CN103145193A - 一种钛白粉副产物制备氧化铁黄的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄颜料的方法，属于颜料的制备方法领域。包括硫酸亚铁的精制、中和反应、晶种制备、氧化合成，该方法采用控制硫酸亚铁精制时溶液pH值的方法，有效去除溶液中的钛和其它杂质，另外通过将晶种制备过程分为中和反应过程和晶种制备过程，将Fe(OH)2悬浮体的制备过程和氧化过程分开，有效控制晶种的形状为针形或梭形，并提高晶种的分散性。本发明具有除杂效果好，可以有效控制晶种的形状为针形或梭形，并提高晶种的分散性，通过该方法制备的硫酸铁黄具有色相好，着色力高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄颜料的方法，属于颜料的制备方法领域。
背景技术
钛白是一种高档优质的白色无机颜料，主要有锐钛型和金红石型两种晶型。由于其密度、介电常数和折射率都很优越，被认为是世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷、油墨和橡胶等工业。目前，钛白粉的生产方法有硫酸法和氯化法两种，由于硫酸法生产工艺相对简单，并且可以用品味较低的钛精矿来生产，目前我国主要是硫酸法生产钛白粉，其比例占到98％。
硫酸法生产钛白粉每产1吨钛白约副产3.5～4吨硫酸亚铁。据统计2010年钛白产量达160～180万吨，废副产物硫酸亚铁(以下称废副硫酸亚铁)产量则高达640～720万吨。如此大量的废副硫酸亚铁如仍采用原始堆积方式，所占用的场地之大和对环境的影响都严重地制约了钛白工业的发展。
为了对废副硫酸亚铁进行充分的回收利用，以往也有人将钛白废副硫酸亚铁用于做铁触媒、净水剂、饲料添加剂、土壤改良剂等，相对产出的钛白废副硫酸亚铁的量而言，这些处理途径的消耗量都很小，仍有大量的废副硫酸亚铁亟待综合利用，不然将造成严重的环境污染，并且还浪费了宝贵资源。而利用钛白废副硫酸亚铁制备氧化铁颜料是综合利用、变废为宝的较好途径。
我国生产氧化铁黄以“液固相反应”法为主，主要原料是搪瓷厂废铁(边角料)，数据显示，每生产一吨铁黄就需900公斤左右低碳薄铁皮。目前，铁皮价格上涨，货源短缺，为降低成本那么寻找新的原料来源就十分必要。而利用钛白废副硫酸亚铁制备氧化铁黄颜料，可大量消耗废副硫酸亚铁，约每吨氧化铁系颜料可消耗4吨废副硫酸亚铁，即解决了钛白生产过程中产生的废副硫酸亚铁大量囤积对环境污染的问题，又可以降低氧化铁黄颜料生产成本，实现资源的综合利用。
目前，现有技术中，已经有利用钛白废副硫酸亚铁制备氧化铁黄颜料的方法。诸如中国专利ZL02148429C公开了一种钛白废副硫酸亚铁生产氧化铁黄颜料的方法，该方法具体包括如下步骤：
(1)硫酸亚铁的精制，首先溶解钛白废副硫酸亚铁，以硫酸调pH值为1.0～1.5，加入一定量铁皮，控制温度在50～70℃，水解6～10h达到pH值为3.0～4.5，稀释至七水硫酸亚铁浓度为350～450g/L，加絮凝剂，搅拌、静置沉降4～6h，上层清液为精制硫酸亚铁溶液；(2)晶种制备，在传统晶种桶内，氨与上述精制硫酸亚铁(初始pH值为6.0～8.0)溶液，在10～40℃，与空气反应，经18～36h，体系pH值达到5.0～7.0，及即制得针状浅黄绿色氧化铁晶种；(3)氧化反应，在传统氧化桶内，加入上述晶种，升温至60～95℃，恒温，调pH至2.0～5.0，连续加入上述精制的硫酸亚铁溶液、空气和氨，维持体系pH值在2.0～5.0，七水硫酸亚铁浓度在10～45g/L，氧化40～130h，即制得氧化铁黄浆料；(4)过滤、水洗、烘干、粉碎、包装即制得成品氧化铁黄颜料。
上述技术中，对硫酸亚铁的精制过程中，通过控制溶液的pH值和温度等条件，可以有效去除硫酸亚铁中的杂质钛，但是该pH和温度条件下并不能有效去除硫酸亚铁中的其它杂质，而这些杂质的存在对产品氧化铁黄的颜色造成直接影响，而颜色是氧化铁黄产品的重要指标。
此外，在上述技术中，对硫酸亚铁进行去杂精制之后，向经精制后的硫酸亚铁中加入氨水在通空气条件下经一步反应直接生成氧化铁晶种，在上述反应过程中，首先硫酸亚铁和氨水发生反应生成Fe(OH)2悬浮体，空气的存在使得这部分产物在生成的同时立即被空气氧化成α-FeOOH(即水合氧化铁)，当α-FeOOH达到成核要求的最低过饱和浓度时，溶液中晶核成核，晶核一旦形成，而后生成的α-FeOOH首先会使已经形成的晶核迅速长大，而不易生成新的晶核，这种方式易导致反应生成的α-FeOOH晶种少，已形成的晶种成长速率过快，形状不易控制，生成以针状或梭形晶种形状为主、并混杂有圆柱形晶种的产物，其中圆柱形晶种为铁红，而这部分圆柱形晶种的存在使得α-FeOOH的透光率、吸收光率和折射光率受到了影响，从而直接导致生成的氧化铁黄的颜色偏暗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中在对硫酸亚铁进行精制后，向经精制后的硫酸亚铁中加入氨水，在通空气条件下经一步反应直接生成氧化铁晶种，导致反应过程中生成的晶种少、且不能有效控制晶种的成核及晶核的成长，造成晶种中混杂有圆柱形晶种，使得制备得到的成品氧化铁黄的颜色受到直接影响。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，包括如下步骤：
(1)硫酸亚铁的精制
利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制七水硫酸亚铁溶液，调节该溶液的pH值为1～2.5，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成络合物Ti2O·H2O；
向上述含有络合物Ti2O·H2O的溶液中加入絮凝剂，搅拌、静置沉降后过滤，滤液即为精制后的硫酸亚铁溶液；
(2)Fe(OH)2的生成
向所述精制后的硫酸亚铁溶液中加入碱溶液，在10～39℃下进行中和反应，控制体系pH值为6.0～7.5，待溶液中生成的白色沉淀变为墨绿色时中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备
对步骤(2)中反应后的体系溶液进行稀释，向其中通入空气进行反应，待体系pH值达3～4时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释，升温至75～85℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的2～5倍，维持体系PH值为2～3.5，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
对经步骤(4)处理后的氧化铁黄浆液依次进行过滤、水洗、烘干即得成品氧化铁黄。
在所述步骤(1)中，在10～80℃下配制所述七水硫酸亚铁溶液浓度为350～490g/L。
在所述步骤(1)中，用硫酸调节七水硫酸亚铁溶液的pH值为2。
在所述步骤(1)中，所述絮凝剂的加入量为七水硫酸亚铁质量的0.05％。
在所述步骤(1)中，在加入絮凝剂前，对经钛的水解处理后的溶液进行降温，至体系温度降为室温。
向经钛的水解处理后的七水硫酸亚铁溶液中加入铁粉或铁皮至溶液的pH值为2～3，对溶液中的Fe3+进行还原处理，其中，铁粉的加入量为七水硫酸亚铁质量的3～5％。
向经钛的水解处理、Fe3+还原处理后的七水硫酸亚铁溶液中加入10wt％的碱溶液，调节溶液的pH值为6.0～6.5，去除钛白粉副产物硫酸亚铁中的其它杂质。
在所述步骤(1)中，静置沉降的时间为1～2h。
在所述步骤(2)中，控制体系pH值为6.5～7.2。
所述碱溶液与七水硫酸亚铁的质量比为0.05～0.09。
在所述步骤(3)中，将步骤(2)中反应后的体系溶液稀释至200～300g/L。
在所述步骤(3)中，经2.5～11小时后体系pH值达3～4。
在所述步骤(3)中，在4～8小时内升温至75～85℃。
在所述步骤(3)中，每分钟通入所述空气量为反应器体积的1/40～1/10。
在所述步骤(4)中，向稀释后的溶液中加入过量铁皮，维持体系pH值为2～3.5。
在所述步骤(4)中，对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至100～150g/L。
本发明所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，首先需要利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制七水硫酸亚铁溶液，并控制pH值为1～2.5，使七水硫酸亚铁溶液中的钛杂质在该pH值条件下水解，生成Ti2O·H2O，通过加入絮凝剂后可以变成絮状物，迅速沉降而分离；在七水硫酸亚铁溶液配制时，选择在10～80℃下配制，是在考虑溶液稳定性的同时保证了钛白粉副产物硫酸亚铁的溶解效率；为了除去钛白粉副产物硫酸亚铁中的Fe3+，向经钛的水解处理后的七水硫酸亚铁溶液中加入铁粉或铁皮对Fe3+进行还原，除去Fe3+；进一步地，为了提高制备得到的硫酸亚铁的纯度，本发明所述的方法中向经钛的水解处理、Fe3+还原处理后的七水硫酸亚铁溶液中加入碱溶液调节溶液的pH值为6.0～6.5，使钛白粉副产物硫酸亚铁中的其它杂质离子生成氢氧化物沉淀。向经上述处理后的溶液中加入絮凝剂，便于对钛络合物和其它杂质沉淀物进行有效过滤，得到精制后的硫酸亚铁溶液。
然后，向精制后的硫酸亚铁溶液中加入碱溶液，控制体系pH值为6.0～7.5，在10～39℃下进行中和反应，从而生成Fe(OH)2沉淀，待生成的沉淀由白色转为墨绿色时，中和反应结束；在上述中和反应中，要保证Fe2+进行充分的反应，首先Fe2+反应生成白色的Fe(OH)2沉淀，但是，由于Fe(OH)2不稳定，新生成的Fe(OH)2很快被空气中溶解到溶液内的少量的氧气氧化，转化为氢氧化铁的中间产物，即一些灰绿色的絮状沉淀，即溶液中白色沉淀转变为墨绿色时，表明中和反应结束，应立即结束反应避免Fe(OH)2被进一步氧化。但是，总的来说，在中和反应过程中，主要还是生成大量的Fe(OH)2悬浮体，Fe(OH)2悬浮体被氧化得到的α-FeOOH很少，浓度尚未达到成核要求的最低过饱和浓度，此时溶液中并没有晶核生成。
由于经过该中和反应后制备得到的氢氧化亚铁沉淀为絮状物质，所以其浓度很高，如果直接向其中通入空气的话，空气则无法与氢氧化亚铁沉淀进行充分地接触反应，所以在制备氧化铁黄晶种时，需要先对经中和反应后的体系溶液进行稀释，再向其中通入空气进行反应，待体系pH值达3～4时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；在该制备过程中，向中和反应后的溶液中通入空气，由于此时溶液中含有Fe(OH)2悬浮体，通入足量的空气后，空气中的氧会氧化Fe(OH)2，生成α-FeOOH。另外，由于溶液中已经含有大量的Fe(OH)2，所以此时氧化得到α-FeOOH的速率会很快，当溶液中的溶质α-FeOOH的浓度达到并超过晶种的成核浓度后，晶核就会快速形成并且分布均匀。在上述两步反应中，先对经精制后的硫酸亚铁溶液进行单纯的中和反应，且在中和反应时不通入空气，溶液中主要生成大量的Fe(OH)2悬浮体；当中和反应结束后，再向溶液中通入空气，进行氧化合成氧化铁黄晶种。
最后，对制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释，升温至75～85℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的2～5倍，维持体系pH值为2～3.5，进一步氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液，进行后处理即得成品氧化铁黄。在上述氧化铁黄浆液制备过程中，随着氧化反应的进行，溶液中H+的浓度不断增加，溶液pH值下降，非晶态物质Fe(OH)2逐渐向晶态物质FeOOH转化，Fe2+逐渐变为Fe3+，溶液变为黄色；在氧化铁黄浆液制备过程中，当溶液的pH低于2时，FeOOH溶解，会影响到铁黄的产率，所以氧化过程中，控制浆液体系的pH值在2～3.5范围内，氧化足够时间后，即得氧化铁黄浆液。
本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明将现有技术中晶种制备过程分为Fe(OH)2的生成过程和氧化铁黄晶种制备过程，将Fe(OH)2的制备过程和氧化铁黄晶种的制备过程分开，在制备得到大量的Fe(OH)2悬浮体后，在通入空气进行氧化铁黄晶种制备，可以生成在较短时间内生成大量氧化铁黄晶种，且能够有效控制晶种的成核及晶核的成长，进而有效控制晶种的形状为仿锥形或针形，并提高晶种的分散性；另外，通过控制硫酸亚铁精制时溶液pH值的方法，可以有效去除溶液中钛和其它杂质，除杂效果好，可生产高纯度氧化铁黄。通过该方法制备的硫酸铁黄具有色相好，着色力高等优点。
附图说明
图1实施例1中制备得到的氧化铁黄的TEM表征测试图片。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1
(1)硫酸亚铁的精制
在10℃下，利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制浓度为350g/L的七水硫酸亚铁溶液500ml，用硫酸调节该溶液的pH值为1，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成Ti2O·H2O络合物；
向上述溶液中加入0.09g聚丙烯酰胺，搅拌、静置沉降后过滤，除去Ti2O·H2O络合物，滤液即为精制后的硫酸亚铁溶液；
(2)Fe(OH)2的生成
取所述精制后的硫酸亚铁溶液375ml加入9g 30wt％的NaOH溶液，在10℃下进行中和反应，控制体系pH值为6.0，待溶液中的生成的白色沉淀变为墨绿色时中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备
对步骤(2)中反应后的体系溶液进行稀释至浓度为200g/L，向其中通入空气进行反应，向其中通入空气进行反应，通入空气的速度为60ml/min，即每分钟通入空气量为反应器体积的1/40；待体系pH值达3.0时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至浓度为150g/L，升温至75℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的2倍，加入40g铁皮维持体系pH值为3.5，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
对经步骤(4)处理后的氧化铁黄浆液依次进行过滤、水洗、烘干即得成品氧化铁黄。
经检测，制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量为97％。
实施例2
(1)硫酸亚铁的精制
在50℃下，利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制浓度为350g/L的七水硫酸亚铁溶液500ml，用硫酸调节该溶液的pH值为1.5，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成Ti2O·H2O络合物；
向其中加入0.09g的聚丙烯酰胺絮凝剂，搅拌、静置沉降后过滤，除去Ti2O·H2O络合物，滤液即为精制后的硫酸亚铁溶液；
(2)Fe(OH)2的生成
取所述精制后的硫酸亚铁溶液375ml加入9.5g30wt％NaOH溶液，在20℃下进行中和反应，控制体系pH值为6.5，待溶液中的生成的白色沉淀变为墨绿色时中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备
对步骤(2)中反应后的体系溶液进行稀释至浓度为250g/L，向其中通入空气进行反应，通入空气的速度为80ml/min，即每分钟通入空气量为反应器体积的1/30；待体系pH值达3.5时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至浓度为150g/L，升温至80℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的3倍，加入40g铁皮维持体系pH值为2，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
对经步骤(4)处理后的氧化铁黄浆液依次进行过滤、水洗、烘干即得成品氧化铁黄。
经检测，制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量为96％。
实施例3
(1)硫酸亚铁的精制
在60℃下，利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制浓度为400g/L的七水硫酸亚铁溶液500ml，用硫酸调节该溶液的pH值为2.0，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成Ti2O·H2O络合物；
向其中加入0.1g聚丙烯酰胺絮凝剂，搅拌、静置沉降后过滤，除去Ti2O·H2O络合物，滤液即为精制后的硫酸亚铁溶液；
(2)Fe(OH)2的生成
取所述精制后的硫酸亚铁溶液375ml，加入12g 30wt％的NaOH溶液，在30℃下进行中和反应，控制体系pH值为7.0，待溶液中的生成的白色沉淀变为墨绿色时中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备
对步骤(2)中反应后的体系溶液进行稀释至浓度为300g/L，向其中通入空气进行反应，通入空气的速度为100ml/min，即每分钟通入空气量为反应器体积的1/25；待体系pH值达3.5时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至浓度为200g/L，升温至80℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的3倍，加入45g铁粉，维持体系pH值为2.5，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
对经步骤(4)处理后的氧化铁黄浆液依次进行过滤、水洗、烘干即得成品氧化铁黄。
经检测，制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量为99％。
实施例4
(1)硫酸亚铁的精制
在70℃下，利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制浓度为480g/L的七水硫酸亚铁溶液500ml，用盐酸调节该溶液的pH值为2.5，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成Ti2O·H2O络合物；
向其中加入0.12g聚丙烯酰胺絮凝剂，搅拌、静置沉降后过滤，除去Ti2O·H2O络合物，滤液即为精制后的硫酸亚铁溶液；
(2)Fe(OH)2的生成
取所述精制后的硫酸亚铁溶液375ml，加入16g 30wt％的NaOH溶液，在39℃下进行中和反应，控制体系pH值为7.2，待溶液中的生成的白色沉淀变为墨绿色时结束中和反应；
(3)氧化铁黄晶种制备
对步骤(2)中反应后的体系溶液进行稀释至浓度为300g/L，向其中通入空气进行反应，通入空气的速度为150ml/min，即每分钟通入空气量为反应器体积的1/20；待体系pH值达3.5时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至浓度为100g/L，升温至83℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的5倍，加入54g铁皮维持体系pH值为3.5，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
对经步骤(4)处理后的氧化铁黄浆液依次进行过滤、水洗、烘干即得成品氧化铁黄。
经检测，制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量为98％。
实施例5
(1)硫酸亚铁的精制：
在80℃下，利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制浓度为490g/L硫酸亚铁溶液500ml，用硫酸调节溶液的pH值为1，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成Ti2O·H2O络合物，再加入12g的铁粉还原Fe3+，并用10wt％的NaOH溶液，调节pH为6.0进行二次除杂后降温；
待体系温度降为室温时加入0.12g聚丙烯酰胺絮凝剂，搅拌、静置沉降1～2小时，对溶液进行过滤后即得硫酸亚铁的精制液；
(2)Fe(OH)2的生成：
取上述精制液400ml，加入12g 30wt％的NaOH溶液，在10℃下进行中和反应，控制体系pH值为6.5，当体系溶液颜色由出现白色沉淀至变为墨绿色，即为中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备：
将上述中和反应溶液加水进行稀释至浓度为200g/L，向其中通入空气进行反应，通入空气的速度为100ml/min，即每分钟通入空气量为反应器体积的1/10；待体系pH值达3.5时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成：
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至浓度为150g/L，在4小时内将体系升温至升温至85℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的2倍，加入55g铁皮，维持体系pH值为2.0，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
将上述的氧化铁黄浆料经沉降、过滤、水洗、烘干、粉碎以及包装后，即得氧化铁黄产品。生产出的铁黄产品符合GB/T1863-2008的氧化铁颜料国家标准。
经检测，制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量为96％。
实施例6
(1)硫酸亚铁的精制：
在80℃下，利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制浓度为490g/L硫酸亚铁溶液500ml，用硫酸调节溶液的pH值为1，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成Ti2O·H2O络合物，再加入12g的铁皮还原Fe3+，并用10wt％的NaOH溶液，调节pH为6.0进行二次除杂后降温；
待体系温度降为室温时加入0.12g絮凝剂，搅拌、静置沉降1～2小时，对溶液进行过滤后即得硫酸亚铁的精制液；
(2)Fe(OH)2的生成：
取上述精制液400ml，加入12g 30wt％的NaOH溶液，在10℃下进行中和反应，控制体系pH值为6.5，当体系溶液颜色由出现白色沉淀至变为墨绿色，即为中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备：
将上述中和反应溶液加水进行稀释至浓度为200g/L，向其中通入空气进行反应，通入空气的速度为100ml/min，即每分钟通入空气量为反应器体积的1/10；待体系pH值达3.5时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成：
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至150g/L，在4小时内将体系升温至升温至85℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的2倍，加入55g铁皮，维持体系pH值为2.0，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
将上述的氧化铁黄浆料经沉降、过滤、水洗、烘干、粉碎以及包装后，即得氧化铁黄产品。
经检测，制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量为97％。
上述实施例中制备的成品氧化铁黄总铁量以Fe2O3计，含量均在95～99％，且最大可达99％。
上述实施例中生产得到的铁黄产品经粒度分析仪及GB/T1863-2008中的检测方法进行色相等检测，符合GB/T1863-2008的氧化铁颜料国家标准。
实验例
本发明还对上述实施例1中制备得到的氧化铁黄进行了TEM表征测试，测试图片如图1所示，从图中可以看到，生成的氧化铁黄的晶形为针形或梭形，并不存在圆柱形。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
Claims (16)
1.一种利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，包括如下步骤：
(1)硫酸亚铁的精制
利用钛白粉副产物硫酸亚铁配制七水硫酸亚铁溶液，调节该溶液的pH值为1～2.5，对钛白粉副产物硫酸亚铁进行钛的水解处理，生成络合物Ti2O·H2O；
向上述含有络合物Ti2O·H2O的溶液中加入絮凝剂，搅拌、静置沉降后过滤，滤液即为精制后的硫酸亚铁溶液；
(2)Fe(OH)2的生成
向所述精制后的硫酸亚铁溶液中加入碱溶液，在10～39℃下进行中和反应，控制体系pH值为6.0～7.5，待溶液中生成的白色沉淀变为墨绿色时中和反应结束；
(3)氧化铁黄晶种制备
对步骤(2)中反应后的体系溶液进行稀释，向其中通入空气进行反应，待体系pH值达3～4时，即制得针状浅黄绿色氧化铁黄晶种；
(4)氧化合成
对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释，缓慢升温至75～85℃，向其中通入空气，控制空气量为步骤(3)中通入的空气量的2～5倍，维持体系pH值为2～3.5，氧化40小时以上即得氧化铁黄浆液；
(5)后处理
对经步骤(4)处理后的氧化铁黄浆液依次进行过滤、水洗、烘干即得成品氧化铁黄。
2.根据权利要求1所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，在10～80℃下配制所述七水硫酸亚铁溶液浓度为350～490g/L。
3.根据权利要求1或2所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，用硫酸调节七水硫酸亚铁溶液的pH值为2。
4.根据权利要求1或2或3所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述絮凝剂的加入量为七水硫酸亚铁计质量的0.05wt％。
5.根据权利要求1-4任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，在加入絮凝剂前，对经钛的水解处理后的溶液进行降温，至体系温度降为室温。
6.根据权利要求1-5任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，向经钛的水解处理后的七水硫酸亚铁溶液中加入铁粉或铁皮至溶液的pH值为2～3，对溶液中的Fe3+进行还原处理，其中，铁粉的加入量为七水硫酸亚铁质量的3～5wt％。
7.根据权利要求6所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，向经钛的水解处理、Fe3+还原处理后的七水硫酸亚铁溶液中加入10wt％的碱溶液，调节溶液的pH值为6.0～6.5，去除钛白粉副产物硫酸亚铁中的其它杂质。
8.根据权利要求1-7任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，步骤(1)中静置沉降的时间为1～2h。
9.根据权利要求1-8任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，步骤(2)中，控制体系pH值为6.5～7.2。
10.根据权利要求1-9任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，所述碱溶液与七水硫酸亚铁的质量比为0.05～0.09。
11.根据权利要求1-11任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，将步骤(2)中反应后的体系溶液稀释至200～300g/L。
12.根据权利要求1-12任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，经2.5～11小时后体系pH值达3～4。
13.根据权利要求1-13任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，在4～8小时内升温至75～85℃。
14.根据权利要求1-13任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，每分钟通入所述空气量为反应器体积的1/40～1/10。
15.根据权利要求1-14任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，向稀释后的溶液中加入过量铁皮，维持体系pH值为2～3.5。
16.根据权利要求1-15任一所述的利用钛白粉副产物硫酸亚铁制备氧化铁黄的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，对步骤(3)中制备得到的氧化铁黄晶种进行稀释至100～150g/L。
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