RU2318730C2 - Способ получения оксидов железа - Google Patents
Способ получения оксидов железа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318730C2 RU2318730C2 RU2003107342/15A RU2003107342A RU2318730C2 RU 2318730 C2 RU2318730 C2 RU 2318730C2 RU 2003107342/15 A RU2003107342/15 A RU 2003107342/15A RU 2003107342 A RU2003107342 A RU 2003107342A RU 2318730 C2 RU2318730 C2 RU 2318730C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- oxides
- carboxylate
- production
- oxygen
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 268
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 128
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims abstract 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- -1 iron (III) carboxylate Chemical class 0.000 claims description 15
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 13
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical class [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 claims description 9
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N Formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 29
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 20
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 17
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 12
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 4
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 4
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001278834 Rosa stellata Species 0.000 description 1
- 235000012253 Rosa stellata subsp abyssa Nutrition 0.000 description 1
- 235000007072 Rosa stellata subsp mirifica Nutrition 0.000 description 1
- 235000001634 Rosa stellata subsp stellata Nutrition 0.000 description 1
- 235000004483 Rosa stellata var. erlansoniae Nutrition 0.000 description 1
- 235000010976 Rosa stellata var. mirifica Nutrition 0.000 description 1
- 150000001243 acetic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical class OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 125000003963 dichloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000004674 formic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002691 malonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000004672 propanoic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 150000004717 pyruvic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
- B41F1/00—Platen presses, i.e. presses in which printing is effected by at least one essentially-flat pressure-applying member co-operating with a flat type-bed
- B41F1/04—Platen presses, i.e. presses in which printing is effected by at least one essentially-flat pressure-applying member co-operating with a flat type-bed for mono-impression printing, e.g. on sheets
- B41F1/08—Platen presses, i.e. presses in which printing is effected by at least one essentially-flat pressure-applying member co-operating with a flat type-bed for mono-impression printing, e.g. on sheets on webs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B01J35/60—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/12—Oxidising
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
- B41F1/00—Platen presses, i.e. presses in which printing is effected by at least one essentially-flat pressure-applying member co-operating with a flat type-bed
- B41F1/26—Details
- B41F1/40—Inking units
- B41F1/50—Inking units supported on carriages for movement in or on runways
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide (Fe2O3)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/22—Compounds of iron
- C09C1/24—Oxides of iron
-
- B01J35/613—
-
- B01J35/615—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
- B01J37/086—Decomposition of an organometallic compound, a metal complex or a metal salt of a carboxylic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
- C01P2006/13—Surface area thermal stability thereof at high temperatures
Abstract
Изобретение может быть использовано в производстве пигментов и катализаторов при получении оксидов железа высокой чистоты. Оксиды железа получают путем взаимодействия металлического железа в виде микрошаровидных частиц либо скрапа или токарной стружки, размеры которых таковы, что площадь их поверхности на кг железа и на литр реакционной среды составляет более 0,01 м2, с перемешиваемым водным раствором карбоновой кислоты, имеющей рКа от 0,5 до 6 по первому карбоксилу и способной к разложению при нагревании на воздухе при температуре от 200 до 350°С на двуокись углерода и воду. Соотношение между молями карбоновой кислоты и г-атомами железа составляет от 0,03 до 1,5, массовое соотношение вода/железо - от 1 до 20, микрошаровидные частицы удерживают в суспензии перемешиванием. Полученный карбоксилат железа (II) окисляют до карбоксилата железа (III) окислителем, выбранным из кислорода, кислородсодержащей газообразной смеси и перекиси водорода. Окислению также могут быть подвергнут заранее полученный карбоксилат железа (II). Затем карбоксилат железа (III) нагревают на воздухе до получения оксидов. Изобретение позволяет повысить чистоту оксидов железа и производительность при их получении. 5 н. и 4 з.п. ф-лы.
Description
Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу получения оксидов железа высокой чистоты, применимых, в частности, в качестве пигментов и предшественников катализаторов либо материалов для электронных приборов.
В способе, наиболее часто применяемом для получения оксидов железа, используемых в качестве пигментов, в качестве исходного материала применяют травильные жидкости, содержащие сульфат или хлорид железа (II), получаемые в черной металлургии или в процессе получения диоксида титана.
Кислый водный раствор солей железа (II) вначале нейтрализуют, растворяя железный скрап, а затем обрабатывают в условиях окисления гидроксидом натрия с целью осаждения зародышей FeOOH, которые затем закачивают насосом в реактор, содержащий железный скрап и продуваемый потоком воздуха.
Получаемый сульфат (хлорид) железа (III) гидролизуется, образуя FeOOH или Fe2O3; высвобождаемая серная или соляная кислота взаимодействует с железом, образуя сульфат или хлорид железа (II), который затем окисляют до солей железа (III). Время взаимодействия варьируется от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от условий взаимодействия и вида нужного пигмента.
Преимуществом данного способа по сравнению с другими способами является ограниченное применение щелочи и сульфата или хлорида железа (II). Небольшое количество соли железа (II), необходимое вначале, непрерывно дополняется во время процесса путем растворения железа серной или соляной кислотой, высвобождаемой при взаимодействии.
Недостатком данного способа является проблема устранения, даже после тщательного промывания, примесей анионов сульфата и хлорида, присутствующих в оксидах, что отрицательно сказывается на качестве пигментов.
Например, для снижения содержания указанных анионов до величин, приемлемых при получении высококачественных красных пигментов, необходимо обрабатывать выпавшие в осадок оксиды концентрированными растворами NaOH (USP 5614012).
GB 1226876 описывает способ получения высокочистого FeOOH, подходящего для получения ферритов, применяемых в электронных приборах, в котором электролитическое железо, средний размер частиц которого составляет от 20 до 140 микрон, подвергают взаимодействию в условиях окисления воздухом, пропускаемым с высокой скоростью с целью получения равномерной водной суспензии частиц железа, с кислотой, выбираемой из серной, соляной, азотной и уксусной кислоты, применяемой в молярной концентрации, составляющей менее 0,01, и в молярном соотношении с железом, составляющим более 0,02, предпочтительно, от 0,26 до 0,55. Железо применяют в количестве, не превышающем 25 г/л, при этом массовое соотношение между раствором и железом составляет, по меньшей мере, 40.
Температура взаимодействия составляет от 50 до 70°С: при температуре выше 70°С происходит нежелательное образование оксидов, таких как шпинель, которые также образуются при температуре ниже 70°С, если концентрация железа выше 25 г/л.
При температуре ниже 50°С образующиеся частицы оксида слишком малы для фильтрации и промывания, что затрудняет достижение содержания примесей, образуемых кислотными радикалами, составляющего менее 0,1 мас.%.
Нужные размеры частиц FeOOH следующие: длина - несколько микрон, а ширина и толщина - более 0,3 и 0,1 микрона, соответственно.
Если концентрация кислоты слишком высока (более 0,25 моль при использовании серной кислоты), то выход FeOOH снижается еще более существенно по причине растворения ионов железа в маточном растворе. Производительность данного способа составляет 20-26 г FeOOH на литр суспензии в час.
Целью настоящего изобретения является разработка способа получения оксидов железа, способного устранить трудности известных способов.
Была неожиданно обнаружена возможность частичного преодоления или устранения недостатков известных способов и получения оксидов железа с высокой производительностью, несомненно более высокой, чем производительность известных до настоящего времени способов, и с по существу полной конверсией железа в оксиды, которые практически свободны от щелочных, щелочноземельных и аммониевых ионов и в которых после промывания остается относительно небольшое количество примесей анионов карбоновых кислот, которые, однако, могут быть удалены на стадии превращения оксидов в оксиды Fe2O3.
Способ в соответствии с данным изобретением содержит следующие стадии:
а) взаимодействие в перемешиваемом водном растворе алифатической и/или ароматической карбоновой кислоты, содержащей одну или несколько карбоновых групп с рКа от 0,5 до 6 при температуре окружающей среды относительно первого карбоксила, способной разлагаться при нагревании на воздухе при температуре от 200 до 350°С с образованием двуокиси углерода и воды, а также образовывать соли железа (II), растворимые в водном растворе при условиях взаимодействия с микрошаровидным железом, имеющим средний диаметр частиц не более 250 микрон, предпочтительно от 30 до 200 микрон, либо, всегда при перемешивании, с железным токарным скрапом или обрезками, имеющими такие размеры, что их поверхность превышает 0,01 м2 на кг железа и на литр раствора, при этом соотношение между молями кислоты и г-атомами железа составляет от 0,03 до 1,5, массовое соотношение вода/железо составляет от 1 до 20 при рабочей температуре от 0 до 100°С;
b) окисление до карбоксилата железа (III) карбоксилата железа (II), получаемого на стадии а), окислителем, применяемым в избытке относительно стехиометрического количества соли железа (II), окисляемой в соль железа (III) и выбранным из кислорода, кислородсодержащей газообразной смеси, например воздуха, перекиси водорода, озона, органических перекисей и гидроперекисей.
В качестве альтернативного варианта, окислению также могут быть подвергнуты заранее полученные карбоксилаты железа (II), получаемые из кислот, указанных в п.а), либо их смесей с одной или несколькими из вышеуказанных кислот, при этом молярное соотношение между анионом, содержащимся в соли и кислоте (при использовании смесей с кислотами), и г-атомами железа составляет от 0,03 до 1,5. Все прочие условия альтернативного варианта, относящиеся к виду железа, массовому соотношению вода/железо, температуре взаимодействия, окислителю и перемешиванию среды, являются такими же, как и указанные в пп.а) и b).
Температура на стадиях а) и b) предпочтительно составляет от 5 до 70°С, соотношение между молями кислоты и г·атомами Fe составляет от 0,05 до 0,8, а массовое соотношение вода/железо составляет от 2 до 10.
Кислород и воздух для окисления иона железа (II) в ион железа (III) применяют в большом избытке относительно стехиометрического количества; избыток перекиси водорода, озона и перекисей составляет 2-4 раза и более.
На стадии а) взаимодействие предпочтительно осуществляют в потоке инертного газа, такого как азот, во избежание образования взрывоопасных смесей кислорода с водородом, образующимся в процессе растворения железа.
Стадии а) и b) также могут быть осуществлены одновременно, в частности, при использовании в качестве окислителей перекиси водорода, перекисей или гидроперекисей.
При использовании воздуха или кислорода взаимодействие осуществляют в сильном потоке газа с целью удаления образующегося водорода, избегая таким образом образования взрывоопасных смесей.
Стадия окисления соли железа (II) в соль железа (III) может быть осуществлена в присутствии зародышей FeOOH, получаемых отдельно в соответствии с известными способами.
Присутствие зародышей позволяет уменьшить размеры частиц. Например, применение затравки из гетита в количестве, составляющем от 4 до 10 мас.%, в атмосфере кислорода при 30°С, соотношении НСООН/Fe, составляющем 0,5, и полной конверсии железа приводит к резкому уменьшению размера частиц.
Железо предпочтительно применяют в микрошаровидном виде, при этом средний диаметр частиц предпочтительно составляет от 40 до 150 микрон; содержание углерода предпочтительно составляет менее 0,15 мас.%; количество таких элементов, как марганец, никель, медь и кремний, при их наличии, предпочтительно составляет менее 1 мас.%.
Количество марганца и никеля предпочтительно составляет менее 0,05 мас.%, а количество меди предпочтительно составляет менее 0,2 мас.%.
Применимое типичное микрошаровидное железо получают путем металлургической повторной обработки в соответствии с известными способами скрапа, получаемого в результате обработки металлических листов.
Железо, имеющее вышеуказанные характеристики чистоты, особенно применимо для получения высокочистых оксидов железа для пигментов, имеющих важные цветовые характеристики, и/или предшественников для получения катализаторов.
В зависимости от назначения оксидов также могут быть использованы легированные стали, содержащие легирующий элемент в количестве, составляющем приблизительно 10 мас.%.
Хром, марганец, никель, вольфрам и кремний являются типичными легирующими элементами.
При получении оксидов железа, предназначенных для получения ферритов для электронных приборов, применяют электролитическое железо.
При использовании железной токарной стружки полная конверсия требует больше времени. Может быть использован скрап или куски железа, большие по размеру, чем токарная стружка, при условии, что их площадь на кг железа и на литр реакционной среды составляет более 0,01 м2.
Примеры применимых карбоновых кислот представляют собой муравьиную, уксусную, гликолевую, щавелевую кислоту, трихлор-, дихлор- и хлоруксусные кислоты, бромоуксусную, иодоуксусную, пировино-градную, малоновую и пропионовую кислоту.
Предпочтительными являются муравьиная и уксусная кислоты.
В одинаковых условиях с применением перекиси водорода в результате применения уксусной кислоты получают гетит, гликолевой кислоты - смесь маггемита (maghemite) и гематита, в то время как применение муравьиной кислоты приводит к получению только маггемита. В результате применения уксусной кислоты с использованием кислорода при 30°С получают высокий выход оксидов с большой удельной площадью поверхности, которая может превышать 260 м2/г; фазы по существу представляют собой фазы, получаемые в результате применения муравьиной кислоты, но с несколько иным распределением.
Чистота оксидов железа, которые могут быть получены способом в соответствии с данным изобретением, особенно высока (при условии, что исходным материалом является чистое железо), поскольку осадок FeOOH, образующийся в виде гетита и/или лепидокрокита (lepidocrocite) или в виде Fe2O3 (маггемит), после промывания водой содержит относительно небольшое (менее 0,5%) количество примесей, образующихся из анионов карбоновых кислот, выражаемых в виде углерода.
Данные примеси могут быть полностью удалены во время стадии нагревания оксидов в воздухе до температуры, составляющей от 200 до 350°С. Нагреванием до 400°С гетит превращают в гематит; при 450°С лепидокрокит превращается в маггемит, который становится гематитом при температуре выше 450°С.
Если при получении применяют дистиллированную воду, то катионы, такие как щелочные и/или щелочноземельные катионы, и анионы сульфата или хлорида также отсутствуют.
Производительность данного способа, несомненно, выше производительности известных способов: например, с применением кислорода в качестве окислителя и времени окисления в 20 часов могут быть получены 290 г и более Fe2О3 на кг реакционной смеси.
При использовании перекиси водорода оптимальная температура составляет 50-60°С; предпочтительное соотношение перекиси водорода и железа составляет 1,4-1,8 молей перекиси водорода на г-атом железа; время окисления превышает 8 часов, а предпочтительное соотношение молей карбоновой кислоты и г·атомов железа составляет 0,6 и менее; при соотношении, составляющем приблизительно 1, содержание железа, растворенного в маточном растворе, может быть очень высоким, однако оно снижается практически до нуля при соотношении, составляющем 0,6 и менее.
Применение перекиси водорода и полная конверсия железа позволяют получить, в зависимости от рабочих условий, как чистый гетит, так и чистый маггемит, либо их смесь.
Например, при соотношении, составляющем 1,6 молей Н2О2 на г·атом железа, и соотношении, составляющем 1,12 молей муравьиной кислоты на г·атом железа, при 60°С с полной конверсией железа может быть получен чистый гетит; такой же результат получают, применяя уксусную кислоту в соотношении, составляющем 0,5 молей на г-атом железа.
Чистый маггемит получают при соотношении, составляющем 1,624 моля Н2О2 на г·атом железа, и соотношении, составляющем 0,4-0,6 моля муравьиной кислоты на г·атом железа, при 50-70°С и полной конверсии железа.
Применяя кислород, можно получить смесь гетита и лепидокрокита. При использовании воздуха реакционная способность ниже, чем в кислороде; удельная площадь оксида меньше и содержание растворимого железа обычно выше; при 50-70°С оно падает до величин, как правило, ниже 1 мас.% от массы используемого железа.
Площадь удельной поверхности (ВЕТ) фаз в большой степени зависит от рабочих условий: если состав системы задан и способ не предусматривает применения зародышей, то указанная площадь поверхности зависит только от температуры.
Маггемит имеет вид глобулярных элементарных частиц размером порядка 1 микрона; удельная площадь поверхности составляет 4-12 м2/г.
Частицы соединяются в агрегаты, обычно имеющие размер менее 10 микрон.
При получении гетита с применением перекиси водорода элементарные частицы комкуются в гранулы (глобулы), которые, в свою очередь, частично агрегируются.
Применяя кислород, получают закругленные частицы, которые имеют очень тонкую структуру и размеры менее микрона, либо агломерированы, образуя агрегаты размером свыше 10 микрон.
Лепидокрокит и смеси гетита-лепидокрокита имеют вид глобулярных частиц со структурой, напоминающей "розу пустыни".
Различные фазы контролируют при помощи рентгенофазового анализа (XRD).
Нижеследующие примеры приведены с целью не ограничивающей иллюстрации данного изобретения.
ПРИМЕРЫ
Устройство, используемое в различных примерах, содержит стеклянный реактор объемом 1-3 литра, оборудованный кожухом, с крышкой, имеющей различные входные отверстия, и мешалкой с переменной скоростью; для тестов с газообразным окислителем реактор может быть оборудован газовой мешалкой и рассекателем потока.
Противоточное охлаждающее устройство установлено на выходе реакционных газов; для подачи перекиси водорода используют дозирующий насос; предусматривают систему для регулирования скорости потока и для его измерения при подаче газа; более того, для регулирования температуры теста путем циркуляции жидкости в кожухе реактора используют термостат (криостат), а для измерения (мониторинга) рабочей температуры используют термометр.
ПРИМЕР 1
200 см3 деионизированной воды и 37 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 60°С при помощи нагревательного кожуха; осуществляют перемешивание и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем применяют микронасос для введения в реактор 100 см3 35% перекиси водорода.
Добавление продолжается в течение приблизительно 4,2 часов и на протяжении всего теста температуру поддерживают на уровне 60°С.
В конце полученную массу выливают в сосуд, из которого не прореагировавшее железо удаляют при помощи магнита. Затем продукт реакции отделяют фильтрацией и помещают в печь при 140°С на ночь. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получен по существу чистый гетит: конверсия железа составляет 90%, при этом часть металла растворена в маточном растворе. Удельная площадь поверхности составляет 111 м2/г.
ПРИМЕР 2
200 см3 деионизированной воды и 33 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 60°С при помощи нагревательного кожуха; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем применяют микронасос для введения в реактор 100 см3 35% перекиси водорода следующим образом: подачу насосом осуществляют со скоростью 13 см3/час в течение 4,1 часа, а затем со скоростью 3 см3/час в течение 16 часов. В целом, добавление перекиси водорода продолжают в течение 20,5 часов, а температуру поддерживают на уровне 60°С.
Полученный продукт фильтруют, а осадок сушат таким же образом, как и в примере 1.
Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и маггемита; конверсия железа составляет 100%; количество железа в маточном растворе составляет 5,8% от введенного железа.
ПРИМЕР 3
200 см3 деионизированной воды и 16,5 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 50°С при помощи нагревательного кожуха; осуществляют перемешивание и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем применяют микронасос для введения в реактор 100 см3 35% перекиси водорода.
Добавление осуществляют в течение приблизительно 16,7 часов, при этом на протяжении теста в реактор подают небольшой поток азота, а температуру поддерживают на уровне 50°С.
В конце всю массу фильтруют и полученную твердую фракцию помещают в печь при 140°С на ночь.
Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Количество железа в маточном растворе пренебрежительно мало; удельная площадь поверхности составляет 7,6 м2/г.
ПРИМЕР 4
300 см3 деионизированной воды и 16,5 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 20°С при помощи нагревательного кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 20°С в течение еще 20 часов.
Полученный продукт фильтруют и твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи.
Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и лепидокрокита, при этом конверсия железа составляет 100%, а количество железа в маточном растворе - 2,4%. Удельная площадь поверхности составляет 140 м2/г, а после нагревания до 400°С - 48,1 м2/г.
ПРИМЕР 5
300 см3 деионизированной воды и 16,5 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 70°С при помощи нагревательного кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 70°С в течение еще 20 часов.
Полученный продукт фильтруют и твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи.
Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и лепидокрокита, при этом конверсия железа составляет 100%, а количество железа в маточном растворе - 0,38%. Удельная площадь поверхности составляет 9,5 м2/г, а после нагревания до 400°С - 20,5 м2/г.
ПРИМЕР 6
300 см3 деионизированной воды и 6,6 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 70°С при помощи нагревательного кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 70°С в течение еще 3 часов.
Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и лепидокрокита, при этом конверсия железа является по существу полной.
ПРИМЕР 7
300 см3 деионизированной воды и 16,5 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 30°С при помощи нагревающего кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 40 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют воздухом и систему выдерживают при 30°С в течение еще 20 часов.
Остаточное железо удаляют магнитом, полученный продукт фильтруют и твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и лепидокрокита с небольшим количеством гематита.
Конверсия железа составляет 85,5%, а количество железа в маточном растворе составляет 15% от введенного железа.
ПРИМЕР 8
300 см3 деионизированной воды и 13,2 г муравьиной кислоты помещают в 1-литровый реактор, температуру в котором доводят до 30°С при помощи нагревательного кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 80 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 70°С в течение еще 20 часов; всю смесь фильтруют, а твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и лепидокрокита, при этом конверсия железа является по существу полной, а 15% введенного железа присутствуют в маточном растворе.
ПРИМЕР 9
1500 см3 деионизированной воды и 15 г муравьиной кислоты помещают в 3-литровый реактор, температуру в котором доводят до 30°С при помощи нагревательного кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 300 г микрошаровидного железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 30°С в течение еще 20 часов.
Остаточное железо удаляют магнитом, полученную фракцию фильтруют, а твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получен чистый лепидокрокит, удельная площадь поверхности которого составляет 6,8 м2/г, а после нагревания до 400° 18 м2/г. Конверсия железа составляет 95,7%, а количество железа в маточном растворе составляет 0,11% от введенного железа.
ПРИМЕР 10
1500 см3 деионизированной воды и муравьиную кислоту помещают в 3-литровый реактор, температуру в котором доводят до 40°С при помощи нагревательного кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание и в реактор добавляют 200 г микрошаровидного железа при соотношении, составляющем 0,5 молей муравьиной кислоты на г-атом железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 40°С в течение еще 19 часов.
Продукт фильтруют и твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получена смесь гетита и лепидокрокита, удельная площадь поверхности которой составляет 44 м2/г, а после нагревания до 400°С - 28 м2/г. Конверсия железа составляет 100%, а количество железа в маточном растворе составляет 2,9% от количества введенного железа.
ПРИМЕР 11
1500 см3 деионизированной воды и муравьиную кислоту помещают в 3-литровый реактор, температуру в котором доводят до 10°С при помощи охлаждающего кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание, и в реактор добавляют 300 г микрошаровидного железа при соотношении, составляющем 0,22 молей муравьиной кислоты на г-атом железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 10°С в течение еще 19 часов.
Продукт фильтруют и твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Получен чистый гетит, удельная площадь поверхности которого составляет 91 м2/г, а после нагревания до 400°С - 37 м2/г. Конверсия железа по существу полная, а количество железа в маточном растворе пренебрежительно мало.
ПРИМЕР 12
1500 см3 деионизированной воды и муравьиную кислоту помещают в 3-литровый реактор, температуру в котором доводят до 5°С при помощи охлаждающего кожуха и в который подают небольшой поток азота; осуществляют перемешивание и в реактор добавляют 200 г микрошаровидного железа при соотношении, составляющем 0,27 молей муравьиной кислоты на г-атом железа. Железо проверяют с тем, чтобы оно образовывало нужную суспензию, а затем систему выдерживают в атмосфере азота в течение 4 часов.
В конце азот заменяют кислородом и систему выдерживают при 5°С в течение еще 19 часов.
Остаточное железо удаляют магнитом, полученный продукт фильтруют и твердую фракцию сушат при 140°С в течение ночи. Маточный раствор подвергают анализу с целью определения содержания железа. Конверсия железа составляет 97,8%, а количество железа в маточном растворе - 1,5%. Удельная площадь частиц составляет 144 м2/г, а после нагревания до 400°С - 47,6 м2/г.
Claims (9)
1. Способ получения оксидов железа высокой чистоты, содержащий следующие стадии, осуществляемые последовательно или одновременно:
a) взаимодействие металлического железа в виде микрошаровидных частиц со средним диаметром не более 250 мкм либо в виде скрапа или обрезков, размеры которых таковы, что площадь их поверхности на кг железа и на литр реакционной среды составляет более 0,01 м2, с перемешиваемым водным раствором карбоновой кислоты, содержащей одну или несколько карбоновых групп с рКа от 0,5 до 6 при температуре окружающей среды по первому карбоксилу, способной разлагаться при нагревании на воздухе при температурах от 200 до 350°С на двуокись углерода и воду, а также образовывать соли железа (II), растворимые в этом водном растворе при условиях взаимодействия, при этом соотношение между молями карбоновой кислоты и г-атомами железа составляет от 0,03 до 1,5, массовое соотношение вода/железо составляет от 1 до 20, температура взаимодействия составляет от 0 до 100°С, и микрошаровидные частицы удерживают в суспензии перемешиванием;
b) окисление до карбоксилата железа (III) карбоксилата железа (II), полученного на стадии а), окислителем, выбранным из кислорода, кислородсодержащей газообразной смеси и перекиси водорода и применяемым в избытке относительно стехиометрического количества при окислении соли железа (II) до соли железа (III);
с) образование оксидов железа из карбоксилатов железа (III), полученных на стадии b), при нагревании на воздухе.
2. Способ по п.1, в котором температура взаимодействия составляет от 5 до 70°С, а молярное соотношение между карбоновой кислотой и г-атомами железа составляет от 0,05 до 0,8.
3. Способ по п.1 или 2, в котором в качестве окислителя применяют кислород или перекись водорода.
4. Способ по любому из пп.1, 2 и 3, в котором частицы микрошаровидного железа имеют средний диаметр менее 200 микрон.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором содержание углерода в железе составляет менее 0,15 мас.%, а содержание легирующих элементов составляет менее 0,3 мас.%
6. Способ получения оксидов железа высокой чистоты, содержащий окисление окислителем, выбранным из кислорода, кислородсодержащей газообразной смеси и перекиси водорода и применяемым в избытке относительно стехиометрического количества при окислении железа из иона железа (II) до иона железа (III), заранее полученного карбоксилата железа (II) карбоновой кислоты с рКа по первому карбоксилу от 0,5 до 6, способной разлагаться при нагревании от 200 до 350°С на CO2 и Н2О, либо смесей указанного карбоксилата с указанной выше карбоновой кислотой, причем водный раствор карбоксилата подвергают взаимодействию с железом в виде микрошаровидных частиц со средним диаметром менее 250 микрон, либо с железной токарной стружкой или скрапом с такими размерами, что площадь их поверхности на кг железа и на литр раствора составляет более 0,01 м2, и при этом молярное соотношение аниона, присутствующего в соли и в кислоте, и г-атомов железа составляет от 0,03 до 1,5, массовое соотношение вода/железо составляет от 1 до 20, температура взаимодействия составляет от 0 до 100°С, а микрошаровидное железо удерживают в суспендированном состоянии перемешиванием, и после этого нагревание полученных карбоксилатов на воздухе.
7. Оксиды железа, полученные способом по любому из п.1 или 6, причем оксиды FeOOH имеют удельную площадь поверхности от 1 до 300 м2/г; маггемит Fe2О3 имеет удельную площадь поверхности 1-15 м2/г, при этом указанные оксиды свободны от щелочных и/или щелочно-земельных ионов и/или ионов аммония, а также анионов сульфата и/или хлорида.
8. Пигменты, полученные из оксидов железа по п.7.
9. Катализаторы, содержащие оксиды железа по п.7 или полученные из оксидов по п.7.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITMI2002A000567 | 2002-03-18 | ||
IT2002MI000567A ITMI20020567A1 (it) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Processo per la preparazione di ossidi di ferro |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003107342A RU2003107342A (ru) | 2004-09-10 |
RU2318730C2 true RU2318730C2 (ru) | 2008-03-10 |
Family
ID=11449531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003107342/15A RU2318730C2 (ru) | 2002-03-18 | 2003-03-17 | Способ получения оксидов железа |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US6790274B2 (ru) |
EP (1) | EP1350765B1 (ru) |
JP (2) | JP4658456B2 (ru) |
CN (1) | CN100475708C (ru) |
AR (1) | AR038989A1 (ru) |
AT (1) | ATE337270T1 (ru) |
CA (1) | CA2421363C (ru) |
DE (1) | DE60307710T2 (ru) |
DK (1) | DK1350765T3 (ru) |
IT (1) | ITMI20020567A1 (ru) |
MX (1) | MXPA03002330A (ru) |
RU (1) | RU2318730C2 (ru) |
ZA (1) | ZA200301584B (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562265C2 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью производственное предприятие "Ярпромцентр" | Способ производства железоокисных пигментов и сульфата калиевых удобрений |
RU2697460C2 (ru) * | 2014-09-05 | 2019-08-14 | ЛЕНКСЕСС Дойчланд ГмбХ | Получение красных железооксидных пигментов |
RU2697459C2 (ru) * | 2014-09-05 | 2019-08-14 | ЛЕНКСЕСС Дойчланд ГмбХ | Получение красного железооксидного пигмента |
RU2701032C2 (ru) * | 2014-09-11 | 2019-09-24 | ЛЕНКСЕСС Дойчланд ГмбХ | Красные железооксидные пигменты с улучшенными цветовыми параметрами |
RU2775422C1 (ru) * | 2021-11-08 | 2022-06-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго- Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Синтез железного сурика электрохимическим методом из отходов железа |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20020567A1 (it) * | 2002-03-18 | 2003-09-18 | Sud Chemie S R L | Processo per la preparazione di ossidi di ferro |
US7271126B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-09-18 | Sud-Chemie Inc. | Catalyst for the dehydrogenation of ethyl benzene to STYRENE prepared with a high purity iron precursor |
US7939463B1 (en) * | 2002-05-15 | 2011-05-10 | Sud-Chemie Inc. | Preparation of iron oxides |
DE60221443T2 (de) * | 2002-05-15 | 2008-04-30 | Süd-Chemie AG | Mit hochreinem eisenvorläufer hergestellter fischer-tropsch-katalysator und herstellungsverfahren |
US7566680B2 (en) * | 2002-05-15 | 2009-07-28 | Sud-Chemie Inc. | High surface area iron material prepared from a low surface area iron metal precursor |
US20060266159A1 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Hopkins P D | Method and device for pure hydrogen generation from acidic solution |
AU2006249564A1 (en) | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Sud-Chemie Inc. | High surface area iron material prepared from a low surface area iron metal precursor |
RU2502559C2 (ru) | 2008-12-18 | 2013-12-27 | САСОЛ ТЕКНОЛОДЖИ (ПиТиУай) ЛИМИТЕД | Способ получения катализатора синтеза углеводородов и его применение в процессе синтеза углеводородов |
CN102218319B (zh) * | 2011-04-08 | 2013-07-10 | 大连理工大学 | 一种负载型FeOOH催化剂的制备方法及其电类芬顿废水处理体系 |
CN103635628B (zh) * | 2011-06-30 | 2018-03-09 | 纳米绿色生物炼制公司 | 生物质的催化转化 |
DE102014118907A1 (de) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Zur Herstellung von Kathoden für Li-Ionen-Akkumulatoren geeignete Phosphatverbindungen |
CN105233826A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-13 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 利用ZnO/TiO2薄膜和纳米线结构来制备FeOOH催化剂的方法 |
CN105731548B (zh) * | 2016-03-07 | 2017-11-28 | 北京天下兴科技有限公司 | 一种常温常压下将二价铁转化为三价铁的催化氧化方法 |
BR112019001172B1 (pt) * | 2016-09-14 | 2023-01-17 | Clariant International Ltd | Absorventes de óxido de ferro e seu método de fabricação |
CN108455681B (zh) * | 2018-02-05 | 2020-07-14 | 吉林建筑大学 | 一种利用含铁、铝工业废水制备氧化铁黄颜料的方法 |
CN108545935A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-09-18 | 芜湖芬特勘测服务有限公司 | 一种超白玻璃生产配方及生产工艺 |
RU2740752C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2021-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Способ получения кирпично-красного железооксидного пигмента |
CN112624203B (zh) * | 2020-12-14 | 2021-08-31 | 中国科学院地球化学研究所 | 赤铁矿三方偏方面体双晶的合成方法 |
CN115814797B (zh) * | 2022-12-28 | 2024-04-19 | 桂润环境科技股份有限公司 | 基于零价铁表面羟基化处理的臭氧催化氧化剂制备方法 |
CN116605916B (zh) * | 2023-05-31 | 2024-02-20 | 湖北虹润高科新材料有限公司 | 一种α-FeOOH的制备方法和磷酸铁的制备方法 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2636892A (en) * | 1948-04-23 | 1953-04-28 | Int Standard Electric Corp | Production of metal oxalates |
US2689167A (en) * | 1948-08-06 | 1954-09-14 | Gen Electric Co Ltd | Production of gamma ferric oxide |
DE1219009B (de) * | 1963-06-26 | 1966-06-16 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von gamma-FeOOH |
GB1226876A (ru) * | 1967-04-01 | 1971-03-31 | ||
DE2550307C3 (de) * | 1975-11-08 | 1978-07-06 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von nadeiförmigem Y-Eisen(ni)-Oxid |
DE2935357A1 (de) * | 1979-09-01 | 1981-09-10 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung nadelfoermiger ferromagnetischer eisenteilchen und deren verwendung |
DE3231192A1 (de) * | 1982-08-21 | 1984-02-23 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Geformte eisenkatalysatormasse, deren herstellung und verwendung |
DE3622364C2 (de) * | 1985-07-04 | 1996-07-18 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Ammoniumsalzen von Eisen(III)-aminopolycarbonsäurekomplexen |
JPS6236026A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-17 | Showa Denko Kk | 含水酸化鉄の洗浄方法 |
DE3542834A1 (de) * | 1985-12-04 | 1987-06-11 | Basf Ag | Farbige einkomponententoner und verfahren zu ihrer herstellung |
JPH0629144B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1994-04-20 | 戸田工業株式会社 | 針状ヘマタイト粒子粉末の製造法 |
JPS63162536A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Toda Kogyo Corp | 等方的形状を呈した磁性酸化鉄粒子粉末の製造法 |
US5047382A (en) * | 1988-12-12 | 1991-09-10 | United Technologies Corporation | Method for making iron oxide catalyst |
JPH035325A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-11 | Mitsui Toatsu Chem Inc | オキシ水酸化鉄の製造方法 |
JP2727235B2 (ja) * | 1989-06-29 | 1998-03-11 | 戸田工業株式会社 | 高純度ヘマタイト粒子粉末の製造法 |
JP2736691B2 (ja) * | 1989-10-11 | 1998-04-02 | 戸田工業株式会社 | 板状マグヘマイト粒子粉末及びその製造法 |
JP3446961B2 (ja) * | 1992-05-11 | 2003-09-16 | 三井金属鉱業株式会社 | α−オキシ水酸化鉄を用いた磁気記録用磁性金属粉末の製造方法 |
CA2107524C (en) * | 1992-10-06 | 1999-01-19 | Hiromitsu Misawa | Iron oxide particles and process for producing the same |
EP0606873B1 (en) * | 1993-01-11 | 1998-10-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner for developing electrostatic image, one-component type developer, and two-component type developer |
US5599627A (en) * | 1993-10-08 | 1997-02-04 | Toda Kogyo Corporation | Magnetic particles comprising magnetite core and process for producing the same |
DE4434969A1 (de) * | 1994-09-30 | 1996-04-04 | Bayer Ag | Hochtransparente, gelbe Eisenoxidpigmente, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung |
DE4434968A1 (de) * | 1994-09-30 | 1996-04-04 | Bayer Ag | Hochtransparente, rote Eisenoxidpigmente, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung |
US5837051A (en) * | 1994-12-27 | 1998-11-17 | Bayer Ag | Process for the thermal treatment of iron oxides in a circulating fluidized bed |
JP3395174B2 (ja) * | 1994-12-28 | 2003-04-07 | 戸田工業株式会社 | レピドクロサイト微粒子粉末の製造法 |
JPH0971421A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-18 | Toda Kogyo Corp | 黄色系顔料用含水酸化第二鉄粒子粉末の製造法 |
JP3473003B2 (ja) * | 1995-12-25 | 2003-12-02 | 戸田工業株式会社 | 黒色磁性酸化鉄粒子粉末 |
JPH10226520A (ja) * | 1997-02-10 | 1998-08-25 | Titan Kogyo Kk | 水和酸化鉄及び強磁性酸化鉄の製造方法 |
JP2000123354A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-04-28 | Toda Kogyo Corp | 磁気記録媒体の非磁性下地層用粒子粉末及びその製造法並びに磁気記録媒体 |
US6276287B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-08-21 | Toda Kogyo Corporation | Iron compound catalyst for inhibiting generation of dioxin and incineration process of municipal solid waste using the same |
DE10010940A1 (de) * | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Eisenoxid und seine Verwendung |
JP3828727B2 (ja) * | 2000-08-04 | 2006-10-04 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸化鉄粒子 |
JP3931960B2 (ja) * | 2001-12-18 | 2007-06-20 | Jfeケミカル株式会社 | Fe▲2▼O▲3▼およびその製造方法 |
ITMI20020567A1 (it) * | 2002-03-18 | 2003-09-18 | Sud Chemie S R L | Processo per la preparazione di ossidi di ferro |
-
2002
- 2002-03-18 IT IT2002MI000567A patent/ITMI20020567A1/it unknown
-
2003
- 2003-02-26 ZA ZA200301584A patent/ZA200301584B/xx unknown
- 2003-03-06 EP EP03004875A patent/EP1350765B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-06 AT AT03004875T patent/ATE337270T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-03-06 DK DK03004875T patent/DK1350765T3/da active
- 2003-03-06 DE DE60307710T patent/DE60307710T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-07 JP JP2003062093A patent/JP4658456B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-07 CA CA2421363A patent/CA2421363C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-12 US US10/386,798 patent/US6790274B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-17 MX MXPA03002330A patent/MXPA03002330A/es active IP Right Grant
- 2003-03-17 RU RU2003107342/15A patent/RU2318730C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-17 AR ARP030100922A patent/AR038989A1/es active IP Right Grant
- 2003-03-18 CN CNB031206506A patent/CN100475708C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-04-30 US US10/836,304 patent/US7442362B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-07-11 US US12/218,158 patent/US20090324487A1/en not_active Abandoned
-
2010
- 2010-10-21 JP JP2010236714A patent/JP5383623B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-05-24 US US13/114,201 patent/US8574450B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562265C2 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью производственное предприятие "Ярпромцентр" | Способ производства железоокисных пигментов и сульфата калиевых удобрений |
RU2697460C2 (ru) * | 2014-09-05 | 2019-08-14 | ЛЕНКСЕСС Дойчланд ГмбХ | Получение красных железооксидных пигментов |
RU2697459C2 (ru) * | 2014-09-05 | 2019-08-14 | ЛЕНКСЕСС Дойчланд ГмбХ | Получение красного железооксидного пигмента |
RU2701032C2 (ru) * | 2014-09-11 | 2019-09-24 | ЛЕНКСЕСС Дойчланд ГмбХ | Красные железооксидные пигменты с улучшенными цветовыми параметрами |
RU2775422C1 (ru) * | 2021-11-08 | 2022-06-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго- Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Синтез железного сурика электрохимическим методом из отходов железа |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2421363C (en) | 2012-08-28 |
US20090324487A1 (en) | 2009-12-31 |
AR038989A1 (es) | 2005-02-02 |
ATE337270T1 (de) | 2006-09-15 |
JP2003300732A (ja) | 2003-10-21 |
DK1350765T3 (da) | 2006-12-27 |
DE60307710T2 (de) | 2007-10-04 |
US8574450B2 (en) | 2013-11-05 |
JP4658456B2 (ja) | 2011-03-23 |
JP2011037710A (ja) | 2011-02-24 |
US7442362B2 (en) | 2008-10-28 |
US6790274B2 (en) | 2004-09-14 |
CA2421363A1 (en) | 2003-09-18 |
DE60307710D1 (de) | 2006-10-05 |
US20040202606A1 (en) | 2004-10-14 |
US20110251054A1 (en) | 2011-10-13 |
EP1350765B1 (en) | 2006-08-23 |
CN1445169A (zh) | 2003-10-01 |
JP5383623B2 (ja) | 2014-01-08 |
CN100475708C (zh) | 2009-04-08 |
ZA200301584B (en) | 2003-09-05 |
US20030175204A1 (en) | 2003-09-18 |
MXPA03002330A (es) | 2004-10-29 |
ITMI20020567A0 (it) | 2002-03-18 |
EP1350765A1 (en) | 2003-10-08 |
ITMI20020567A1 (it) | 2003-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2318730C2 (ru) | Способ получения оксидов железа | |
JP3047110B2 (ja) | 金属酸化物微粒子の製造方法 | |
JP5619257B2 (ja) | 黄酸化鉄顔料 | |
JP2008504202A (ja) | 酸化鉄ナノ粒子の製造方法 | |
JPH0627006B2 (ja) | 酸化鉄赤色顔料の製造方法 | |
US4112063A (en) | Continuous production of iron oxide hydroxide | |
JP2009521394A (ja) | 制御された特性を有する金属酸化物ナノ粒子の製造方法および該製造方法により製造されるナノ粒子および調製物 | |
JPS5829258B2 (ja) | 金属鉄を酸素含有ガスで酸化することによる鉄酸化物黒色顔料の製造法 | |
Wang et al. | Preparation and catalytic properties of Ag/CuO nano-composites via a new method | |
JP4473860B2 (ja) | 酸化鉄顔料 | |
Konishi et al. | Preparation and characterization of fine magnetite particles from iron (III) carboxylate dissolved in organic solvent | |
JP3824709B2 (ja) | 高純度酸化鉄粉末の製造方法 | |
JPH032302A (ja) | 高純度微細銅粉の製造方法 | |
RU2035263C1 (ru) | Способ получения порошка сплава железо - кобальт | |
JPH04219323A (ja) | ゲーサイトの製造方法 | |
JPH0557213B2 (ru) | ||
JPH05262529A (ja) | 酸化鉄粒子粉末の製造法 | |
JPH0232220B2 (ru) | ||
Roig et al. | Low Temperature Oxidation of Solid Ferrous Sulfate Heptahydrate with Oxygen in the Presence of Solid Calcium Hydroxide | |
JP2001163623A (ja) | 黒色マグネタイト粉末の製造方法 | |
JPS5911672B2 (ja) | 針状のゲ−タイトの製造方法 | |
JPH04219322A (ja) | ゲーサイトの製造方法 | |
BE711903A (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210318 |