AT211795B

AT211795B - Verfahren zur Herstellung von reinem Eisenoxyd

Info

Publication number: AT211795B
Application number: AT176859A
Authority: AT
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1958-03-14
Filing date: 1959-03-06
Publication date: 1960-11-10

Description


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  Verfahren zur Herstellung von reinem Eisenoxyd 
Zur Herstellung von Ferriten ist reines Eisenoxyd   (Fe. O   mit 69, 9% Fe) in feinverteilter Form erforderlich. Es kann aber nicht durch oxydierendes Rösten von reinem Eisenpulver hergestellt werden, weil das Röstprodukt ein schwarzes magnetisches Eisenoxyd ist. Es kann durch ein erstes Umwandeln des Metallpulvers in einen Oxydhydratkuchen hergestellt werden, der dann kalziniert-z. B. bei   niedriger Tem-   peratur   geröstet-wird,   um das gewünschte Produkt zu erhalten. Zur Herstellung dieses Kuchens wird das Eisenpulver zuerst mit Dampf bei 400 C durch sechs Stunden oxydiert und anschliessend einem Vermahlen unter Wasser unterworfen, um die Oxydation und Wasseraufnahme zu vervollständigen.

   Das vermahlene Produkt wird dann durch kalzinieren bei 5000C in Eisenoxyd umgewandelt. 



   Es wurde nun gefunden, dass dieses Verfahren sehr vereinfacht werden kann und es nicht notwendig ist, die vollständige Oxydation und Wasseraufnahme vor dem Kalzinieren zu erreichen. 



   Erfindungsgemäss wird auf dem Eisenpulver lediglich ein Überzug von Oxydhydrat gebildet und dann das Pulver kalziniert ; dieses Pulver kann in das gewünschte Oxyd umgewandelt werden, ohne dass dieses Pulver in Wasser vermahlen werden müsste. 



   Dieser Überzug kann durch Oxydation des Eisenpulvers in heissem Wasser mittels eines Luft-Kohlensäuregemisches gebildet werden. Am Ende der Oxydation kann das überschüssige Wasser durch Filtration oder auf andere Weise unter Hinterlassung eines Kuchens entfernt werden, der dann kalziniert wird. 



   Das Ausgangspulver kann in üblicher Weise jenes sein, das durch Zerlegung von Eisenkarbonyl hergestellt wird und allgemein als Karbonyleisenpulver bekannt ist. Dieses Pulver wird in verschiedenen Sorten erzeugt, deren Teilchengrösse sowie Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt variieren. Diese Sorten beinhalten eine allgemein als E bekannte, mit einer mittleren Teilchengrösse von ungefähr 5 Mikron und einem Kohlenstoffgehalt von ungefähr 0,   6% ;   die allgemein als DF bekannte Sorte besitzt eine mittlere Teilchengrösse von 3 Mikron und einen Kohlenstoffgehalt von ungefähr   1, 0% ;

   entkohltes   DF von einer   initiieren     Teilchengrösse   von ungefähr 3, 5 Mikron und einem Kohlenstoffgehalt von ungefähr 0,   02ago;   eine als B bekannte Sorte geringer Teilchengrösse und niedriger Dichte - ähnlich Watte - besitzt einen Kohlenstoffgehalt von ungefähr 0,   6%.   Es können alle diese Pulversorten verwendet werden ; aber die bevorzugten sind jene mit den geringsten   Teilchengrössen ;   z. B. DF oder B. 



   Das Verhältnis von Kohlensäure zu Luft in dem Luft-Kohlensäuregemisch sollte mindestens 1 : 40 und vorzugsweise mindestens 1 : 20, jedoch nicht mehr als 1 : 5 sein. Die unten angeführte Tabelle zeigt die Ergebnisse, wie sie durch Änderung dieses Verhältnisses in einem Verfahren erhalten wurden, gemäss dem das Gasgemisch in einen Kessel mit Rührer eingeführt wurde, mittels dem das in Wasser von   800C   eingebrachte Eisenpulver fortlaufend gerührt wurde. Das Pulver war von der Sorte E und hatte die folgen- 
 EMI1.1 
 misch wurde durch den Kessel mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 100 I/Stunde für je 100 g des Karbonylpulvers für eine Zeit von 6 Stunden geleitet. Der Inhalt des Kessels wurde hierauf filtriert, um einen nassen Kuchen zu erhalten, der in Luft bei 5000C kalziniert wurde. 

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  Tabelle l 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Verhältnis <SEP> von <SEP> Kalziniertes <SEP> Produkt <SEP> Farbe
<tb> Kohlensäure <SEP> : <SEP> Luft <SEP> % <SEP> Fe <SEP> < %) <SEP> C <SEP> 
<tb> Kein <SEP> CO <SEP> : <SEP> ! <SEP> 95, <SEP> 1 <SEP> 0,67 <SEP> blauschwarz
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 40 <SEP> 72,0 <SEP> 0, <SEP> 045 <SEP> rot
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 20 <SEP> 72,2 <SEP> 0, <SEP> 047
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 10 <SEP> 71,1 <SEP> 0, <SEP> 047
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 70,7 <SEP> 0, <SEP> 025
<tb> 
 
Die Temperatur der nassen Oxydation kann variiert werden ; jedoch ist eine Temperatur von mindestens 80 C wünschenswert, wie dies in der folgenden Tabelle gezeigt ist, die die Ergebnisse bei einem Verhältnis von Kohlensäure zu Luft von 1 : 20 zeigt. Die Bedingungen sind also die gleichen wie früher, ausgenommen die Temperaturänderungen. 



   Tabelle 2 
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Temperatur <SEP> Oc <SEP> Kalziniertes <SEP> Produkt
<tb> der <SEP> Nassbehandlung <SEP> % <SEP> Fe <SEP> % <SEP> C
<tb> 20 <SEP> 76, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 
<tb> 50 <SEP> 74,8 <SEP> 0, <SEP> 063
<tb> 80 <SEP> 72,2 <SEP> 0,047
<tb> 
 
Unter den aufgezeigten Bedingungen wurde gefunden, dass mindestens 6 Stunden für eine befriedigende Umwandlung bei der   Nassbehandlung   erforderlich sind. 



   Die Teilchengrösse des Ausgangspulvers sollte so fein als möglich sein. Unter den gleichen Bedingungen (80 C und ein Verhältnis von 1 : 20) wurden die folgenden Vergleichsergebnisse erhalten. 



   Tabelle 3 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> Pulver-Qualität <SEP> Teilchengrösse <SEP> Anfangszusammen-Kalziniertes <SEP> Endprodukt <SEP> Farbe
<tb> in <SEP> Mikron <SEP> setzung
<tb> %C <SEP> %N <SEP> %Fe <SEP> %C
<tb> DF <SEP> 2,93 <SEP> 1,26 <SEP> 2,0 <SEP> 70,9 <SEP> 0,014 <SEP> hellrot
<tb> entkohltes <SEP> DF <SEP> 3, <SEP> 75 <SEP> 0. <SEP> 014-70, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 016
<tb> E <SEP> 4, <SEP> 45 <SEP> 0,81 <SEP> 0,54 <SEP> 72,2 <SEP> 0,047 <SEP> rot
<tb> 
 
Es scheint, dass das feinere ursprüngliche Eisenpulver stärker gefärbte Produkte von fast theoretischem Eisengehalt ergab. Der Kohlenstoffgehalt des ursprünglichen Pulvers scheint sich nicht auf die Eigenschaften des roten Eisenoxydes auszuwirken. 



   Der verwendete Wassergehalt kann z. B. im Verhältnis von 2 Gew.-Teilen Wasser zu 1 Gew.-Teil Pulver gelegen sein, so dass das behandelte Material im wesentlichen einem Zementbrei gleicht. 



   Bei Betrachtung aller dieser Tatsachen umfasst das bevorzugte Verfahren gemäss der Erfindung die Durchführung einer nassen Oxydation mit einem Kohlendioxyd-Luftgemisch im Verhältnis von 1 : 20 bei 800C durch 6 Stunden. 



   Der so erhaltene nasse Kuchen ist hoch reaktionsfähig, so dass lediglich der freie Luftzutritt während der Kalzination erforderlich ist, bei der die Ofentemperatur 5000C nicht zu überschreiten braucht. 

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   Beispielsweise wurde ein Gasgemisch mit einem Verhältnis von Kohlensäure zu Luft wie 1 : 20 durch den Brei mit einer Geschwindigkeit von 210   l/Stunde   hindurchgeleitet, während der Brei gerührt wurde. 



  Die Temperatur wurde durch 6 Stunden bei   800C   gehalten. Der teilweise oxydierte Brei wurde dann gefiltert, um einen nassen Kuchen zu erhalten ; und dieser wurde in einem elektrisch beheizten Muffelofen durch zwei Stunden bei 500 C unter freiem Luftzutritt kalziniert. Das rote Eisenoxyd wurde dann durch 6 Stunden kräftig vermahlen, wobei das Verhältnis von Stahlkugeln zu Pulver   1 : 1   betrug. Das Endoxyd hatte folgende Zusammensetzung : 0, 012% Kohlenstoff, unter 0,   010/0   Kupfer, unter 0,   01%   Silizium, 0,   10/0   Nickel, 70, 7% Eisen, Zink in Spuren. 



   Zur Herstellung von Ferriten ist ein sehr feines Pulver erforderlich. Um das gewünschte Endprodukt zu erhalten, kann das erfindungsgemäss hergestellte Eisenoxyd vorteilhaft mit Stahlkugeln in Stahlbehältern vermahlen werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von reinem Eisenoxyd durch Oxydation und Wasseraufnahme von Eisenpulver, insbesondere von Karbonyleisenpulver, und Kalzination des erhaltenen Produktes, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Pulver ein Überzug von Oxydhydrat vor der Kalzination gebildet wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug durch Oxydation des Eisenpulvers in heissem Wasser mittels eines Luft-Kohlensäuregemisches gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Kohlensäure zu Luft in dem Luft-Kohlensäuregemisch 1 : 20 bis 1 : 5 beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Nassoxydation mindestens 800e beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von für Ferrite geeignetem Eisenoxydpulver, dadurch gekennzeichnet, dass das kalzinierte Pulver mit Stahlkugeln in Stahlbehältern vermahlen wird.