DE814630C

DE814630C - Verfahren zur Herstellung von Eisenoxydpigmenten

Info

Publication number: DE814630C
Application number: DEP1146A
Authority: DE
Inventors: Peter James Atkins; John Buttery Peel
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1947-12-15
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1951-09-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Eisenoxydpigmenten Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Farbstoffen und insbesondere auf die Herstellung von roten, klaren Eisenoxydfarbstoffen.
Es ist bekannt, daß braune Eisenoxydpigmente dadurch hergestellt werden können, daß eine heiße, alkalische Suspension von Ferrocarbonat mit Luft oxydiert wird, jedoch wurde bisher nicht die Herstellung von klaren, roten Eisenoxydpigmenten durch ein entsprechendes Verfahren beschrieben.
Es wurde nun gefunden, daß rote Eisenoxydpigmente von ausgezeichneter Klarheit durch ein derartiges Verfahren hergestellt werden können, wenn die Suspension des zur Verwendung gelangenden Ferrocarbonats eine geringe Menge einer Magnesiumverbindung enthält. Die Erfindung schlägt nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von Eisenoxydpigmenten vor, welches darin besteht, daß eine wäßrige alkalische Suspension von Ferrocarbonat und Magnesiumcarbonat, welche zwischen etwa o,i und 7,o Teile Magnesium auf je ioo Teile Eisen enthält, bei einer nicht unter 6o' liegenden Temperatur mit Luft behandelt wird.
Unter der Bezeichnung Magnesiumcarbonat wird hierbei jede Verbindung verstanden, welche dadurch als hergestellt betrachtet werden kann, daß ein teilweiser oder vollkommener Ersatz der Wasserstoffatome der Kohlensäure durch Magnesiumatome stattgefunden hat, d. h. daß hierunter auch beispielsweise Hydroxydcarbonate, Bicarbonate und basische Carbonate verstanden werden. Die Suspension von Ferro- und Magnesiumcarbonaten kann beispielsweise hergestellt werden, indem erstens ein lösliches Magnesiumsalz einer Lösung von Ferrosalz zugefügt wird, beispielsweise das Chlorid oder Sulfat, worauf dann eine AlkalimetallEarbonatlösung zugegeben wird, zweitens durch Ausfällen von Magnesiumcarbonat, indem Alkalimetallcarbonat einer Lösung eines Magnesiumsalzes zugegeben wird und diese Suspension einer Ferrosalzlösung hinzugegeben wird, worauf dann das Alkalimetallcarbonat hinzugefügt wird, oder drittens einfach durch Mischen von Magnesiumcarbonatsuspension mit einer Ferrocarbonatsuspension.
Wie schon erwähnt, beträgt die Menge von Magnesium zwischen o,i Teil pro ioo Teile Eisen und etwa Teile pro ioo Teile Eisen. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn zwischen etwa 1,7 und 3,4 Teile Magnesium je Zoo Teilen Eisen hinzugefügt werden. Zusätzlich zu dem :Magnesium können auch bis zu etwa io Teilen Zink und/oder bis zu etwa 4 Teilen Aluminium je ioo Teile Eisen Anwendung finden. Das Zink findet in der Form des Carbonats und das Aluminium in der Form des Hydroxyds Anwendung. Das Aluminiumhydroxyd kann gewünschtenfalls gefällt werden durch Hinzufügen eines Alkalicarbonats zu einer Aluminiumsalzlösung, wobei das sich bildende Aluminiumcarbonat zum Hydroxyd hydrolysiert wird.
Die Lufteinblasstufe muß bei einer Temperatur durchgeführt werden, die nicht unter 6o0 liegt. In der Praxis haben sich Temperaturen zwischen 6o und 95' C als zweckmäßig herausgestellt.
Die Pigmente können gewünschtenfalls auf einem inerten, weißen Grundstoff niedergeschlagen werden. So wird beispielsweise eine geringe Menge von Bariumchlorid einer Ferrosalzlösung vor dem Ausfällen des Ferrocarbonats hinzugefügt, und auf diese Weise entsteht ein kolloidaler Niederschlag von Bariumsulfat, der einen geeigneten inerten, weißen Grundstoff darstellt. Es können verschiedene Verhältnisse des weißen Grundstoffes Anwendung finden, um jedoch die höchste Färbekraft des Pigments zu erzielen, sollte das Gewicht des angewandten weißen Grundstoffes vorzugsweise nicht mehr betragen als etwa 1o0/0 des Gewichts des Pigments.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Pigmente sind wesentlich klarer als diejenigen, welche in Abwesenheit von Magnesium hergestellt werden.
In den folgenden Beispielen sind einige Ausführungsformen des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens angegeben, worauf diese jedoch nicht beschränkt ist. Beispiel i 34,4 Teile Eisenvitriol (FeS04 ' 7H20) und i,2Teile Magnesiumsulfat (M9S04 - 7 H,0) werden in 72 Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Eine kalte Lösung von Soda, hergestellt durch Auflösen von 17 Teilen Natriumcarbonat in 5o Teilen Wasser, wird dann zugegeben, bis die Lösung leicht alkalisch ist. Der p,7-Wert der Suspension wird dann durch Zugabe eines Alkalis oder einer Mineralsäure auf etwa 8,6 eingestellt. Die Suspension wird dann auf 8o' C erwärmt und durch Durchblasen von Luft 18 bis 2o Stunden lang bei 8o' C oxydiert, bis der Fermeisengehalt der Lösung unter i0/0 liegt. Das Pigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo° C getrocknet.
Auf diese Weise entsteht ein klarrotes Pigment. Wenn in dem angegebenen Verfahren durch die Suspension 2o bis 24 Stunden lang bei 6o' C Luft durchgeleitet wird anstatt 18 bis 2o Stunden lang bei 8o', entsteht ein klares gelblich-rotes Pigment, und wenn durch die Suspension 18 bis 2o Stunden lang bei 95' Luft durchgeblasen wird, wird ein klares bläulich-rotes Pigment erhalten. Wenn in Abwesenheit von Magnesium gearbeitet wird, entsteht ein weichrotes Pigment, welches wesentlich dunkler ist als die beschriebenen Pigmente. Beispiel 2 34,4 Teile Eisenvitriol und 4,8 Teile Magnesiumsulfat (Mg SO, - 7 H20) werden in 8o Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Dann wird eine kalte Lösung zugegeben, welche durch Auflösen von i8 Teilen Natriumcarbonat in 53 Teilen Wasser hergestellt worden ist, und zwar so lange, bis die Mischung schwach al- kalisch ist. Der pH-Wert der Suspension wird dann auf etwa 8,6 eingestellt und die Suspension auf 8o' C erwärmt.
Dann wird 18.. bis 20 Stunden lang bei 8o' C Luft durch die Suspension geblasen, bis der Ferroionengehalt unter i°/° liegt. Das Pigment wird abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Auf diese Weise wird ein gelblichrotes Pigment erhalten. Beispiel 3 Einer kalten Lösung von o,52 Teilen calcinierter Soda in 2 Teilen Wasser wird eine kalte Lösung von 1,2 Teilen Magnesiumsulfat (Mg S04 - 7 H20) in4 Teilen Wasser hinzugefügt. Die so erhaltene Suspension wird dann einer kalten Auflösung von 34,4 Teilen Eisenvitriol, aufgelöst in 72 Teilen Wasser, hinzugefügt. Dann wird eine Lösung von 17 Teilen calcinierter Soda in 5o Teilen Wasser zugegeben, bis die Suspension schwach alkalisch ist. Der pH-Wert wird dann auf etwa 8,6 eingestellt, und die Suspension wird auf 8o' erwärmt. Durch die Suspension wird bei 8o' C 18 bis 2o Stunden lang Luft durchgeblasen, bis der Ferroionengehalt unter i0/0 liegt. Das Pigment wird abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet. Es entsteht ein klarrotes Pigment. Beispiel 4 Eine kalte Auflösung von 17 Teilen calcinierter Soda in 5o Teilen Wasser wird einer kalten Auflösung von 34,4 Teilen Eisenvitriol in 72 Teilen Wasser zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Dann wird eine Lösung von 0,52 Teilen calcinierter Soda in 2 Teilen Wasser einer kalten Auflösung von 1,2 Teilen Magnesiumsulfat (M9S04 ' 7H20) zugegeben, und die so erhaltene Suspension wird dann derjenigen hinzugefügt, welche aus der Eisenvitriol- und der calcinierten Sodalösung in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurde. Die Suspension wird auf 8o' C erwärmt und durch Einblasen von Luft bei 8o' C 18 bis 20 Stunden lang oxydiert, was so lange fortgesetzt wird, bis der Ferroeisengehalt weniger als i0/, beträgt. Das Pigment wird abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo° C getrocknet.
Es entsteht ein klarrotes Pigment. Beispiel 5 i,i Teile Magnesiumsulfat (M9S04 - 7 H20) werden in So Teilen einer Ferrochloridlösung aufgelöst, welche 300 g Ferrochlorid pro Liter Lösung enthält. Dann wird eine kalte Lösung von 14 Teilen Natriumcarbonat in So Teilen Wasser zugegeben, bis die Suspension schwach alkalisch ist. Der pH-Wert wird dann auf etwa 8,6 eingestellt. Die Suspension wird auf 8o' erwärmt und bei 8o' C 18 bis 20 Stunden lang Luft so lange durchgeblasen, bis der Ferroeisengehalt unter 10 ,/o beträgt. Das Pigment wird abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet. , Es entsteht auf diese Weise ein klarrotes Pigment. Beispiel 6 34,4 Teile Eisenvitriol und 2,4 Teile Magnesiumsulfat (Mg S04 - 7 H20) werden in 72 Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Dann wird eine kalte Lösung von 17 Teilen cal cinierter Soda in So Teilen Wasser zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert wird auf etwa 8,o eingestellt. Die Suspension wird dann auf 8o' C erwärmt und bei dieser Temperatur 18 bis 2o Stunden lang heftig Luft durchgeblasen, bis der Ferroeisengehalt unter i°/, beträgt. Das Pigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Es wird ein klares, gelblichrotes Pigment erhalten. Beispiel 7 34.4 Teile Eisenvitriol (FeS04 ' 7H20), 4,8 Teile Magnesiumsulfat (1#lg S04 ' 7H20) und i,4 Teile Zinksrilfat (ZnS04 - 7H20) werden in 72 Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Es wird eine kalte Lösung von calcinierter Soda, hergestellt durch Auflösen von 18 Teilen calcinierter Soda (Na, CO,) in So Teilen Wasser, zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert der Suspension wird dann auf etwa 8,6 eingestellt, indem eine Alkalilösung oder eine Mineralsäure zugegeben werden. Die Suspension wird dann auf 8o' C erwärmt und durch Einblasen von Luft 18 bis 20 Stunden lang oxydiert, bis der Ferroeisengelialt unter i0,/, beträgt. Das Pigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo° C getrocknet. Es entsteht ein mittelrotes Pigment. Beispiel 8 34.4 Teile Eisenvitriol (FeS04 ' 7H20), i,2 Teile Magnesiumsulfat (Mg S04 - 7 H20) und 2,8 Teile Zinksulfat (Zn S04 - 7 H20) werden in 72 Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Es wird eine kalte Lösung von calcinierter Soda, hergestellt durch Auflösen von 17 Teilen calcinierter Soda (Na, CO,) in So Teilen Wasser, zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert der Suspension wird dann durch Zugabe eines Alkali oder einer Mineralsäure auf 8,6 eingestellt. Die Suspension wird dann auf 8o' C erwärmt und durch Einblasen von Luft 18 bis 2o Stunden lang oxydiert, bis der Ferrogehalt unter i°/" liegt. Das Pigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Es entsteht ein gelblichrotes Pigment. Beispiel 9 34,4 Teile Eisenvitriol, 1,2 Teile Magnesiumsulfat und 1,4 Teile Zinksulfat werden in 7o Teilen kaltem Wasser aufgelöst. o,6 Teile Bßriumchlorid (BaCl2) werden in 2 Teilen kaltem Wasser aufgelöst und zugegeben. Dann wird eine kalte Lösung von calcinierter Soda, hergestellt durch Auflösen von 17 Teilen calcinierter Soda in 15 Teilen kaltem Wasser, hinzugefügt, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert der Suspension wird dann durch Zugabe von Alkali oder Mineralsäure auf etwa 8,6 eingestellt. Die Suspension wird dann auf 8o' C erwärmt und durch 18- bis 20-stündiges Einblasen von Luft oxydiert, bis der Ferrogehalt weniger als 10/, beträgt. Das Pigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Es entsteht ein klarrotes Pigment. Beispiel io i,1 Teile Magnesiumsulfat und 1,28 Teile Zinksulfat werden in So Teilen einer kalten Lösung von Ferrochlorid aufgelöst, die 300 g FeCl2 pro Liter enthält. Dann wird eine kalte Lösung von 16 Teilen calcinierter Soda in So Teilen Wasser zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert der Suspension wird dann auf etwa 8,6 eingestellt durch Zugabe von Alkali oder Mineralsäure. Die Suspension wird dann auf 8o' C erwärmt und 18 bis 2o Stunden lang durch Einblasen von Luft oxydiert, bis der Ferrogehalt weniger als i % beträgt. Das Pigment wird abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Es entsteht ein gelblichrotes Pigment. Beispiel ii 34,4 Teile Eisenvitriol, 4,8 Teile Magnesiumsulfat und 1,2 Teile Aluminiumsulfat (Al2[S04]3 - i8$20) werden in 72 Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Dann wird eine kalte Lösung von calcinierter .Soda, hergegestellt durch Auflösen von 18 Teilen calcinierter Soda in So Teilen Wasser, zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert der Suspension wird dann durch Zugabe von Aklali oder Mineralsäure auf etwa 8,6 eingestellt. Die Suspension wird auf 8o' C erwärmt und durch 18- bis 20stündiges Einleiten von Luft oxydiert, bis der Ferrogehalt unter i°/, liegt. Das Pigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Es wird ein orangerotes Pigment erhalten. Beispiel 12 34,4 Teile Eisenvitriol (Fe S04 - 7H20), 4,8 Teile Aluminiumsulfat (Al2[S O4]3 # i8 H20) und 4,8 Teile Magnesiumsulfat (Mg S 04 - 7 H2 O) werden in 72 Teilen kaltem Wasser aufgelöst. Dann wird eine kalte Lösung von calcinierter Soda, hergestellt durch Auflösen von 2o Teilen calcinierter Soda in So Teilen kaltem Wasser, zugegeben, bis die Lösung schwach alkalisch ist. Der pH-Wert der Lösung wird dann auf etwa 8,6 durch Zugabe von Alkali oder Mineralsäure eingestellt. Die Suspension wird darauf auf 8o' C erwärmt und durch 18- bis 2ostündiges Einblasen von Luft oxydiert, bis der Ferrogehalt unter i % liegt. DasPigment wird dann abfiltriert, gewaschen und bei 8o bis ioo ° C getrocknet.
Es wird ein gelblich-rotes Pigment erhalten.

Claims

PATENTANSPRücHE: i. Verfahren zur Herstellung von Eisenoxydpigmenten, dadurch gekennzeichnet, daB eine wäB-rige alkalische Suspension von Ferrocarbonat und Magnesiumcarbonat, welche zwischen etwa o, i und 7,0 vorzugsweise zwischen etwa 1,7 und 3,4, Teile Magnesium auf je ioo Teile Eisen enthält, bei einer Temperatur nicht unter 6o' mit Luft behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension von Feirocarbonat und Magnesiumcarbonat bis zu etwa io Teile Zink (in Form des Carbonats) und/oder bis zu etwa 4Teile Aluminium (in Form des Carbonats oder Hydroxyds) auf Zoo Teile Eisen enthält.