn)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(chǎn)氧化鐵黑，則顯然可以大大簡化生產(chǎn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本。

經(jīng)測試，煉鋼爐煙道灰中含有一定數(shù)量的氧化鐵，其主要化學(xué)成份是三氧化二鐵、一氧化鐵、四氧化三鐵和含結(jié)晶水的三氧化二鐵，總含鐵量達(dá)59.4%，并且具有很好的物理化學(xué)性能，有可能成為生產(chǎn)無機(jī)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(chǎn)無機(jī)鐵系顏料是沒有用處的，必須加以剔除。本發(fā)明的目的是獲得一種以煉鋼爐煙道灰為原料生產(chǎn)氧化鐵紅并進(jìn)而生產(chǎn)氧化鐵黑的工藝方法。