PL56055B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.X.1968 56055 KI. 12 n, 49/06 fi*, Wft6j£_ UKD 661.872.22/.26 S/l MKP C 01 g ,W\% {j/jAk.Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Jan Przyluski, prof. dr inz. Mieczyslaw Michalski, mgr inz. Stefan Makolagwa, mgr inz.Jedrzej Jaworski, mgr inz. Elzbieta Arafoas Wlasciciel patentu: Zaklad Materialów Magnetycznych „Polfer", War¬ szawa (Polska) Sposób wytwarzania magnetycznych tlenków zelaza Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania ma¬ gnetycznych tlenków zelaza: tlenku zelazawo-ze¬ lazowego i gamma trójtlenku zelazowego, zwlasz¬ cza stosowanych w przemysle elektronicznym i chemicznym.Znane dotychczas metody otrzymywania tleno¬ wych zwiazków zelaza, zwlaszcza metody podane w opisie patentowym nr 50293 polegaja na elektro¬ chemicznym rozpuszczaniu w elektrolizerze meta¬ licznego zelaza przy okreslonym stezeniu i tem¬ peraturze elektrolitu oraz przy okreslonej gestosci pradu anodowego. Procesy te prowadzi sie jedno- etapowo stosujac przez caly okres trwania pro¬ cesu mieszanie elektrolitu powietrzem lub tlenem lub tez mieszanina tych gazów, przy czym stosu¬ nek objetosciowy azotu do tlenu w tej mieszani¬ nie jest mniejszy lub co najwyzej równy 4,0.Produktem wytracenia jest wodorotlenek ze¬ laza, który po przeprazeniu w odpowiedniej tem¬ peraturze w atmosferze utleniajacej przechodzi w alfa trójtlenek zelazowy lub gamma trójtlenek zelazowy. Otrzymanie sposobem wedlug opisu pa¬ tentowego nr 50203 tlenku zelazawo-zelazowego jest niemozliwe, a uzyskiwany gamma trójtlenek zelazowy wykazuje nizsze wartosci magnetyczne- 25 go momentu nasycenia od wartosci teoretycznej, przewidzianej dla tego zwiazku.Parametr ten ma istotne znaczenie przy pro¬ dukcji tasm magnetofonowych i lakierów ma¬ gnetycznych. 30 10 15 20 2 Wad tych nie posiada sposób wedlug wynalaz¬ ku, gdyz produkt koncowy — gamma trójtlenek zelazowy wykazuje magnetyczny moment nasy¬ cenia zblizony do wartosci teoretycznej. Parametr ten jest srednio o 20% wyzszy niz dla gamma trójtlenku zelazowego, uzyskanego sposobem po¬ danym w opisie patentowym nr 50293. Sposobem wedlug wynalazku mozliwe jest równiez wytwa¬ rzanie tlenku zelazawo-zelazowego, co przy sto¬ sowaniu dotychczas znanych metod wytracania elektrochemicznego nie bylo mozliwe.Wytwarzanie tlenku zelazawo-zelazowego i gam¬ ma trójtlenku zelazowego sposobem wedlug wy¬ nalazku prowadzi sie w separowanym od atmos¬ fery zewnetrznej elektrolizerze, przy czym jako elektrolit stosuje sie znane roztwory wodne soli amonowych o stezeniu nie wiekszym niz 10%, ko¬ rzystnie 0,2—5%-we roztwory wodne chlorku amonu. Proces prowadzi sie kilkuetapowo. W pier¬ wszym etapie odpowietrza sie elektrolit przez azo¬ towanie w ilosci co najmniej 6 1 N2/l 1 elektro¬ litu/l godzine, korzystnie 10—12 1 N2/l 1 elektro¬ litu/l godzine.W drugim etapie przeprowadza sie elektroche¬ miczne rozpuszczanie zelaza przy znanych para¬ metrach, a mianowicie przy pH elektrolitu wyz¬ szym od 5, przy wyjsciowej geometrycznej ges¬ tosci anodowej pradu rozpuszczania zelaza równej 10-3—10°A/cm2, przy gestosci katodowej pradu rów¬ nej 10-4—10°A/cm2 w zakresie temperatur elektro- 5605556055 litu 5—90°C, przy czym w trakcie procesu elektro¬ lit miesza sie mieszanina azotu i powietrza lub azotu i tlenu zachowujac w mieszaninie stosunek objetosciowy N2 : 02 = 50 :1 do 5:1 w ilosci 1—100 i mieszaniny gazów na 1 kAh na 1 1 roz¬ tworu, korzystnie 10 1 mieszaniny N2 + 02/l kAh/l 1 roztworu, po czym po zakonczeniu procesu roz¬ puszczania elektrochemicznego produkt miesza sie mieszanina azotu i powietrza o stosunku objetos¬ ciowym N2: 02 = 7 :1 do 5 :1 w ilosci co najmniej 6 1 mieszaniny N2+02/l 1 elektrolitu/l godz., ko¬ rzystnie 10^12 litrów mieszaniny N2+i02/l 1 ele¬ ktrolitu/l1 godzine. Produkt odbiera sie z elektro- lizera w sposób ciagly lub okresowy. Odebrany osad przemywa sie w celu usuniecia elektrolitu, dakenuje i suszy w temperaturze ponizej 60°C uzyskujac tlenek zelazawó-zelazowy.Gamma trójtlenek zelazowy otrzymuje sie su¬ szac otrzymany sposobem wedlug wynalazku tle¬ nek zelazawo-zelazowy w atmosferze powietrza lub tlenu w temperaturze 0O°C—220°C korzystnie w temperaturze 180°C, w czasie 0,5—10 godzin.Wytwarzanie tlenku zelazawo-zelazowego lub gamma trójtlenku zelazowego sposobem wedlug wynalazku obrazuja dokladniej ponizej podane przyklady.Przyklad I. W wyposazonym w dmuchawy, szczelnie zamknietym elektrolizerze o pojemnosci 200 1, zawierajacym 160 I elektrolitu w postaci 0,2 normalnego roztworu wodnego chlorku amonu o temperaturze 40°C przeprowadzono przez okres 1 godziny odpowietrzanie azotem stosujac prze¬ plyw N2 w ilosci 280 1/1 godzine. Po zakonczeniu azotowania rozpoczeto elektrochemiczne rozpusz¬ czanie anod z zelaza ARMCO E stosujac anodowa gestosc pradu równa 0,'04/cm2 i katodowa gestosc pradu równa 0,02 A/cm2 przy pH elektrolitu rów¬ nym 8. Jako zródlo pradu zastosowano generator pradu stalego, o napieciu Ul V, z którego czerpa¬ no prad o natezeniu 300 A.Proces elektrochemicznego rozpuszczania zelaza anody prowadzono przez okres 6 godzin miesza¬ jac elektrolit mieszanina azotu i powietrza w ilos¬ ci 1440+160 1/1 kAh, przy czym w trakcie pier¬ wszej godziny procesu zmieniano stopniowo sto¬ sunek azotu do powietrza w mieszaninie od 1:0 do 20:9 i przy tym ostatnim stosunku N2: powietrze prowadzono proces przez pozostale 5 godzin. Po wylaczeniu pradu zawartosc elektro- lizera mieszano przez godzine mieszanina N2 + 02 o stosunku N2 : Q2 = 5 :1 w ilosci zblizonej do poprzednio stosowanej (dla mieszaniny N2+! po¬ wietrze). 10 15 2e 78 Gs Po zakonczeniu mieszania osad zdekantowano, odmyto od elektrolitu i wysuszono w temperaturze 50°C. Metodami rentgenowskiej analizy fazowej, spektroskopii w podczerwieni i analizy chemicz¬ nej stwierdzono, ze uzyskany produkt jest tlen¬ kiem zelazawo-zelazowym oraz ze wydajnosc pro¬ cesu wynosila 100°/o.Przyklad II. Tlenek zelazawo-zelazowy otrzymany wedlug warunków podanych w przy¬ kladzie I suszono statycznie w temperaturze 180°C w ciagu 5 godzin. Metodami rentgenowskiej ana¬ lizy fazowej, spektroskopii w podczerwieni i ana¬ lizy chemicznej stwierdzono, ze uzyskany produkt jest jednorodnym fazowo gamma trójtlenkiem ze¬ lazowym o wysokiej czystosci. Magnetyczny mo¬ ment nasycenia tego trójtlenku zelaza wynosil cm3 G PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania magnetycznych tlenków zelaza w postaci tlenku zelazawo-zelazowego lub gamma trójtlenku zelazowego, zwlaszcza stosowa¬ nych w przemysle elektronicznym i chemicznym, 25 przez elektrochemiczne rozpuszczanie zelaza w roztworach wodnych soli amonowych, wytracanie tlenowych polaczen zelaza i suszenie otrzymanego produktu znamienny tym, ze przed procesem elektrochemicznego rozpuszczania zelaza elektrolit 30 odpowietrza sie przez azotowanie w ilosci co naj¬ mniej 6 litrów Nj/1 litr elektrolitu/1 godzine, ko¬ rzystnie 110—12 litrów N^l litr elektrolitu/l go¬ dzine, a w czasie procesu elektrochemicznego rozpuszczania zelaza stosuje sie mieszanie elektro- 35 litu mieszanina azotu i powietrza lub azotu i tle¬ nu zachowujac w mieszaninie stosunek objetos¬ ciowy N2: 02 = 50 :1 — 5:1, korzystnie N2: 02 = = 15:1, w ilosci 1—100 litrów mieszaniny N2 + + 02/l kAh/l litr elektrolitu, korzystnie 10 litrów 40 mieszaniny N2 + cyi kAh/l litr elektrolitu, po czym, po zakonczeniu procesu rozpuszczania elek¬ trochemicznego, produkt miesza sie mieszanina azotu i powietrza o stosunku objetosciowym N2: 02 = 7 :1 — 5 :1, w ilosci co najmniej 6 litrów 45 mieszaniny N2+02/l litr elektrolitu/l godzine, ko¬ rzystnie 10^12 litrów mieszaniny N2 + Cyi litr elektrolitu/l godzine, a w koncu wytracony pro¬ dukt suszy sie w temperaturze ponizej 60°C uzys¬ kujac tlenek zelazawo-zelazowy, który ewentual- 50 nie prazy sie w atmosferze utleniajacej w tempe¬ raturze 60—220°C, korzystnie '180oC, w celu przeprowadzenia go w gamma trójtlenek zelazowy. PZG w Pab„ zam. 614-68 nakl. 200 egz. PL