JPS586690B2 - マグネタイトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第１鉄塩溶液にアルカリ溶液を加えた混合溶液
に、オゾンを含有した空気を吹込んでマグネクイトを製
造する方法に係り、その目的とする所は、非常に短時間
に沈降性の良好なマグネタイトを得るにある。

鉄酸化物中で代表的なマグネクイトは顔料用、印刷イン
ク用および電磁気材料用等として広く使用されており、
非活に有用な鉄酸化物である。

従来、マグネタイトの製造方法としては湿式方法すなわ
ち、第１鉄塩溶液にアルカリ溶液を加えた混合溶液を加
温して、空気または酸素を吹込んで酸化する方法、又は
第ｌ鉄塩と第２鉄塩とをマグネタイト組成になるような
割合に混合した溶液に、アルカリ溶液を加えて反応せし
め、直接にマグネタイトを製造する方法がとられて来た
。

しかるに、第１鉄塩溶液にアルカリ溶液を加えた混合溶
液を加温して、空気又は酸素を吹込んで酸化してマグネ
タイトを製造する方法においては、アルカリ溶液の添加
量が第１鉄含有量に対して、化学当量以下の場合には、
生成されたマグネタイトの沈降性は悪くはないが、末反
応の鉄イオンが存在するため、マグネタイト中に過剰の
鉄イオンが含まれる。

しかるに、鉄イオンの除去は水洗のみにては非常に困難
であり、良質なマグネタイトは得られにくい。

更に未反応の鉄塩含有溶液の処理をする必要が生じ、操
業が複雑になる。

また、逆にアルカリ溶液を過剰に加えた場合には、末反
応の第１鉄イオンの存在によるマグネタイトの品質に対
する問題はないが、アルカリ性の場合は、酸素の吸収速
度がおそく従って生成時間が長い欠点を有しており工業
的には余り好ましくない。

また第１鉄塩と第２鉄塩とをマグネタイト組成になるよ
うな割合に混合した溶液にアルカリ溶液を加えて反応せ
しめ、直接にマグネタイトを製造する方法により生成さ
れたマグネタイトは粒子が細かく非常に沈降性が悪い欠
点を有している。

それ故、発明者はこれらの欠点を除去すべく、種々研究
を重ねた結果、本発明方法を完成したのである。

本発明はこれらの欠点を解決し、反応時間が短く、沈降
性且つ純度の良好なマグネタイトを製造する方法を提供
するものである。

本発明は加温した第１鉄塩溶液例えば、塩化第１鉄およ
び硫酸第１鉄等の溶液にアルカリ溶液を添加して水酸化
鉄を主成分とする懸濁液を作り、該液にオゾンを含有し
ている空気を吹込んで、水酸化鉄を酸化してマグネタイ
トを製造する方法である。

なお、本発明の目的は以下に記する条件において、充分
達成することができる。

第１鉄塩の濃度は酸化反応過程において、鉄換算で０．
６５乃至９．１重量係であるが、好ましくは０．９乃至
８重量係の範囲である。

これより第ｌ鉄塩の濃度が低いと生成されたマグネタイ
トの結晶形が細かく、沈降性が余り良好でない。

また第１鉄塩の濃度がこれより高すぎると、中間的に生
成された水酸化鉄の濃度が濃すぎて、酸化性ガスとの反
応が均一に行なわれにくく好ましくない。

アルカリの添加量は、含有鉄分量に対して、化学当量で
０．９８乃至１．４倍量の範囲であるが、好ましくは１
．０５乃至１．２５倍量の範囲である。

アルカリ添加量が０．９８倍量末満の時には、末反応の
鉄イオンが多く存在するためにマグネタイトの洗滌によ
る鉄イオンの除去効果が悪く、良い品質のマグネタイト
がえられにくい。

また、１．４倍量を越えると、酸化速度が遅くなり、反
応に長時間を必要とし工業的には好ましくない。

反応溶液の加熱温度は６０℃以上が好ましい。

６０℃未満にてはマグネタイトの生成の他にゲータイト
の生成も起るので好ましくない。

空気中のオゾンの含有量は、空気ＩＮｍ３に対して２乃
至２０ｇの範囲であるが、好ましくは３乃至１８ｇの範
囲である。

オゾン含有量が空気ＩＮｍ’に対し２ｇ未満の時には、
オゾンの含有量が少ないために、反応速度の効果が認め
にくい。

また２１を赫える時には、末反応で放散されるオゾンが
多くなり経済的ではない。

また、オゾンの添加量は含有鉄分Ｂ当り０．００１３乃
至ｏ．ｏｏｉｓｇで充分である。

空気とオゾン上の混合ガスの吹込み速度は反応条件によ
っても異なるが、反応が２５時間乃至５時間で終了する
ような吹込速度で反応を行なわしめることが好ましい。

以下に本発明の実施例を記載するがこれによって本発明
が制限されるものではない。

実施例 ｌ 高さ２５０ｍｍ容量約６ｌの硝子製ビーカーに攪拌翼、
ｐＨ測定用電極および酸化性ガス吹込管を取付けた反応
容器中に１９．５重量％Ｆｅｃｌ２溶液を３０００ｇ採
取し、これに２０重量％ＮａＯＨ溶液１，８５１をＦｅ
ｃｌ２溶液を攪拌した状態下で、全量を約１５分間かけ
て徐々に添加したる後、窒素ガスを吹込みながら加熱し
て、反応液を８０℃±２℃まで昇温せしめたる後に、該
温度範囲に保持しながら、窒素ガスに代えてオゾツ濃度
がＩＯｇ／Ｎｍ３なる空気を１．３１７分の速度で吹込
み酸化反応を行なわせた。

反応液のｐＨは昇温後ｌ２．８を示したがオゾンを含有
する空気を吹込むに従い、ｐＨは徐々に低下するが、ｐ
Ｈ８、５位から急激に低下した。

それ故、ｐＨ２が急激に低下し終った点をもって反応終
了点とした。

本実施例においては、オゾンを含有した空気を吹込んで
から２，６時間で反応が終了した。

生成されたマグネタイトは、沈降性が良好であり母液と
賢沈澱との分離は簡単であった。

比較例 ｌ 実施例ｌと同一の反応容器に１９．５重量％ＦｅＣｌ２
溶液を３，０００ｇ採取し、これに２０重量％ＮａＯＨ
溶液１，８５０ｇをＦｅＣｌ２溶液を攪拌した状態下で
、全量を約１５分間かけて、徐々に添加した後、窒素ガ
スを吹込みながら、加熱して反応液を８０℃±２℃まで
昇温せしめた後に、該温度範囲に保持しながら、窒素ガ
スに代えて、空気を１．３１／分の速度で吹込み酸化反
応を行なわせた。

反応液のｐＨは昇温後１２．６を示したが、空気を吹込
むに従いｐＨは徐々に低下したが、ｐＨ８．７位から急
激に低下した。

それ故ｐＨが急激に低下し終った点をもって反応終了点
とした。

本比較例においては、空気を吹込んでから、４時間で反
応が終了した。

実施例と比較例の結果を比較するに、同一条件下の反応
条件において、本発明の実施例における反応時間は比較
例における反応時間に比し、１．４時間も短くなり良好
な結果を示した。

実施例 ２ 実施例ｌに示した反応容器に、ＦｅＳＯ４５Ｈ２０１，
１７０ｇを水２．５ｌに溶解した溶液を入れ、これに１
５重量％ＮａＯＨ溶液１，９５０ｇをＦｅＳＯ４溶液を
攪拌した状態下で、全量を約２０分間かけて徐徐に添加
したる後、窒素ガスを吹込みながら加熱して、反応液を
８０℃±２℃まで昇温せしめた後に、該温度範囲を保持
しながら、窒素ガスに代えてオゾン濃度がＬ５ｇ／Ｎｍ
３なる空気を１．２１７分の速度で吹込み酸化反応を行
なわせた。

反応液のｐＨは昇温後１３．２を示したが、オゾンを含
有する空気を吹込むに従いｐＨは徐々に低下するが、ｐ
Ｈ９．５位からはその低下が速くなった。

それ故、ｐＨが低下し終った点をもって反応終了点とし
た。

本実施例においては、オゾンを含有した空気を吹込んで
から２．５時間で反応が終了した。

生成されたマグネタイトは沈降性も良好で、母液と沈澱
との分離は簡単であった。

比較例 ２ 実施例２と同一の反応容器に、ＦｅＳＯ４５Ｈ２０１，
１７０ｇを水２．５ｌに溶解した溶液を入れ、これに１
５重量％ＮａＯＨ溶液１，９５０ｇをＦｅＳＯ４溶液を
攪拌した状態下で、全量を約２０分間かけて、徐々に添
加したる後、窒素ガスを吹込みながら加熱して、反応液
を８０℃±２℃まで昇温せしめた後に、該温度範囲を保
持し乍ら窒素ガスに代えて、空気を１．２ｌ／分の速度
で吹込み酸化反応を行なわせた。

反応液のｐＨは昇温後ｌ３，１を示したが、空気を吹込
むに従いｐＨは徐々に低下したが、ｐＨ９．６位からそ
の低下が速くなった。

それ故、ｐＨが低下し終った点をもって、反応終了点と
した。

本比較例においては、空気を吹込んでから４．５時間で
反応は終了した。

実施例と比較例との結果を比較するに同一条件下の反応
条件において、本発明の実施例における反応時間は、比
較例における反応時間に比して２時間も短くなり良好な
結果を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１鉄塩溶液にアルカリ水溶液を添加した混合溶液
   に酸化性ガスを加えて、マグネタイトを製造するに際し
   、酸化反応過程において、第１鉄塩の濃度は鉄換算で０
   ．６５乃至９．１重量係およびアルカリ成分添加量は、
   含有鉄分量に対し化学当量で０．９８乃至１．４倍量と
   し、かつ両成分混合溶液に空気ＩＮｍ３当りオゾンとし
   て２乃至２０ｇを含有した混合ガスを吹込むことを特徴
   とするマグネクイトの製造方法。