CS239791B1 - Process for the preparation of iron (III) -oxide - Google Patents
Process for the preparation of iron (III) -oxide Download PDFInfo
- Publication number
- CS239791B1 CS239791B1 CS845759A CS575984A CS239791B1 CS 239791 B1 CS239791 B1 CS 239791B1 CS 845759 A CS845759 A CS 845759A CS 575984 A CS575984 A CS 575984A CS 239791 B1 CS239791 B1 CS 239791B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- reaction mixture
- temperature
- interval
- iron
- formula
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Způsob výroby alfa-oxidu železitého ve formě destičkových krystalů o průměru větším než 20 mikrometrů, který je účinným pigmentem, přidávaným do svrchních antikorozních nátěrů pro agresivní prostředí. Způsobem podle vynálezu se na tento finální produkt zpracovávají odpadní bazické sírany železité jako jsou jarosity vzorce MeFe3/SO4/2/OH/g, kde Me je alkalický kov, amoniový nebo hydroniový kationt, glóckerit vzorce Fe4SO4/OH/io nebo jejich směsi, působením roztoků hydroxidu sodného za teplot 150 až 350 °C. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se vytvoří homogenní reakční směs uvedených bazických sulfátů železitých a roztoku NaOH o koncentraci 5 až 20 mol NaOH na 1 litr reakční směsi, načež se tato reakční směs zahřívá rychlostí l až 10 °C/min na zvolenou teplotu a reakční doba činí 0,5 až 1 hodinu pro teplotní interval 300 až 350 °C, 1 až 2,75 h pro interval 250 až 300 °C, 2,75 až 4 h pro interval 200 až 250 °C nebo 4 až 6 h pro interval 180 až 200 °C.A method for producing alpha-iron oxide in the form of platelet crystals with a diameter greater than 20 microns, which is an effective pigment added to top anti-corrosion coatings for aggressive environments. The method according to the invention processes waste basic iron sulfates such as jarosites of the formula MeFe3/SO4/2/OH/g, where Me is an alkali metal, ammonium or hydronium cation, glockerite of the formula Fe4SO4/OH/io or mixtures thereof, into this final product by the action of sodium hydroxide solutions at temperatures of 150 to 350 °C. The essence of the invention consists in forming a homogeneous reaction mixture of the above basic iron(III) sulfates and a NaOH solution with a concentration of 5 to 20 mol NaOH per 1 liter of reaction mixture, after which this reaction mixture is heated at a rate of 1 to 10 °C/min to a selected temperature and the reaction time is 0.5 to 1 hour for the temperature interval 300 to 350 °C, 1 to 2.75 h for the interval 250 to 300 °C, 2.75 to 4 h for the interval 200 to 250 °C or 4 to 6 h for the interval 180 to 200 °C.
Description
Vynález se týká způsobu výroby alfa-oxidu železitého ve formě destičkových krystalů, jejichž průměr přesahuje 20 mikrometrů, přeměnou bazických sulfátů železitých.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing alpha iron oxide in the form of platelet crystals whose diameter exceeds 20 microns by converting basic ferric sulphates.
Dosavadními zdroji alfa-oxidu železitého /hematitu/, jehož částice mají průměr řádově desítek mikrometrů a tloušťku řádu desetin až jednotek mikrometru /označovaného obvykle Mio, mioaoeous iron oxide/ byla jednak řídká přírodní naleziště, jednak syntetický postup popsaný například v britském patentu č. 1 333 788.Current sources of alpha-iron oxide (hematite), whose particles have a diameter of the order of tens of micrometers and a thickness of the order of tenths to units of micrometer (usually called Mio, mioaoeous iron oxide) were both sparse natural deposits and a synthetic procedure described 333 788.
Tento postup využívá přeměny amorfního hydroxidu železitého ve směsi anorganických solí a hydroxidu sodného za zvýšené teploty a tlaku. Ačkoliv tento postup umožňuje převést některé obtížné odpadní produkty z výroby titanové běloby či z mořicích lázní na cenný pigment, vyznačuje se určitými nedostatky, zejména tím, že k oxidaci výchozí suroviny využívá méně vhodných oxidačních činidel, které poté znehodnocují reakční medium.This process utilizes the conversion of amorphous ferric hydroxide in a mixture of inorganic salts and sodium hydroxide at elevated temperature and pressure. Although this process makes it possible to convert some of the difficult waste products from titanium dioxide or pickling baths into valuable pigments, it has some drawbacks, in particular by using less suitable oxidizing agents to oxidize the feedstock, which then degrade the reaction medium.
Tyto nedostatky odstraňuje vynález podle čs. aut. osv. 218 204, při kterém se k výrobě destičkového hematitu využívá transformace čistých oxidhydroxidů železitých, což umožňuje žádaný produkt vyrábět prakticky bezodpadovou technologií s mnohonásobným používáním reakčního media.These drawbacks are overcome by the invention according to U.S. Pat. aut. osv. No. 218 204, which utilizes the transformation of pure ferric oxide to produce platelet hematite, allowing the desired product to be produced by virtually waste-free technology with multiple use of the reaction medium.
S rozvojem hydrometalurgiokých procesů využívaných k získávání zejména barevných kovů z méně koncentrovaných rud, se dostává do popředí zájmu otázka odstraňování železa, které je zpravidla v těchto rudách obsaženo ve větším množství a můsí být během procesu eliminováno, aby nerušilo při separaci barevných kovů.With the development of hydrometallurgical processes used to extract mainly non-ferrous metals from less concentrated ores, the issue of iron removal, which is generally present in larger quantities in these ores, can be highlighted and can be eliminated during the process so as not to interfere with the separation of non-ferrous metals.
Přitom se zpravidla železo sráží jako první z kyselých výluhů ve formě bazických síranů, nejčastěji jako sodný či amonný jarosit vzorce MeFe3/S04/2/0H/g, kde Me je sodík nebo amonium. V této formě však nelze železo dále zužitkovat, neboť tomu brání vysoký obsah síranů a vody. K převedení na hutní oxid železitý je tedy třeba jarosit dále upravovat, obvykle pražením, aniž se získá komerční produkt; finálním výrobkem je pouze zužitkovatelný odpad.It is usually iron precipitates as first acidic liquors in the form of basic sulfates, often as sodium or ammonium jarosite formula MeFe 3 / S0 4/2 / 0H / g wherein Me is sodium or ammonium. In this form, however, iron cannot be further utilized, as this is prevented by the high sulphate and water content. Thus, for conversion to metallurgical iron oxide, jarosites need to be further treated, usually by roasting, without obtaining a commercial product; the final product is only recoverable waste.
Americký patent č. 3 987 156 uvádí, že bazické sírany, jmenovitě jarosit, lze převádět na destičkový hematlt, že však prostřednictvím postupu podle tohoto patentu není možné dosáhnout potřebné velikosti částic, tj. průměru minimálně 20 mikrometrů, aby produkt mohl sloužit jako antikorozní pigment. Postup podle uvedeného patentu odpovídá přesně postupu, který je předmětem shora uvedeného britského patentu.U.S. Patent No. 3,987,156 discloses that basic sulphates, namely jarosites, can be converted to platelet hematites, but that it is not possible to achieve the required particle size, i.e., at least 20 microns in diameter, to serve as an anticorrosive pigment . The process of said patent corresponds exactly to that of the aforementioned British patent.
Nyní bylo zjištěno, že níže uvedeným postupem lze převést bazické sírany železité na destičkový alfa-oxid železitý, jehož částice mají průměrné rozměry vyšší než 20 mikrometrů, a který lze použít jako pigment do svrchních antikorozních nátěrů pro agresivní prostředí.It has now been found that the following procedure can convert basic ferric sulphates to platelet alpha-iron oxide, the particles of which have an average size greater than 20 microns, and which can be used as a pigment in topcoat corrosion coatings for aggressive environments.
Výše uvedené nedostatky tedy nemá způsob výroby alfa-oxidu želežitého ve formě destičkových krystalů, jejichž průměr přesahuje 20 mikrometrů, podle vynálezu přeměnou bazických su sulfátů železitých, jako jsou jarosity vzorce MeFej/so^/j/OH/g, kde Me je alkalický kov, amoniový nebo hydroniový kationt, glockerit vzorce Fe^SO^/OH/^θ nebo jejich směsi, působením roztoků hydroxidu sodného za teplot 150 až 350 °c.Accordingly, the above-mentioned drawbacks have no process for the production of platelet alpha-oxide in the form of platelet crystals of more than 20 microns in diameter according to the invention by converting basic ferric sulphates such as jarosites of the formula , an ammonium or hydronium cation, a glockerite of the formula Fe 2 SO 4 / OH / 4 O or mixtures thereof, by treatment with sodium hydroxide solutions at a temperature of 150 to 350 ° C.
Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se vytvoří homogenní reakční směs Uvedených bazických sulfátů železitých a roztoku NaOH o koncentraci 5 až 20 mol NaOH/1, načež se tato směs zahřívá v teplotním režimu sestávajícím z ohřevu rychlostí 1 áž 10 °C/min na zvolenou teplotu a z výdrže 0,5.až 1 h při zvolené teplotě v rozmezí 300 až 350 °C, až 2,75 h v rozmezí 250 až 300 °C, 2,75 až 4 h v rozmezí 200 až 250 °C nebo 4 až 6 h v rozmezí 180 až 200 °C.The process according to the invention is characterized in that a homogeneous reaction mixture of said basic ferric sulphates and a solution of NaOH in a concentration of 5 to 20 moles of NaOH / l is formed, and the mixture is heated in a temperature regime consisting of heating at 1 to 10 ° C / min. to a selected temperature and a hold time of 0.5 to 1 hour at a selected temperature in the range of 300 to 350 ° C, to 2.75 h in the range of 250 to 300 ° C, 2.75 to 4 h in the range of 200 to 250 ° C 6 h in the range of 180 to 200 ° C.
Výhodou uvedeného postupu je, že dovoluje převedení odpadního materiálu na cenný produkt jednoduchým způsobem a dále že umožňuje dosahovat vysokých výtěžků produktu z obje3 mové jednotky tlakového prostoru a tak také dosahovat vysoké koncentrace jediného vedlejšího produktu, síranu sodného, v reakční směsi a usnadňovat tak jeho izolaci krystalizací. Pro výsledek procesu není podstatný obsah příměsi například hliníku nebo hořčíku, které bývají v železitých sraženinách přítomné, poněvadž neovlivňují kvalitu výsledného destičkového hematitu.The advantage of this process is that it allows the waste material to be converted into a valuable product in a simple manner, and that it allows to obtain high product yields from the volume of the pressure chamber and thus also to achieve a high concentration of a single by-product, sodium sulfate, in the reaction mixture and facilitating its recovery crystallization. The content of the admixture of, for example, aluminum or magnesium, which is present in the ferric precipitates, is of no importance for the process result, since it does not affect the quality of the resulting platelet hematite.
Na uvedené bazické sírany železité se za stálého míchání působí koncentrovaným roztokem hydroxidu sodného o koncentraci 5 až 20 molů NaOH na 1 litr reakční směsi za tlaku, který odpovídá tlaku nasycených par nad reakční směsí.The basic ferric sulphates are treated with a concentrated sodium hydroxide solution of 5-20 moles of NaOH per liter of reaction mixture at a pressure corresponding to the saturated vapor pressure above the reaction mixture with stirring.
Před postupným zvyšováním teploty se reakční směs zhomogenizuje, aby částice železitého materiálu byly rovnoměrně rozptýleny v celém objemu směsi. Pro získání úzké distribuce velikosti částic výsledného destičkového hematitu a dosažení průměru částic vyššího než je dolní mez použitelnosti pro antikorozní pigmenty, tj. nad 20 mikrometrů, je důležitý teplotní režim reakce.Before gradually increasing the temperature, the reaction mixture is homogenized so that the ferric material particles are uniformly distributed throughout the volume of the mixture. In order to obtain a narrow particle size distribution of the resulting platelet hematite and to achieve a particle diameter higher than the lower serviceability limit for anticorrosive pigments, i.e. above 20 microns, the reaction temperature regime is important.
Byla nalezena vzájemná závislost reakční teploty a reakční doby, stejně jako vztah mezi rychlostí ohřevu a délkou reakce. Tyto vztahy jsou pochopitelné uvážíme-li, že přeměna bazických síranů na hematit probíhá prostřednictvím rozpouštění jedné složky a krystallzace druhé. Přitom je i samotný hematit rozpustný za reakčních podmínek v reakčním prostředí a dochází tedy zřejmě i k jeho rekrystalizaci, tj. ke změnám distribuce velikosti částic v průběhu reakce.The relationship between the reaction temperature and the reaction time was found, as was the relationship between the heating rate and the length of the reaction. These relationships are understandable considering that the conversion of basic sulfates to hematite occurs by dissolving one component and crystallizing the other. The hematite itself is also soluble under the reaction conditions in the reaction medium, and therefore it is also likely to recrystallize, i.e., to change the particle size distribution during the reaction.
Podle vynálezu se provádí ohřev reakční směsi tak, aby její teplota stoupala rychlostí 1 až 10 °C za minutu a reakční doba činí pro teplotní interval 300 až 350 °C 0,5 až 1 hodinu, pro interval 250 až 300 °C 1 až 2,75 hodin pro interval 200 až 250 °C 2,75 až 4 hodiny a pro interval 180 až 200 °C 4 až 6 hodin.According to the invention, the reaction mixture is heated so that its temperature rises at a rate of 1 to 10 ° C per minute and the reaction time for a temperature range of 300 to 350 ° C is 0.5 to 1 hour, for a range of 250 to 300 ° C 1 to 2 75 hours for an interval of 200 to 250 ° C 2.75 to 4 hours and for an interval of 180 to 200 ° C 4 to 6 hours.
V následujících příkladech je uvedeno několik variant provedení způsobu podle vynálezu.The following examples show several variations of the process according to the invention.
Příklad 1Example 1
Do otevřené nádoby bylo vloženo 720 g amoniumjarositu a přidáno 500 ml vodného roztoku 500 g hydroxidu sodného. Směs byla zahřáta k varu a vypuzen plynný amoniak. Potom byla směs homogenizována 5 minut pomocí rychloběžného míchadla a vlita do autoklávu o obsahu l litr. Systém byl zahříván rychlostí 3 °c/min na teplotu 250 - 260 °C a tato teplota udržována po dobu 2 hodin a 45 minut. Poté byl autokláv ponechán vychladnout za rotace na teplotu místnosti. Reakční produkt, destičkový hematit /295 g/, byl izolován filtrací, promyt a vysušen.720 g of ammonium jarosite were placed in an open container and 500 ml of an aqueous solution of 500 g of sodium hydroxide were added. The mixture was heated to boiling and ammonia gas was expelled. The mixture was then homogenized for 5 minutes using a high speed stirrer and poured into a 1 liter autoclave. The system was heated at a rate of 3 ° C / min to a temperature of 250-260 ° C and maintained at this temperature for 2 hours and 45 minutes. The autoclave was then allowed to cool to room temperature with rotation. The reaction product, platelet hematite (295 g), was isolated by filtration, washed and dried.
Příklad 2Example 2
Do míchadlového autoklávu o obsahu 1 litr bylo vneseno 760 g glockeritu a přidáno 600 ml vodného roztoku s obsahem 500 g NaOH. Po ohřevu rychlostí 1 °C/min byla v autoklávu udržována po dobu 6 hodin teplota 180 až 200 °C za stálého míchání. Stejně jako v příkladu 1 bylo pak Izolováno 430 g destičkového hematitu o průměrné velikosti částic 24-27 mikrometrů.760 g of glockerite was introduced into a 1 liter stirring autoclave and 600 ml of an aqueous solution containing 500 g of NaOH were added. After heating at 1 ° C / min, a temperature of 180-200 ° C was maintained in the autoclave for 6 hours with stirring. As in Example 1, 430 g of platelet hematite having an average particle size of 24-27 microns was then isolated.
Příklad 3Example 3
Do míchadlového autoklávu o obsahu 1 litr bylo vloženo 480 g amoniumjarositu a rozmícháno ponořeným rychloběžným míchadlem v 750 ml vodného roztoku 360 g NaOH za 15 minut.A 1 liter stirrer autoclave was charged with 480 g of ammonium jarosil and stirred with a submerged high speed stirrer in 750 ml of an aqueous solution of 360 g of NaOH in 15 minutes.
Poté bylo míchadlo vyjmuto a autokláv uzavřen a za míchání běžným míchadlem zahříván rychlostí 1 °C/min na teplotu 160 až 190 °C. Teplota v tomto rozmezí byla udržována po dobu 4 hodin. Po ochlazení byl izolován destičkový hematit /232 g/ o velikosti částic 15 až 22 mikrometrů.The stirrer was then removed and the autoclave was closed and heated to 160-190 ° C with a conventional stirrer at a rate of 1 ° C / min. The temperature in this range was maintained for 4 hours. After cooling, platelet hematite (232 g) having a particle size of 15-22 microns was isolated.
Příklad 4Example 4
Do otevřené nádoby bylo vloženo 600 g směsi bazických sulfátů, původem z kyselého výluhu polymetalické rudy, neutralizovaného ZnO a poté NaOH, s obsahem 47,6 % Fe20j. Tato směs byla horaogenizována 10 minut v roztoku 600 g NaOH v 750 ml vody pomocí rychloběžného míohadla, přičemž se ohřála asi na 90 °C. Poté byla reakční směs převedena do rotačního autoklávu a zahřívána rychlostí 10 °c/min na 320 až 350 °c. Tato teplota byla udržována 1 hodinu. Po ochlazení bylo získáno 274 g destičkového hematitu o velikosti částic 25 až 28 mikrometrů.600 g of a mixture of basic sulphates originating from an acid leach of a polymetallic ore, neutralized with ZnO and then with NaOH, containing 47.6% Fe 2 O, were charged into an open vessel. This mixture was horogenized for 10 minutes in a solution of 600 g NaOH in 750 ml water using a high speed stirrer while heating to about 90 ° C. Then the reaction mixture was transferred to a rotary autoclave and heated at 10 ° C / min to 320-350 ° C. This temperature was maintained for 1 hour. After cooling, 274 g of platelet hematite having a particle size of 25 to 28 microns was obtained.
Příklad5 »Example5 »
Do otevřené nádoby bylo vloženo 970 g sodného jarositu, získaného neutralizací kyselého výluhu z polymetalické rudy, s obsahem 15,7 % AljO^. Poté bylo přidáno 800 ml vodného roztoku, obsahujícího 512 g NaOH a směs homogenizována rychloběžným míchadlem po dobu 10 minut. Potom byla směs převedena do rotačního autoklávu o obsahu 1,5 litru a přidáno dalších 512 g hydroxidu sodného. Po uzavření byla reakční směs za stálé rotace zahřívána rychlostí 3 až 4 °C/min na teplotu 200 až 230 °C. Tato teplota byla udržována po dobu 3,5 hodiny.Into the open vessel was charged 970 g of sodium jarosite, obtained by neutralizing an acid leach of polymetallic ore, containing 15.7% Al2O4. Then 800 ml of an aqueous solution containing 512 g of NaOH was added and the mixture was homogenized with a high speed stirrer for 10 minutes. The mixture was then transferred to a 1.5 L rotary autoclave and an additional 512 g of sodium hydroxide added. After closing, the reaction mixture was heated at a rate of 3-4 ° C / min to 200-230 ° C with constant rotation. This temperature was maintained for 3.5 hours.
Po skončení reakce byl autokláv ochlazen a izolováno 371 g destičkového hematitu o průměru částic 25 až 30 mikrometrů.After completion of the reaction, the autoclave was cooled and 371 g of platelet hematite having a particle diameter of 25 to 30 microns was isolated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS845759A CS239791B1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Process for the preparation of iron (III) -oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS845759A CS239791B1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Process for the preparation of iron (III) -oxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS575984A1 CS575984A1 (en) | 1985-06-13 |
| CS239791B1 true CS239791B1 (en) | 1986-01-16 |
Family
ID=5403098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS845759A CS239791B1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Process for the preparation of iron (III) -oxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS239791B1 (en) |
-
1984
- 1984-07-26 CS CS845759A patent/CS239791B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS575984A1 (en) | 1985-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004515439A (en) | Method for hydrolytic precipitation of iron | |
| CN104263943B (en) | Method for simultaneously separating chromium, iron and aluminum from acidic metal solution containing chromium, iron and aluminum | |
| SU1241998A3 (en) | Method of extracting zinc,copper and cadmium from roasted product | |
| CN109368677A (en) | A method of recycling aluminum sulfate from waste acid liquor | |
| NO138786B (en) | ANGLE MEASUREMENT DEVICE. | |
| US2835558A (en) | Recovery of selenium | |
| US4207295A (en) | Processing of chromium ore | |
| JPS6133887B2 (en) | ||
| US4265863A (en) | Integrated process for treatment of residual solutions from anodization plants | |
| CN104973627B (en) | A kind of method for producing chrome green as raw material with carbon ferrochrome | |
| US2160148A (en) | Treatment of aluminum ores | |
| US2046937A (en) | Process for the preparation of copper compounds from metallic copper | |
| US1998925A (en) | Process for the preparation of benzoic acid and benzoates | |
| US2416744A (en) | Process for the utilization of ferrous sulphate solutions in the manufacture of other sulphates | |
| US3065095A (en) | Process for preparing chromium oxide | |
| US1039861A (en) | Process of making nickel salts and recovering the acid used. | |
| JPS59118819A (en) | Removal of iron from lixiviation | |
| US2416551A (en) | Production of chromium compounds | |
| US2402103A (en) | Production of chromium compounds | |
| US4282190A (en) | Process for the manufacture of iron and aluminum-free zinc chloride solutions | |
| US2968636A (en) | Method of producing an iron oxidechromium oxide complex | |
| US2040573A (en) | Process for the production of lithium salts | |
| US1784950A (en) | Process of producing chromic acid | |
| US2160547A (en) | Process for decomposing beryllium minerals, particularly beryl | |
| JPH03131526A (en) | Alpha-iron oxide and production thereof |