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我国氧化铁红生产工艺简介
氧化铁颜料是一种非常重要的无机彩色颜料,具有良好的颜料品质,应用领域十分广阔。
生产氧化铁红的方法分为干法和湿法两种,其中干法主要包括绿矾(即七水硫酸亚铁)煅烧法、铁黄煅烧法、铁黑煅烧法,此外还有以赤铁矿为原料的天然氧化铁矿物超细粉碎法等。
湿法工艺主要包括硫酸盐(即硫酸亚铁或含有硫酸亚铁的溶液)法、硝酸盐(即硝酸铁、硝酸亚铁或含有硝酸铁盐的溶液)法、混酸法;湿法工艺按照二步氧化过程所使用的中和剂不同,又可分为铁皮法和氨法。
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(1)硫酸法工艺:
以七水硫酸亚铁或硫酸铁,或含有水硫酸亚铁、硫酸铁的废酸、水溶液为原料,首先对铁盐或铁盐溶液进行净化处理以去除其中的杂质,然后严格控制工艺条件以氢氧化钠或氨为中和剂制备晶种。
再将所制得的晶种转入二步氧化合成反应器,在加温的条件下严格控制工艺条件,投入氢氧化钠或氨调整体系pH值,再通入空气进行氧化制得晶种。
将所制得的合格晶种转入氧化合成反应器,调整pH值和温度条件,投入铁皮或铁屑以中和氧化过程所产生的酸,通入空气进行氧化反应,氧化过程连续不断的加入铁盐溶液,当反应体系的色光达到目标色光标准时,停止反应经过滤分离出氧
化铁红产品。
分离所产生的母液为含有硫酸钠(以氨为中和剂时含有硫酸铵)的酸性废水。
该工艺的最明显缺点在于有大量的酸性废水产生,没有可靠的控制与循环利用方法。
(2)硝酸法工艺:
基本原理同硫酸法工艺,所不同的是所使用的铁盐为铁的硝酸盐。
其优点在于所得产品质量优于硫酸法,缺点是生产成本高,生产过程有有害气体(一氧化氮)产生,有大量的酸性废水产生。
酸性废水中含有大量硝酸盐,目前无可靠综合利用途径。
(3)混酸法工艺:
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将晶种转入铁红氧化合成反应器,调整溶液的pH值,加热,在以空气为氧化剂进行氧化,氧化过程以并流方式同步加入硫酸亚铁溶液和氨水,当反应体系的色光接近目标产品色光时,停止反应,经过滤、洗涤、干燥、包装制得氧化铁红工业颜料。
过滤过程所产生的氧化铁红母液主要成份为硫酸铵,经蒸发、结晶、分离收得副产品硫酸铵。
该工艺的优点是产品质量好,生产成本低,对环境无明显影响。
缺点是产品质量欠稳定,在回收硫酸铵的过程需要消耗大量的热能,硫酸铵附加值较低。
(5)改进型的氨法铁红工艺:
针对氨法铁红工艺存在的不足,南阳东方应用化工研究所于2009年开发出了改进型的氨法铁红生产新工艺。
新工艺解决了晶种制备、二步氧化及工艺废水低成本化综合利用等关键技术,消除了氨法工艺所存在的产品质量不稳定等不足,实现了对工艺废水的全封闭低成本循环利用,使之成为一种真正的环保型氧化铁红生产技术。
工艺过程:
以硫酸亚铁为原料为例:首先将硫酸亚铁溶解并做净化处理,然后将硫酸亚铁溶液定量的投入到集约式氧化铁红反应器中,加水稀释。
再向其中加氨水调整溶液的pH值,然后严格控制反应温
氨水,
料与产品分析方法、中间控制分析方法的编制。
组织和主持建设项目的设备调试和试车工作,确保收率、质量、环保三达标。
根据建设方需要,可承揽交钥匙工程。
项目建成投产后,在技术转让合同约定的技术和产品范围内,提供为期2-5年的免费后续技术服务,从技术角度确保建设项目的正常运行。
(6)碱式碳酸铁盐焙烧法
首先溶解硫酸亚铁,配置硫酸亚铁溶液,然后进行还原、净化制得纯净的硫酸亚铁溶液。
然后再加入碳化氨水并通风氧化,使生成碱式碳酸铁和某种硫酸盐。
然后经分离、洗涤、脱水制得碱式
碳酸铁滤饼。
将碱式碳酸铁滤饼进行热处理,制得高纯度氧化铁红,产物纯度在99%以上。
将分离氧化铁红后的母液送综合利用工序,经处理收得氨水和硫酸钙。
氨水吸收碱式碳酸铁热处理过程所生成的二氧化碳转化为碳化氨水,用于循环配料,硫酸钙作为副产物出售。
工艺过程无“三废”排放。
本工艺由南阳东方应用化工研究所开发,并成功实现产业化。
其明显优势在于工艺过程简单,设备投资少,生产过程无污染,产品纯度高,附加值高,经济效益显着。