JPH05345615A - 硝酸第一鉄の製造方法 - Google Patents

硝酸第一鉄の製造方法

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JPH05345615A
JPH05345615A JP15681192A JP15681192A JPH05345615A JP H05345615 A JPH05345615 A JP H05345615A JP 15681192 A JP15681192 A JP 15681192A JP 15681192 A JP15681192 A JP 15681192A JP H05345615 A JPH05345615 A JP H05345615A
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JP
Japan
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iron
nitric acid
acid
weight
comparative example
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JP15681192A
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Mikio Tsuchida
美喜夫 土田
Yuji Nakamura
裕二 中村
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Nissan Chemical Corp
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Nissan Chemical Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、多量のNOxガスの発生や、硝酸
第二鉄等の副生成物の少ない硝酸第一鉄の製造方法を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明は、5〜20重量%の硝酸とこの硝酸
に対して0.5〜20重量%のL−アスコルビン酸、硫
酸ヒドラジン、シュウ酸、ぶどう糖、クエン酸又はこれ
らの混合物を含有する水溶液と、鉄とを10〜40℃の
温度範囲で反応させる事を特徴とする硝酸第一鉄の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硝酸第一鉄の製造方法
の改良に関する。更にその硝酸第一鉄は、水硬性セメン
ト組成物の初期強度の発現を促進させる硬化促進剤とし
て利用することができる。
【0002】
【従来の技術】従来より鉄の硝酸塩の製造方法に関して
は、鉄と硝酸を反応する方法が知られている。また硝酸
第一鉄の製造方法としては、硫酸第一鉄と硝酸カルシウ
ムによる複分解法等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来より知られる鉄と
硝酸水溶液の反応により硝酸鉄を製造する方法において
は、多量の窒素酸化物ガス(NOxガス)が発生するこ
とが知られており、また得られた鉄の硝酸塩は、硝酸第
二鉄のみである。硝酸第一鉄の製造方法に関しては、硝
酸水溶液の濃度が1〜10重量%で温度が10℃以下で
製造できる事が知られているが、やはりNOxガスが発
生する。これら有害なNOxガスは排ガス処理のために
特別な処理工程を必要とする。また、硫酸第一鉄と硝酸
カルシウムによる複分解法も知られているが、副生成物
である多量の石膏が生成しその処理に多くの費用が必要
となる。
【0004】本発明はこれら問題を解決する事によっ
て、有害なNOxガスの処理が不要となり、また多量の
副生成物の生成もなく安価に硝酸第一鉄を選択的に製造
する方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、5〜20重量
%の硝酸とこの硝酸に対して0.5〜20重量%のL−
アスコルビン酸、硫酸ヒドラジン、シュウ酸、ぶどう
糖、クエン酸又はこれらの混合物を含有する水溶液と、
鉄とを10〜40℃の温度範囲で接触させることを特徴
とする硝酸第一鉄の製造方法である。
【0006】本発明において、上記水溶液と鉄との接触
によって、硝酸と鉄が反応し硝酸第一鉄が生成する。本
発明に用いられる添加剤としては、L−アスコルビン
酸、硫酸ヒドラジン、シュウ酸、ぶどう糖、クエン酸又
はこれらの混合物である。本発明に用いられる鉄は、粉
状鉄、砂状鉄、鉄線又は鉄棒等である。また形状及び寸
法にこだわることなく使用でき、必要に応じてそれらを
組み合わせて使用する事ができるが、好ましくは反応面
で穏やかな砂状鉄や鉄線が良く、更に好ましくは、粒子
径が0.1〜1.0mmの砂状鉄や、径が0.5〜5.
0mmφで、長さが1〜100cmの鉄線が良い。
【0007】本発明に用いられる水溶液の硝酸濃度は5
〜20重量%程度、好ましくは5〜10重量%濃度がよ
い。本発明に用いられる硝酸、鉄または添加剤の純度
は、生成物の純度を上げるため高い方が好ましいが、市
販品として容易に入手できるものでよい。反応方法は、
撹拌可能な羽根を取りつけた容器に上記の硝酸水溶液を
入れ、撹拌下に上記の添加剤を所定量添加した後、上記
の鉄を添加する。硝酸水溶液と添加剤の添加順序は、逆
であってもまた交互であってもかまわないが、鉄は、上
記硝酸水溶液と添加剤を加えた後、添加しなければなら
ない。効率的な撹拌が可能であれば撹拌のための容器の
寸法は、特に問題とする必要はない。反応温度は10〜
40℃、好ましくは25〜35℃がよい。
【0008】また、所要の撹拌時間終了後に、反応にあ
ずからず残った鉄は、濾過して容易に生成物から分離す
ることができる。
【0009】
【作用】本発明による、5〜20重量%の硝酸とこの硝
酸に対して0.5〜20重量%のL−アスコルビン酸、
硫酸ヒドラジン、シュウ酸、ぶどう糖、クエン酸又はこ
れらの混合物を含有する水溶液と、鉄とを10〜40℃
の温度範囲で接触させることを特徴とする硝酸第一鉄の
製造方法において、有害なNOxガスを発生することな
く選択的に硝酸第一鉄が生成するメカニズムは、まだ完
全には解明されてはいないが、この反応の際、L−アス
コルビン酸、硫酸ヒドラジン、シュウ酸、ぶどう糖、ク
エン酸又はこれらの混合物として用いられる添加剤は反
応系を還元状態に保ち硝酸第二鉄の生成を抑制している
と考えられる。硝酸水溶液に鉄を反応させる際に、上記
以外の還元性添加剤として例えば、亜硫酸ナトリウム、
チオ尿素、チオ硫酸ナトリウム等を添加した場合は有害
な亜硫酸ガスや硫化水素を発生したり、また亜リン酸は
リン酸を生成するので硝酸第一鉄が得られない。
【0010】本発明に用いられる上記添加剤の添加量
は、0.5重量%より低い場合はNOxの発生抑制およ
び硝酸第一鉄の生成に効果がみられず、逆に20重量%
を越える場合は水溶液中に多量に残存し、水硬性セメン
トの硬化促進剤として使用する場合は弊害が生ずる。ま
た、一般工業薬品として利用する場合も生成する硝酸第
一鉄の純度を下げてしまうので好ましくない。
【0011】また使用する硝酸水溶液の濃度が、20重
量%を越えると鉄との反応が激しくなり多量のNOxガ
スを発生し、しかも生成物は硝酸第二鉄の割合が多くな
る。逆に5重量%より低い場合は、反応速度が低下し生
成物は硝酸第二鉄のみである。また、反応温度が40℃
を越える場合は、多量のNOxガスを発生し、しかも生
成物は硝酸第二鉄のみである。逆に10℃より低い場合
は、鉄の反応速度は大きく低下し、5℃では20℃に比
べ約1/20に低下する。しかも生成物は硝酸第二鉄の
みである。
【0012】
【実施例】表1に示した様に実施例1〜10と比較例1
〜6の実験を行った。実施例1は、6重量%の硝酸と、
その硝酸に対して1.64重量%のL−アスコルビン酸
を含有する水溶液10kgに、3mmφ、長さ5cmの
鉄線を260g加え25〜35℃で24時間撹拌した。
【0013】実施例2は、実施例1と同様に6重量%の
硝酸と、その硝酸に対して1.64重量%のL−アスコ
ルビン酸を含有する水溶液1kgに、3mmφ、長さ5
cmの鉄線を21g加え25〜35℃で24時間撹拌し
た。実施例3は、実施例2と同様の処方で操作したが、
鉄線の代わりに粒子径が約0.2mmの砂状鉄を用い
た。
【0014】実施例4は、20重量%の硝酸と、その硝
酸に対して0.99重量%のL−アスコルビン酸を含有
する水溶液1kgに、粒子径が約0.2mmの砂状鉄を
21g加え25〜35℃で24時間撹拌した。実施例5
は、6重量%の硝酸と、その硝酸に対して3.23重量
%の硫酸ヒドラジンを含有する水溶液1kgに、粒子径
が約0.2mmの砂状鉄21gを加え25〜35℃で2
4時間撹拌した。
【0015】実施例6は、実施例5と同様の処方で操作
したが、硫酸ヒドラジンの代わりにシュウ酸二水和物を
用いた。実施例7は、実施例5と同様の処方で操作した
が、硫酸ヒドラジンの代わりにクエン酸を用いた。実施
例8は、実施例5と同様の処方で操作したが、硫酸ヒド
ラジンの代わりにぶどう糖を用いた。
【0016】実施例9は、6重量%の硝酸と、その硝酸
に対して1.64重量%のL−アスコルビン酸と1.6
4重量%の硫酸ヒドラジンを含有する水溶液1kgに、
粒子径が約0.2mmの砂状鉄を21g加え25〜35
℃で24時間撹拌した。実施例10は、6重量%の硝酸
と、その硝酸に対して1.64重量%のL−アスコルビ
ン酸を含有する水溶液1kgに、3mmφ、長さ5cm
の鉄線を11gと粒子径が約0.2mmの砂状鉄10g
を加え、25〜35℃で24時間撹拌した。
【0017】比較例1は、本発明に用いられる添加剤を
添加せずに、6重量%の硝酸水溶液1kgに、粒子径が
約0.2mmの砂状鉄21gを加え、25〜35℃で2
4時間撹拌した。比較例2は、比較例1と同様の処方で
操作したが反応温度を3〜8℃とした。比較例3は、3
0重量%の硝酸と、その硝酸に対して1.64重量%の
L−アスコルビン酸を含有する水溶液1kgに、粒子径
が約0.2mmの砂状鉄21gを加え、25〜35℃で
24時間撹拌した。
【0018】比較例4は、6重量%の硝酸と、その硝酸
に対して本発明に用いられる添加剤の代わりに7.69
重量%の尿素を含有する水溶液1kgに、粒子径が約
0.2mmの砂状鉄21gを加え、25〜35℃で24
時間撹拌した。比較例5は、比較例4と同様の処方で操
作したが、本発明に用いられる添加剤の代わりにスルフ
ァミン酸を用いた。
【0019】比較例6は、6重量%の硝酸と、その硝酸
に対して本発明に用いられる添加剤の代わりに3.23
重量%のギ酸を含有する水溶液1kgに、粒子径が約
0.2mmの砂状鉄21gを加え25〜35℃で24時
間撹拌した。NOxガスの発生量は、ケミルミ式NOx
メ−タ−を用いて、反応開始から5時間経過時点と24
時間経過時点に測定した。
【0020】また、反応開始から24時間後に濾過し
て、濾液中に含まれる生成物のFe2+、Fe3+は、オル
トフェナントロリンを用いた吸光光度法で測定し、NO
3 - はイオンクロマトグラフィ−法で測定した。それら
結果は表2に示した。表1中の添加剤の記号は、AはL
−アスコルビン酸、Bは硫酸ヒドラジン、Cはシュウ酸
二水和物、Dはクエン酸、Eはぶどう糖、Fは尿素、G
はスルファミン酸、Hはギ酸である。
【0021】 表1 例及びNO 硝酸水溶液 添加剤 濃度(%) 量(kg) 種類 量(g) 形状 量(g) 実施例1 6 10 A 10 3mmφ線 260 実施例2 6 1 A 1 3mmφ線 21 実施例3 6 1 A 1 砂状 21 実施例4 20 1 A 2 砂状 21 実施例5 6 1 B 2 砂状 21 実施例6 6 1 C 2 砂状 21 実施例7 6 1 D 2 砂状 21 実施例8 6 1 E 2 砂状 21 実施例9 6 1 A 1 砂状 21 B 1 実施例10 6 1 A 1 3mmφ線 11 砂状 10 比較例1 6 1 ── ── 砂状 21 比較例2 6 1 ── ── 砂状 21 比較例3 30 1 A 5 砂状 21 比較例4 6 1 F 5 砂状 21 比較例5 6 1 G 5 砂状 21 比較例6 6 1 H 2 砂状 21 表2 例及びNO NOxガス発生量 濾液中の生成物 5時間経過時 24時間経過時 Fe2+ Fe3+ NO3 - (ppm) (ppm) (%) (%) (%) 実施例1 30 20 2.08 0.02 5.1 実施例2 20 20 1.71 0.01 5.0 実施例3 30 30 1.72 0.01 5.0 実施例4 50 30 1.72 0.01 5.0 実施例5 60 40 1.36 0.01 5.7 実施例6 63 30 1.30 0.01 5.7 実施例7 65 40 1.30 0.01 5.7 実施例8 70 50 1.30 0.01 5.1 実施例9 20 20 1.72 0.01 5.2 実施例10 30 20 1.75 0.01 5.2 比較例1 1200 200 ─── 1.70 4.5 比較例2 600 100 ─── 1.50 4.5 比較例3 2000 200 0.80 0.68 4.7 比較例4 20 20 0.20 1.30 4.6 比較例5 50 30 0.80 0.70 4.8 比較例6 1100 200 ─── 1.10 4.2 表2で示される様に実施例1〜10では、本発明中に記
載されている添加剤を所定量含む硝酸水溶液と鉄が反応
した場合は、NOxガスの発生量は、20〜70ppm と
なり極めて少ない。またその時、生成した第二鉄イオン
は第一鉄イオンの100分の1以下であった。
【0022】比較例1は、本発明中に記載されている添
加剤を用いなかった為に、NOxガスの発生量は200
〜1200ppm と高く、また生成物は第二鉄イオンのみ
であり、第一鉄イオンは検出できなかった。比較例2
は、比較例1と同様に本発明中に記載されている添加剤
を用いずに、反応温度を下げたところ比較例1よりはN
Oxガスの発生量は少なかったが、生成物は第二鉄イオ
ンのみであった。
【0023】比較例3は、本発明中に記載されている添
加剤を用いたが、30重量%の硝酸水溶液を用いた為、
NOxガスの発生量は200〜2000ppm と高く、生
成した第二鉄イオンの量は、実施例中で本発明に記載の
添加剤を用いた実験による値と比べ多かった。比較例4
及び5では、本発明中に記載されている以外の添加剤を
用いたが、NOxガスの発生量の点では20〜50ppm
と低いが、生成した第二鉄イオンの量は、実施例中で本
発明に記載の添加剤を用いた実験による値と比べ多かっ
た。
【0024】比較例6は、比較例4及び5と同様に本発
明中に記載されている以外の添加剤を用いたが、NOx
ガスの発生量は多く、また生成物は第二鉄イオンのみで
あった。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば実施例に示した様に、5
〜20重量%の硝酸とこの硝酸に対して0.5〜20重
量%のL−アスコルビン酸、硫酸ヒドラジン、シュウ
酸、ぶどう糖、クエン酸又はこれらの混合物を含有する
水溶液と、鉄とを10〜40℃の温度範囲で接触させる
ことにより、有害なNOxガスの発生量が極めて少な
く、また硝酸第二鉄等の副生成物の含有量が低い硝酸第
一鉄水溶液を得ることができる。
【0026】NOxガスの発生は、作業環境を悪化さ
せ、またそれら有害なガスを処理しようとした場合に
は、特別な工程及び装置を必要とするが、本発明によれ
ばそれら問題を考慮することがなく、安価で容易に硝酸
第一鉄を製造することができる。この硝酸第一鉄は、水
硬性セメント組成物の初期強度の発現を促進させる硬化
促進剤として利用することができるばかりか、副生成物
の含有量が低いので一般工業薬品としても利用できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 5〜20重量%の硝酸とこの硝酸に対し
    て0.5〜20重量%のL−アスコルビン酸、硫酸ヒド
    ラジン、シュウ酸、ぶどう糖、クエン酸又はこれらの混
    合物を含有する水溶液と、鉄とを10〜40℃の温度範
    囲で接触させることを特徴とする硝酸第一鉄の製造方
    法。
JP15681192A 1992-06-16 1992-06-16 硝酸第一鉄の製造方法 Pending JPH05345615A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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