氧化铁黑生产工艺的优化.docx

氧化铁黑生产工艺的优化朱井安(铜陵化工集团化工研究设计院有限责任公司设计部，安徽铜陵244000)OptimizationofIronOxideBlackProductionTechnologyZhuJing’an(DesignDepartmentChemicalEngineeringResearchandDesignInstituteofTonglingChemicalIndustryGroupCo.,Ltd.,Tongling244000,China)Abstract:Thepaperdescribedthetraditionalironoxideblackproductiontechnologyandthenewironoxideblackproductiontechnologyandforitstechnicalandeconomiccomparison,drewtheconclusion:thenewironoxideblackproductiontechnologyallowsironoxideblackproductionsignificantlyreduceproductioncosts,butcanalsoconsumelargeamountsofindustrialwaste,andinlinewiththeconceptofenergysavingandemissionsreduction,withgoodeconomicandenvironmentalbenefits,andthushavegreatvalueofpromotion.Keywords:pigment；ferroussulfate；ferrouschloride；ironoxideblack；productioncosts生产过程中难免会造成溶液中游离氨的挥发，因而具有一定的环境污染，在环保要求越来越高的今天，该法将会受到一定的制约。3硫酸亚铁的来源传统的氧化铁黑生产中，硫酸亚铁的来源为一般为铁皮与硫酸制得。此法得到的硫酸亚铁比较纯净，基本不需要净化处理，但成本较高，我国不少铁黑生产厂家都用此法。近年来，铁系颜料的研究向综合利用“三废”中的Fe方向发展，如利用硫酸生产废渣、钢铁酸洗废液、钛白副产硫酸亚铁等。这些副产物中含Fe较高，但杂质也多。如果净化处理不过关，就会影响产品的质量，得不到合格产品，所以综合利用的关键就是净化[2]。目前在铁系颜料生产中，利用钛白副产硫酸亚铁作为主要原料来生产铁系颜料已较为普遍。钛白副产硫酸亚铁(以下简称“废副硫酸亚铁”)净化方法主要有重结晶法和水解-絮凝法，重结晶法除杂效果较好，但能耗高，1概述铁系颜料作为重要的无机彩色颜料，其年产量居无机彩色颜料之首。由于世界环保意识的加强，无机铁系颜料以其无毒、无嗅、无污染等特点不断取代有机颜料及红丹、铅铬黄等铅系列、铬系列有毒的无机颜料。氧化铁颜料主要用于建筑行业中酚醛防锈漆填料，重防腐涂料底漆。在用于橡胶、塑料的着色时，有补强老化的作用，同时保护有机物被紫外光降解的特点。此外，也用于人造大理石、陶瓷及水泥地面的着色。氧化铁黑，分子式为Fe3O4，为黑色粉末，是Fe2O3和FeO的加成物，不溶于水，具有磁性，着色力和遮盖力很高。氧化铁黑作为工业原料，在水彩、油墨中用量也很大，复印机专用的磁性碳粉就是针形氧化铁黑。另外，氧化铁黑因其无毒、无污染等特点，法国、日本还用于高级化妆品的生产。在当代电气化和信息化社会中，磁性材料的应用非常广泛，四氧化三铁作为一种多功能磁性材料，在肿瘤的治疗、微波吸收材料、催化剂载体、细胞分离、磁记录材料、磁流体、医药等领域均已有广泛的应用，具有广阔的发展前景。2我国目前氧化铁黑常用生产工艺2.1加成法先将硫酸亚铁溶液与液碱(NaOH)混合，反应生成Fe(OH)2，再按比例加入适量铁黄下脚料(Fe2O3)，在95～100℃进行加成反应(反应时间约6～8h)生成铁黑。我国上规模的老厂都是用加成法，在反应过程中分段加入铁黄下脚料，反应过程中不用鼓空气氧化，反应时间较长，耗能大，产品着色力浅。2.2沉淀氧化法净化后的硫酸亚铁溶液与液碱中和，生成Fe(OH)2，然后升温至85～95℃，同时通入空气氧化(兼起搅拌作用)制得氧化铁黑料浆，再经过滤、洗涤、干燥、细磨、拼混得氧化铁黑产品。这种直接氧化的方法，对加成法是一种革新，产品着色高于加成法，但由于液碱用量大，且液碱价格较高，故生产成本较高。2.3氨法将氨水加入净化后的硫酸亚铁溶液中，控制溶液pH在9～10左右，制得含Fe(OH)2和(NH4)2SO4的胶状液。然后升温至70～80℃，同时通入空气氧化(兼起搅拌作用)制得氧化铁黑料浆，再经过滤、洗涤、干燥、细磨、拼混得氧化铁黑产品；滤液经蒸发可制硫铵[1]。