ES2246766T3

ES2246766T3 - Procedimiento para la obtencion de magnetitas por precipitacion.

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Publication number: ES2246766T3
Application number: ES00107992T
Authority: ES
Inventors: Ulrich Dr. Meisen
Original assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Current assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2020-04-18
Also published as: ATE301616T1; DE19919791A1; JP4745485B2; JP2000351630A; EP1048619A1; DE50010903D1; US6280649B1; EP1048619B1

Abstract

Procedimiento para la obtención de una magnetita con una superficie específica desde 9 hasta 15 m2/g, con una fuerza coercitiva de 45 Oe 3, 58 KA/m hasta 75 Oe 5, 97 KA/m, con un tamaño de las partículas de 0, 1 m y con un peso a granel de 1, 1 hasta 1, 3 g/cm3, caracterizado porque a. se dispone un componente alcalino en forma de una solución acuosa bajo gas protector, b. se añade un componente de silicato en una cantidad desde 1, 0 hasta 3, 0 % en moles de Si, referido al Fe, c. se calienta a una temperatura de precipitación desde 65 hasta 80ºC, preferentemente desde 65 hasta 75ºC, d. se añade un componente ferroso-II con una velocidad desde 0, 5 hasta 1, 5 moles de Fe/h por equivalente de agente de precipitación hasta un valor del pH de la suspensión desde 7, 0 hasta 8, 5, preferentemente desde 7, 2 hasta 7, 6, e. se lleva a cabo la oxidación de la suspensión con un agente oxidante con una velocidad desde 20 hasta 5 % en moles de Fe-II/h, preferentemente desde 14 hasta 10 % en moles de Fe-II/h, hasta un contenido en Fe- III desde 65 hasta 75 % en moles de Fe-III.

Description

Procedimiento para la obtención de magnetitas por precipitación.

Esta invención se refiere a un procedimiento para la obtención de partículas de magnetita. Éstas se emplean en la fabricación de polvos de toner.

Las magnetitas, en forma de partículas, que se fabrican mediante procedimientos de precipitación a partir de soluciones acuosas son conocidas desde hace mucho tiempo. Se conoce ya por la publicación US-A-0 802 928 (Fireman, 1905) la obtención de magnetita mediante precipitación de sulfato ferroso-II con un componente alcalino y a continuación oxidación con aire. A partir de esta invención de base se han concedido, desde entonces, numerosas patentes para la obtención de magnetitas mediante el procedimiento de precipitación.

Estos materiales encontraron aplicación, en primer lugar, para la obtención de colores de todo tipo. La ventaja especial de las magnetitas frente a los colorantes orgánicos y al hollín reside en su estabilidad frente a la intemperie mucho mejor, de manera que tales colores pueden emplearse incluso en el exterior.

Además, se emplean magnetitas precipitadas para la coloración en masa de piezas moldeadas de hormigón, tales como adoquines de hormigón o tejas de hormigón.

Desde hace algún tiempo se emplean las magnetitas, también, en la electrofotografía para la fabricación de polvos de toner. Para la fabricación de polvos de toner para aparatos copiadores con polvos de toner de un solo componente se emplean, de forma especialmente preferente, magnetitas, que se fabrican según el procedimiento de precipitación. Los polvos de toner, magnéticos, empleados en este caso, tienen que presentar determinadas propiedades.

A medida que se llevaba a cabo el desarrollo y la mejora de los aparatos copiadores y de las impresoras, fueron cada vez mayores las exigencias requeridas a los polvos de toner, magnéticos, y, por lo tanto, a la magnetita empleada para ello. La generación más reciente de aparatos impresores alcanza una resolución mayor que 400 dpi (puntos por pulgada), lo cual ha conducido al desarrollo de polvos de toner finamente divididos con una distribución muy estrecha del tamaño de las partículas.

Esto tiene como consecuencia que las magnetitas, necesarias para ello, tienen que presentar una distribución muy estrecha del tamaño de las partículas. Además se requiere un determinado tamaño de las partículas de manera que se garantice una distribución homogénea de las partículas de magnetita en el polvo de toner acabado. Las magnetitas, propiamente dichas, deben tener una resistencia eléctrica suficientemente elevada para estabilizar la imagen latente durante la transferencia electrostática.

Además la fuerza coercitiva, la magnetización a la saturación y, ante todo, la magnetización remanente deben encontrarse en una relación correcta con respecto a las intensidades del campo que reinan en la máquina. Por lo tanto es necesario desarrollar para cada clase de aparatos copiadores, polvos de toner y, por lo tanto, magnetitas, con propiedades especiales.

Así pues, existía la necesidad de un procedimiento para la obtención de magnetitas, que presentasen propiedades que les hiciesen adecuadas para el empleo en colores para la coloración en masa de papel, de material sintético, de barnices, de fibras y de hormigón así como para la fabricación de polvos de toner magnéticos.

La obtención de las magnetitas según el procedimiento de precipitación con adición de silicio se describe en la publicación JP-A-51.044 298 (Showa). Pueden fabricarse magnetitas puras por precipitación, sin adición de elementos extraños, de manera discontinua de acuerdo con la publicación DE-A-3 209 469 o de manera continua según la publicación DE-A-2 618 058. En el caso de las patentes anteriormente citadas se emplea FeSO_{4} como sal ferrosa-II.

Sin embargo es posible también emplear cualquier sal ferrosa-II soluble para la fabricación de una magnetita según el procedimiento de precipitación. Especialmente entra en consideración, en este caso, la sal de hierro constituida por el FeCl_{2}, como se describe en la publicación DE-A-3 004 718. El empleo de FeSO_{4} o de FeCl_{2} tiene la ventaja de que ambos productos pueden ser adquiridos en grandes cantidades, de una manera muy económica como productos secundarios de la industria transformadora del hierro. Como agentes para la precipitación entran en consideración, además del hidróxido de sodio, empleado en el caso más frecuente, también CaO o CaCO_{3} (DE-A-3 004 718), amoníaco (DE-A-2 460 493) o Na_{2}CO_{3}, MgCO_{3} o MgO (EP-A-0 187 331). Como agente oxidante se emplea aire, por regla general.

Sin embargo, se han descrito también procedimientos para la oxidación con nitratos (DD-A-0 216 040 y DD-A-0 284 478).

Para el empleo en polvos de toner, magnéticos, es especialmente ventajosa la fabricación de magnetita que contenga Si. Éstas tienen un comportamiento a la carga diferente al de las magnetitas puras y presentan, con idéntico tamaño de partícula, una mayor estabilidad térmica. Un procedimiento para la obtención de tales partículas se ha descrito en la publicación JP-A-61.034 070 (Showa). En este caso se añade el componente de Si al sulfato ferroso-II, lo cual conduce a la precipitación de ácido silícico y, por lo tanto, a una distribución irregular del Si en la red cristalina de la magnetita.

En la publicación US-A-4 992 191 se describe una magnetita con un 0,1 hasta un 5,0% en átomos de Si referido al Fe, que sería especialmente adecuado para la fabricación de polvos de toner. En este caso es especialmente importante que se enriquezca el Si superficialmente, como se ha descrito en la publicación EP-A-0 808 801, o que se distribuya homogéneamente a través del conjunto de las partículas. Además se han dado a conocer modificaciones inorgánicas superficiales en la publicación US-A-5 688 852. En este caso se emplean, además del Si, los elementos Al, Zr y Ti en forma de sus óxidos o de sus hidróxidos. Además se han dado a conocer, también, tratamientos finales orgánicos, como los que se han descrito por ejemplo en la publicación EP-A-0 750 233. En este caso juegan especialmente un papel los ésteres que contengan titanio de los ácidos grasos de cadena larga.

El tamaño de las partículas y la forma de las partículas de la magnetita puede controlarse mediante el pH de la precipitación. En el caso de valores de pH elevados y de valores correspondientemente bajos para la relación Fe-II/NaOH (menor que 0,47) se obtienen octaedros. Estas partículas tienen la fuerza coercitiva y la remanencia relativas máximas. Si se precipita la magnetita en el intervalo de la relación Fe-II/NaOH por encima de 0,48, se obtendrán partículas redondas, de manera creciente, que se caracterizan por una remanencia muy baja. Además, estas partículas tienen una distribución relativamente fina, en comparación con las magnetitas fabricadas con otros valores del pH. Estas correlaciones se descubrieron ya en 1974 por Kiyama (Bull. Chem. Soc. Japón, 47(7), 1974,
1646-50).

Otro agente, para la fabricación de magnetitas con una distribución más fina, consiste en la reducción de la temperatura para la precipitación y para la reacción. A partir del trabajo anteriormente citado de Kiyama se sabe que el intervalo de existencia del Fe_{3}O_{4} se reduce a medida que desciende la temperatura. Así pues se formará magnetita pura con la relación Fe-II/NaOH desde 0,55 hasta 0,45 a una temperatura de 50ºC. Si aumenta la temperatura de la precipitación y la temperatura de la reacción, se amplía el campo de existencia de la magnetita. Especialmente se obtiene magnetita en el intervalo alcalino a temperaturas más elevadas.

Otro factor importante, que influye sobre la obtención de las magnetitas por precipitación, consiste en el agente de oxidación. En el caso del oxígeno del aire la eficacia depende de la distribución de las burbujas de aire en la suspensión. En general, a medida que aumenta la corriente de aire, aumenta la tendencia a la formación de goethita, que es termodinámicamente más estable.

Cuando quieran fabricarse magnetitas finamente dividas, será necesario desarrollar un procedimiento que tenga en consideración todos los hechos anteriormente indicados. Además, es importante que los eventuales aditivos (por ejemplo Si u otros metales) puedan desplazar en gran medida la tendencia a la formación de magnetita.

La presente invención tenía por lo tanto como tarea desarrollar un procedimiento para la obtención de magnetitas, que sean especialmente adecuadas para el empleo en polvos de toner, de un solo componente, finamente divididos. Tales magnetitas deben presentar, además de tamaños de partícula menores (aproximadamente 0,1 \mum), una baja remanencia, una baja fuerza coercitiva y una estabilidad a la temperatura suficientemente elevada.

Tales magnetitas deben presentar, además, una distribución estrecha del tamaño de las partículas.

Esta tarea se resuelve mediante la puesta a disposición del procedimiento siguiente:

1.: disposición de un componente alcalino bajo corriente de gas protector,

2.: adición de los componentes de silicato,

3.: calentamiento de esta mezcla bajo agitación hasta la temperatura de precipitación,

4.: dosificación de un componente ferroso-II,

5.: calentamiento hasta la temperatura de la reacción,

6.: oxidación con un agente oxidante hasta un contenido en Fe-III mayor que el 65% en moles.

El objeto de la invención es, por lo tanto, un procedimiento para la obtención de magnetitas de precipitación con una superficie específica desde 9 hasta 15 m^{2}/g, una fuerza coercitiva de 45 Oe \hat{=} 3,58 KA/m hasta 75 Oe \hat{=} 5,97 KA/m, un tamaño de las partículas de aproximadamente 0,1 \mum y una densidad a granel de 1,1 hasta 1,3 g/cm^{3}, que abarca las etapas siguientes.

a.: se dispone un componente alcalino en forma de una solución acuosa bajo gas protector,

b.: se añade un componente de silicato en una cantidad desde 1,0 hasta 3,0% en moles referido al Fe, preferentemente desde 1,7 hasta 2,5% en moles de Si referido al Fe,

c.: se calienta a una temperatura de precipitación desde 60 hasta 80ºC, preferentemente desde 65 hasta 75ºC,

d.: se añade un componente ferroso-II con una velocidad desde 0,5 hasta 1,5 moles de Fe/h por equivalente de agente de precipitación hasta un valor del pH de la suspensión desde 7,0 hasta 8,5, preferentemente desde 7,2 hasta 7,6,

e.: se lleva a cabo la oxidación de la suspensión con un agente oxidante con una velocidad desde 20 hasta 5% en moles de Fe-II/h, preferentemente desde 14 hasta 10% en moles de Fe-II/h, hasta un contenido en Fe-III desde 65 hasta 75% en moles de Fe-III.

Como componente alcalino puede emplearse un hidróxido alcalino, un hidróxido alcalinotérreo, un óxido alcalinotérreo, un carbonato alcalino, MgCO_{3} o amoníaco. Como componente del silicato se empleará, de manera típica, un silicato alcalino soluble en agua. El hierro-II se empleará, de manera típica, en forma de un componente de Fe-II soluble en agua, encontrando aplicación de forma especialmente preferente el FeSO_{4} o el FeCl_{2}. Sin embargo es posible también emplear otros compuestos de Fe-II solubles en agua.

Como agentes oxidantes entran en consideración el oxígeno del aire, el oxígeno puro, el H_{2}O_{2}, los cloratos(V) de metales alcalinos, los percloratos(VII) de los metales alcalinos, el cloro o los nitratos. Por motivos económicos se emplearán de forma especialmente preferente el oxígeno del aire, el oxígeno puro, el H_{2}O_{2} o el nitrato de sodio.

Durante la oxidación debe tenerse en consideración que la velocidad de la oxidación no se elija demasiado elevada puesto que se formaría como segundo compuesto el \alpha-FeOOH indeseado. La velocidad de oxidación debe encontrarse entre 20 y 5% en moles de Fe-II/h. Esta oxidación se refiere a una magnetita estequiométrica con un 33,3% en moles de Fe-II. Para preparar una magnetita de este tipo, a partir de una solución de Fe-II pura, deben oxidarse, por lo tanto, únicamente el 66,6% del Fe-II para dar Fe-III.

Cuando se oxide una carga con 10 moles de sulfato ferroso-II es decir en 5 horas, para dar magnetita, se producirá una velocidad de oxidación del 20% en moles de Fe-II/h, puesto que la cantidad de Fe-II a ser oxidada es de 6,66 moles.

Una forma de realización especialmente preferente para la obtención de la magnetita reivindicada es el siguiente:

Se dispone lejía de hidróxido de sodio, con un contenido de 300 g de NaOH por litro, en una cuba con agitado, discontinua bajo agitación y por goteo de gas protector. A esta lejía de hidróxido de sodio se le añade la cantidad determinada de silicato de sodio con un contenido de 125 g/l de Si. A continuación se calienta hasta la temperatura pretendida para la precipitación. Una vez que se ha alcanzado la temperatura de precipitación se precipita con una solución de hierro-II (por ejemplo FeSO_{4}) hasta que se alcance el valor pretendido para el pH.

La temperatura para la precipitación se encuentra comprendida en este caso entre 60 y 80ºC, preferentemente entre 65 y 75ºC. Como componente de hierro-II se empleará solución de FeSO_{4} o solución de FeCl_{2}. Esta solución tiene un contenido en Fe desde 60 hasta 180 g de Fe/l, preferentemente desde 65 hasta 120 g, preferentemente desde 80 hasta 95 g de Fe/l. El contenido en Fe-III de la solución está comprendido entre 0,2 y 1,2% en moles, preferentemente entre 0,3 y 0,6% en moles de Fe-III. El valor del pH pretendido se encuentra comprendido entre 7,0 y 8,5, preferentemente entre 7,2 y 7,6.

La dosificación del componente de Fe-II se lleva a cabo con una velocidad desde 0,5 hasta 1,5 moles de Fe/h por equivalente del agente para la precipitación. Una vez que se ha concluido la adición de la cantidad del componente de Fe-II, se calienta hasta la temperatura de la reacción. En muchos casos la temperatura para la precipitación y la temperatura de la reacción son idénticas, de manera que no se requiere una etapa especial de calentamiento.

Una vez que se haya alcanzado la temperatura de la reacción, se concluirá el gasificado con el gas protector y se iniciará la adición del agente oxidante. En el caso en que se lleve a cabo el gasificado con aire, se introducirá el aire a través de un dispositivo de gasificación situado por debajo del agitador. La velocidad elegida para la oxidación está comprendida entre 20 y 5% en moles de Fe-II/h, preferentemente entre 14 y 10% en moles de Fe-II/h.

La medida de las propiedades de la magnetita acabada se lleva a cabo según los métodos descritos más adelante.

1.: El valor magnético (fuerza coercitiva, magnetización a la saturación específica, magnetización remanente específica) se miden en el magnetómetro con vibración de las muestras con una intensidad de campo de 5.000 Oe \hat{=} 397,9 KA/m.

2.: La superficie BET se mide según DIN 66 131. Mezcla gaseosa: 90% de He, 10% de N2, temperatura para la medida: 77,4 K, calentamiento hasta 140ºC, 60 minutos.

3.: Análisis elemental del Si: se determina el Si mediante análisis espectral por medio de ICP-OES.

4.: Análisis elemental del Fe, del Fe-II, del Fe-III: determinaciones según DIN 55 913. El contenido en Fe-II se determina mediante valoración volumétrica con KMnO_{4} por medio de un memodispositivo para la valoración por volumetría (Mettler DL-70). El Fe-III se determina de manera análoga a la del TiCl_{3}. El contenido total en hierro se calcula a partir de los dos valores individuales y mediante gravimetría. La determinación de los contenidos en ambas soluciones para la medida se lleva a cabo diariamente.

5.: Forma de las partículas, tamaño de las partículas: estimación del tamaño y de la forma de las partículas a partir de una fotografía tomada mediante microscopia de transmisión (TEM) con un aumento de 30.000.

6.: Determinación del peso a granel: el peso a granel se mide según ISO 787.

Ejemplos Ejemplo 1

Se dispusieron en una cuba con agitador, de 100 m^{3} de volumen útil, 8.000 kg de lejía de hidróxido de sodio con un contenido de 300 g/l, lo que corresponde a 200 Kmoles de NaOH. A esta lejía de hidróxido de sodio se le añadieron 2 Kmoles de Si en forma de solución de vidrio soluble con un contenido de 170 g de Si/l.

Tras la conexión de la gasificación con nitrógeno y del agitador se calentó la solución hasta 70ºC. A continuación se bombearon, en el transcurso de 51 minutos, 54,25 m^{3} de solución de sulfato ferroso-II con un contenido de 103 g de Fe/l. La velocidad de la precipitación fue, por lo tanto, de 0,589 moles de Fe/h\cdotmol de NaOH.

El contenido en Fe-III de la solución de sulfato de hierro corresponde a 0,42% en moles de Fe-III. Una vez concluida la adición se ajusta a un valor del pH de 7,4 (medido a 70ºC). A continuación se desconectó la gasificación con nitrógeno y se gasificó con 200 m^{3}/h de aire a través de un anillo gasificador dispuesto por debajo del agitador. La gasificación se interrumpió al cabo de 7,5 horas, una vez que se había alcanzado un contenido en Fe-III del 67,3% en moles. La velocidad de la oxidación fue, por lo tanto, de 13,33% en moles de Fe-II/h.

Una vez concluida esta reacción se filtró la suspensión, se lavó profundamente con agua totalmente desalinizada y se secó a 80ºC bajo aire. El polvo obtenido se molió en un molino de impacto.

La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:

Contenido en Si:		0,72% en peso
Fuerza coercitiva:		74 Oe	\hat{=} 5,89 KA/m
Remanencia específica:		156 Gcm^{3}/g	\hat{=} 15,6 nTm^{3}/g
Magnetización de saturación específica:		1.071 Gcm^{3}/g	\hat{=} 107,1 nTm^{3}/g
Tamaño de las partículas:	0,1 \mum
Superficie BET:		14,3 m^{2}/g
Peso a granel:		1,15 g/cm^{3}

Ejemplo 2

Se dispusieron en una cuba con agitador, de 100 m^{3} de volumen útil, 8.000 kg de lejía de hidróxido de sodio con un contenido de 300 g/l, lo que corresponde a 200 Kmoles de NaOH. A esta lejía de hidróxido de sodio se le añadieron 2,4 Kmoles de Si en forma de solución de vidrio soluble con un contenido de 170 g de Si/l.

Tras conexión del gasificado con nitrógeno y del agitador se calentó la solución hasta 70ºC. A continuación se bombearon, en el transcurso de 51 minutos, 59,25 m^{3} de solución de sulfato ferroso-II con un contenido de 96 g de Fe/l. El contenido en Fe-III de la solución de sulfato de hierro correspondía a 0,51% en moles de Fe-III. La velocidad de precipitación fue, por lo tanto, de 0,599 moles de Fe/h\cdotmol de NaOH.

Una vez concluida la adición se ajustó a un valor del pH de 7,1 (medido a 70ºC). A continuación se desconectó la gasificación con nitrógeno y se gasificó con 200 m^{3}/h de aire a través de un anillo gasificador dispuesto por debajo del agitador. La gasificación se interrumpió al cabo de 8,5 horas, una vez que se había alcanzado un contenido en Fe-III del 67,0% en moles. La velocidad de oxidación fue, por lo tanto, de 11,76% en moles de Fe-II/h.

Una vez concluida la reacción se filtró la suspensión, se lavó profundamente con agua completamente desalinizada y se secó a 80ºC bajo aire. El polvo obtenido se molió en un molino de impacto.

La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:

Contenido en Si:		0,79% en peso
Fuerza coercitiva:		67 Oe	\hat{=} 5,33 KA/m
Remanencia específica:		146 Gcm^{3}/g	\hat{=} 14,6 nTm^{3}/g
Magnetización de saturación específica:		1.065 Gcm^{3}/g	\hat{=} 106,5 nTm^{3}/g
Tamaño de las partículas:	0,1 \mum
Superficie BET:		12,3 m^{2}/g
Peso a granel:		1,12 g/cm^{3}

Ejemplo 3

Se dispusieron en una cuba con agitador, de 30 litros de volumen útil, 1.668 g de lejía de hidróxido de sodio con un contenido de 300 g/l, lo que corresponde a 41,7 moles de NaOH. Se añadieron a esta lejía de hidróxido de sodio 0,42 moles de Si en forma de solución de vidrio soluble con un contenido de 170 g de Si/l.

Tras conexión del gasificado con nitrógeno y del agitador, se calentó la solución hasta 70ºC. En el transcurso de 37 minutos se bombearon, a continuación, 14,72 litros de solución de sulfato ferroso-II con un contenido de 75,9 g de Fe/l. La velocidad de precipitación fue, por lo tanto, de 0,788 moles de Fe/h\cdotmol de NaOH. El contenido en Fe-III de la solución de sulfato de hierro correspondía a 0,61% en moles de Fe-III.

Una vez concluida la adición se ajustó a un valor del pH de 7,4 (medido a 70ºC). A continuación se desconectó la gasificación con nitrógeno y se gasificó con 40 litros/h de aire a través de un anillo gasificador, dispuesto por debajo del agitador. La gasificación se interrumpió al cabo de 519 minutos, una vez que se había alcanzado un contenido en Fe-III del 67,0% en moles. La velocidad de oxidación fue, por lo tanto, de 11,56% en moles de Fe-II/h.

Una vez concluida esta reacción se filtró la suspensión, se lavó profundamente con agua completamente desalinizada y se secó a 80ºC bajo aire. El polvo obtenido se molió en un molino de impacto.

La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:

Contenido en Si:		0,8% en peso
Fuerza coercitiva:		45 Oe	\hat{=} 3,58 KA/m
Remanencia específica:		35 Gcm^{3}/g	\hat{=} 3,5 nTm^{3}/g
Magnetización de saturación específica:		1.111 Gcm^{3}/g	\hat{=} 111,1 nTm^{3}/g
Tamaño de las partículas:	0,1 \mum
Superficie BET:		9,0 m^{2}/g
Peso a granel:		1,22 g/cm^{3}

Ejemplo 4

Se dispusieron en una cuba con agitador, con un volumen de 30 litros útiles, 1.668 g de lejía de hidróxido de sodio con un contenido de 300 g/l, lo que corresponde a 41,7 moles de NaOH. Se añadieron a esta lejía de hidróxido de sodio 0,42 moles de Si en forma de solución de vidrio soluble con un contenido de 170 g de Si/l.

Tras conexión de la gasificación con nitrógeno y del agitador se calentó la solución hasta 65ºC. Se bombearon en el transcurso de 45 minutos, a continuación, 13,52 litros de solución de sulfato ferroso-II con un contenido de 85,0 g de Fe/l. La velocidad de precipitación fue, por lo tanto, de 0,666 moles de Fe/h\cdotmol de NaOH. El contenido en Fe-III de la solución de sulfato de hierro correspondía a 0,47% en moles de Fe-III.

Una vez concluida la adición se ajustó a un valor del pH de 7,3 (medido a 70ºC). A continuación se desconectó la gasificación con nitrógeno y se gasificó con 40 litros/h de aire a través de un anillo gasificador, dispuesto por debajo del agitador. La gasificación se interrumpió al cabo de 495 minutos, una vez que se había alcanzado un contenido en Fe-III del 67,0% en moles. La velocidad de oxidación fue, por lo tanto, de 12,12% en moles de Fe-II/h.

La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:

Contenido en Si:		0,8% en peso
Fuerza coercitiva:		65 Oe	\hat{=} 5,17 KA/m
Remanencia específica:		59 Gcm^{3}/g	\hat{=} 5,9 nTm^{3}/g
Magnetización de saturación específica:		1.067 Gcm^{3}/g	\hat{=} 106,7 nTm^{3}/g
Tamaño de las partículas:	0,1 \mum
Superficie BET:		10,7 m^{2}/g
Peso a granel:		1,20 g/cm^{3}

Ejemplo comparativo 1

Se dispusieron en una cuba con agitador, con un volumen útil de 30 litros, 1.668 g de lejía de hidróxido de sodio con un contenido de 300 g/l, lo que corresponde a 41,7 moles de NaOH. A esta lejía de hidróxido de sodio se añadieron 0,42 moles de Si en forma de solución de vidrio soluble con un contenido de 170 g de Si/l.

Tras conexión de la gasificación con nitrógeno y del agitador se calentó la solución hasta 90ºC. A continuación se bombearon, en el transcurso de 37 minutos, 14,72 litros de solución de sulfato ferroso-II con un contenido de 75,9 g de Fe/l. La velocidad de precipitación fue, por lo tanto, de 0,778 moles de Fe/h\cdotmol de NaOH. El contenido en Fe-III de la solución de sulfato de hierro correspondía a 0,61% en moles de Fe-III.

Una vez concluida la adición se ajustó a un valor del pH de 7,1 (medido a 90ºC). A continuación se desconectó la gasificación con nitrógeno y se gasificó con 40 litros/h de aire a través de un anillo gasificador, dispuesto por debajo del agitador. La gasificación se interrumpió al cabo de 531 minutos una vez que se había alcanzado un contenido en Fe-III del 67,4% en moles. La velocidad de oxidación fue, por lo tanto, de 11,30% en moles de Fe-II/h.

La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:

Contenido en Si:		0,8% en peso
Fuerza coercitiva:		31 Oe	\hat{=} 2,47 KA/m
Remanencia específica:		27 Gcm^{3}/g	\hat{=} 2,7 nTm^{3}/g
Magnetización de saturación específica:		1.093 Gcm^{3}/g	\hat{=} 109,3 nTm^{3}/g
Tamaño de las partículas:	0,2 \mum
Superficie BET:		7,2 m^{2}/g
Peso a granel:		1,08 g/cm^{3}

Este material es adecuado todavía, de manera condicional, para la fabricación de polvo de toner finamente dividido debido al tamaño de sus partículas, es decir que la resolución se empeoró con relación a la de los polvos de toner que habían sido fabricados con magnetitas con una distribución más fina de las partículas.

Ejemplo comparativo 2

Se agregaron a una cuba con agitador, con un volumen útil de 30 litros, 1.860 g de lejía de hidróxido de sodio con un contenido de 300 g/l, lo que corresponde a 46,5 moles de NaOH. Se añadieron a esta lejía de hidróxido de sodio 0,42 moles de Si en forma de solución de vidrio soluble con un contenido de 170 g de Si/l.

Tras conexión de la gasificación con nitrógeno y del agitador se calentó la solución hasta 90ºC. En el transcurso de 37 minutos se bombearon, a continuación, 15,19 litros de solución de sulfato ferroso-II con un contenido de 73,9 g de Fe/l. La velocidad de precipitación fue, por lo tanto, de 0,700 moles de Fe/h\cdotmol de NaOH. El contenido en Fe-III de la solución de sulfato de hierro correspondía a 0,61% en moles de Fe-III.

Una vez concluida la adición se ajustó a un valor del pH de 11,9 (medido a 90ºC). A continuación se desconectó la gasificación con nitrógeno y se gasificó con 40 litros/h de aire a través de un anillo gasificador situado por debajo del agitador. La gasificación se interrumpió al cabo de 702 minutos, una vez que se había alcanzado un contenido en Fe-III del 67,0% en moles. La velocidad de oxidación fue, por lo tanto, de 8,54% en moles de Fe-II/h.

La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:

Contenido en Si:		0,8% en peso
Fuerza coercitiva:		34 Oe	\hat{=} 2,70 KA/m
Remanencia específica:		35 Gcm^{3}/g	\hat{=} 3,5 nTm^{3}/g
Magnetización de saturación específica:		1.175 Gcm^{3}/g	\hat{=} 117,5 nTm^{3}/g
Tamaño de las partículas:	0,5 \mum
Superficie BET:		2,8 m^{2}/g
Peso a granel:		0,45 g/cm^{3}

Esta magnetita ya no es adecuada para la fabricación de polvo de toner finamente dividido, debido al elevado tamaño de las partículas.

Claims

1. Procedimiento para la obtención de una magnetita con una superficie específica desde 9 hasta 15 m^{2}/g, con una fuerza coercitiva de 45 Oe \hat{=} 3,58 KA/m hasta 75 Oe \hat{=} 5,97 KA/m, con un tamaño de las partículas de 0,1 \mum y con un peso a granel de 1,1 hasta 1,3 g/cm^{3}, caracterizado porque

b.: se añade un componente de silicato en una cantidad desde 1,0 hasta 3,0% en moles de Si, referido al Fe,

c.: se calienta a una temperatura de precipitación desde 65 hasta 80ºC, preferentemente desde 65 hasta 75ºC,

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente de silicato (b) se añade en una cantidad desde 1,7 hasta 2,5% en moles de Si, referido a Fe.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el contenido en Fe del componente de hierro-II está comprendido entre 60 y 180 g/l de Fe.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el contenido en Fe del componente de hierro-II está comprendido entre 65 y 120 g/l de Fe.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el contenido en Fe del componente de hierro-II está comprendido entre 80 y 95 g/l de Fe.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el contenido en Fe-III del componente de hierro-II está comprendido entre 0,2 y 1,2% en moles de Fe-III.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el contenido en Fe-III del componente de hierro-II está comprendido entre 0,3 y 0,6% en moles de Fe-III.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como componente de hierro-II se emplea sulfato ferroso-II o cloruro ferroso-II.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se emplean amoníaco, hidróxidos de metales alcalinos, hidróxidos de metales alcalinotérreos, carbonatos de metales alcalinos o MgCO_{3} como componente alcalino.

10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se emplean el oxígeno del aire, el H_{2}O_{2}, el cloro, los cloratos de metales alcalinos o los nitratos como agentes oxidantes.