JPH0446899B2 - - Google Patents
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- JPH0446899B2 JPH0446899B2 JP58223241A JP22324183A JPH0446899B2 JP H0446899 B2 JPH0446899 B2 JP H0446899B2 JP 58223241 A JP58223241 A JP 58223241A JP 22324183 A JP22324183 A JP 22324183A JP H0446899 B2 JPH0446899 B2 JP H0446899B2
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- iron
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- alkali hydroxide
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は針状性に優れ、しかも凝集のないα−
オキシ水酸化鉄の製造法に関し、特に磁性材料の
原料として好適なα−オキシ水酸化鉄の製造法に
関する。Detailed Description of the Invention The present invention provides α-
The present invention relates to a method for producing iron oxyhydroxide, and particularly to a method for producing α-iron oxyhydroxide, which is suitable as a raw material for magnetic materials.
近年、記録媒体に対する高性能化の必要性が強
く求められており、高密度記録、高出力特性及び
ノイズレベルの低下が要求されている。このよう
な要求を満足する磁性材料の特性は、粉体特性と
しては、微細で表面積が大きく且つ針状性が優れ
ていることであり、磁気特性においては、飽和磁
化が大きく且つ所望する最適な保磁力を有するこ
とである。 In recent years, there has been a strong need for improved performance in recording media, and high-density recording, high output characteristics, and lower noise levels are required. The characteristics of a magnetic material that satisfies these requirements include fine powder properties, large surface area, and excellent acicularity, and magnetic properties such as large saturation magnetization and the desired optimum properties. It has a coercive force.
強磁性鉄化合物の場合、針状性に優れているこ
とが必要である事から針状晶になり易いオキシ水
酸化鉄を出発原料とする方法が一般的である。従
つて、オキシ水酸化鉄を製造する方法が多数報告
されており、中でもアルカリ領域で第一鉄塩を湿
式酸化し針状α−オキシ水酸化鉄を製造する方法
が実際に採用されている。 In the case of a ferromagnetic iron compound, since it is necessary to have excellent needle-like properties, it is common to use iron oxyhydroxide, which tends to form needle-like crystals, as a starting material. Therefore, many methods for producing iron oxyhydroxide have been reported, and among them, a method in which acicular α-iron oxyhydroxide is produced by wet oxidation of ferrous salt in an alkaline region has been actually adopted.
α−オキシ水酸化鉄に要求される粒子特性とし
て、枝分れがないこと、凝集体がないこと、粒度
分布が狭いこと、適切な長さ及び軸比が大きいこ
となど多くの項目があり、α−オキシ水酸化鉄晶
出工程が重要とされ、このため種々の元素を添加
して媒晶効果を期待したり、晶出条件を特定化す
るなど数多くの工夫がなされている。 There are many particle properties required for α-iron oxyhydroxide, such as no branching, no aggregates, narrow particle size distribution, appropriate length and large axial ratio. The α-iron oxyhydroxide crystallization step is considered to be important, and many efforts have been made for this purpose, such as adding various elements to expect a moderation effect and specifying crystallization conditions.
例えば、媒晶剤として、特開昭56−165302号で
は、アルカリ土類金属をPH11以上である水酸化第
一鉄のアルカリ性懸濁液中に存在させることが開
示されている。 For example, as a modifier, JP-A-56-165302 discloses that an alkaline earth metal is present in an alkaline suspension of ferrous hydroxide having a pH of 11 or higher.
また、反応条件としては、特開昭56−22638号
に40℃以下でα−オキシ水酸化鉄を生成させ、40
〜60℃に昇温して結晶成長させる2段階反応法が
開示されているが、実施例の写真からも分かるよ
うに完全に1本1本の粒子が分散したα−オキシ
水酸化鉄となつていない。 In addition, as for the reaction conditions, α-iron oxyhydroxide is produced at 40°C or less according to JP-A No. 56-22638, and 40
A two-step reaction method in which crystals are grown by raising the temperature to ~60°C is disclosed, but as can be seen from the photos in the example, α-iron oxyhydroxide is formed in which individual particles are completely dispersed. Not yet.
特公昭54−7280号ではリン酸イオンの使用が開
示されているが、目的とする生成物が異なり、非
針状のマグネタイトを製造している。 Japanese Patent Publication No. 54-7280 discloses the use of phosphate ions, but the intended product is different and non-acicular magnetite is produced.
特開昭55−149138号では、クイ酸塩とリン酸塩
を添加することが開示されているが、反応液のPH
を5.5〜7.5の間に維持することが必要とされ、本
発明のPH範囲とは異なる。 JP-A-55-149138 discloses adding citrate and phosphate, but the pH of the reaction solution
is required to be maintained between 5.5 and 7.5, which is different from the PH range of the present invention.
その他数多くの報告がなされているが、いずれ
もα−オキシ水酸化鉄の分散性が不十分であり、
1本1本に分散した粒子でなく、数本以上集合し
た凝集粒子となり、その後の表面処理、焼成、酸
化、還元工程へ悪影響を及ぼし、強磁性鉄化合物
の特性が十分発揮できるものとはなつていない。
現在求められている高性能磁性材料では、更に要
求が厳しくなつており、粒子の完全な分散化、特
に出発原料であるオキシ水酸化鉄の分散化が必須
条件となつている。 Many other reports have been made, but in all of them, the dispersibility of α-iron oxyhydroxide is insufficient;
Instead of particles being dispersed one by one, the particles become agglomerated particles that aggregate several or more, which adversely affects the subsequent surface treatment, firing, oxidation, and reduction processes, and the properties of the ferromagnetic iron compound cannot be fully demonstrated. Not yet.
The requirements for high-performance magnetic materials currently in demand are becoming even more stringent, and complete dispersion of particles, especially dispersion of iron oxyhydroxide as a starting material, is an essential condition.
本発明者らは、高表面積を有する強磁性鉄化合
物の出発原料であるα−オキシ水酸化鉄の製造法
について、研究を重ねて来たが、α−オキシ水酸
化鉄の分散性が良くなれば、枝分れが目立つよう
になり、分散性が良くかつ、枝分れのない針状粒
子の製造はかなり困難であつた。 The present inventors have repeatedly conducted research on a method for producing α-iron oxyhydroxide, which is a starting material for a ferromagnetic iron compound having a high surface area, but have found that the dispersibility of α-iron oxyhydroxide can be improved. For example, branching becomes noticeable, making it quite difficult to produce acicular particles with good dispersibility and no branching.
そこで、反応方法、条件について詳細な検討を
重ね、晶析技術を深めていく中で、反応条件を厳
しく制限し、又、媒晶剤としてのカルシウム陽イ
オンが、塩素陰イオンと組み合わさると、特異的
な効果を発揮することを見い出し、分散性の良い
α−オキシ水酸化鉄を製造できるようになつた。 Therefore, as we continued to study the reaction method and conditions in detail and deepened our crystallization technology, we decided to strictly limit the reaction conditions. It was discovered that α-iron oxyhydroxide exhibits a specific effect, and it became possible to produce α-iron oxyhydroxide with good dispersibility.
更に2段階酸化反応の2段目の水酸化アルカリ
濃度を1段目より高くすることで分散性を損うこ
となく、針状性を高める、即ち軸比を大きくする
ことが可能となり、本発明を完成するに至つた。 Furthermore, by increasing the alkali hydroxide concentration in the second stage of the two-stage oxidation reaction compared to the first stage, it becomes possible to increase the acicularity, that is, to increase the axial ratio, without impairing the dispersibility. I was able to complete it.
本発明で用いる媒晶剤、カルシウム陽イオンは
塩素陰イオンと組み合わせ、しかも特定の条件下
でしか効果を発揮しない。ここで特定の条件と
は、塩化第一鉄の濃度、カルシウム塩の濃度、水
酸化アルカリの濃度、原料水溶液の添加順序、反
応温度等であり、厳しく反応を制御する必要があ
る。これらの条件が一つでも欠けると本発明の目
的とする分散性の良いα−オキシ水酸化鉄は得ら
れない。 The crystal modifier used in the present invention, calcium cation, is combined with chlorine anion, and is effective only under specific conditions. The specific conditions here include the concentration of ferrous chloride, the concentration of calcium salt, the concentration of alkali hydroxide, the order of addition of raw material aqueous solutions, the reaction temperature, etc., and it is necessary to strictly control the reaction. If even one of these conditions is lacking, α-iron oxyhydroxide with good dispersibility, which is the object of the present invention, cannot be obtained.
カルシウム、塩素両イオンの組合せにより予想
もせぬ効果が得られたが、効果の理由は明らかで
はない。 An unexpected effect was obtained by combining both calcium and chloride ions, but the reason for this effect is not clear.
又、水酸化アルカリ濃度は反応開始時に調整す
るだけというのが、一般的であつたが、反応途中
で水酸化アルカリ濃度を変化させることで、分散
性のみならず、針状性を良くすことが可能とな
り、磁性材として好適なα−オキシ水酸化鉄を製
造できる。 In addition, it was common practice to adjust the alkali hydroxide concentration only at the start of the reaction, but by changing the alkali hydroxide concentration during the reaction, it is possible to improve not only the dispersibility but also the acicularity. This makes it possible to produce α-iron oxyhydroxide suitable as a magnetic material.
即ち、本発明は第一鉄塩水溶液の酸化反応によ
り、α−オキシ水酸化鉄を製造する方法におい
て、
第一鉄塩水溶液として、塩化第一鉄、水酸化ア
ルカリ及びカルシウム塩からなる水溶液を調製
し、該調製にあたつては、25℃以下の液温で塩化
第一鉄水溶液を、鉄に対し6〜16モル倍量の水酸
化アルカリ水溶液に、鉄濃度が0.03〜0.3モル/
となるように添加すると共に、第一鉄塩水溶液
中に、カルシウム塩を鉄に対して0.5〜2モル%
存在するように添加し、
続いて、酸化率が50%以下となるように酸化性
ガスを供給した後、
不活性ガス雰囲気下で温度を上昇させて40〜80
℃の温度とし、水酸化アルカリ水溶液濃度を鉄に
対し12〜30モル倍量となるように調整した後、
再び酸化性ガスを供給し、酸化反応を完了させ
る
ことを特徴とするα−オキシ水酸化鉄の製造する
方法を提供するものである。 That is, the present invention provides a method for producing α-iron oxyhydroxide by an oxidation reaction of an aqueous ferrous salt solution, which includes preparing an aqueous solution consisting of ferrous chloride, an alkali hydroxide, and a calcium salt as an aqueous ferrous salt solution. However, for the preparation, an aqueous ferrous chloride solution is added to an aqueous alkali hydroxide solution with an amount of 6 to 16 moles relative to iron at a liquid temperature of 25°C or less, and an iron concentration of 0.03 to 0.3 mol/min is added.
In addition, calcium salt is added in an amount of 0.5 to 2 mol% relative to iron in the ferrous salt aqueous solution.
Then, after supplying an oxidizing gas so that the oxidation rate is 50% or less, the temperature is raised in an inert gas atmosphere to 40 to 80 %.
℃, and after adjusting the concentration of the alkali hydroxide aqueous solution to be 12 to 30 times the molar amount of iron, the oxidizing gas is supplied again to complete the oxidation reaction. A method for producing iron oxide is provided.
本発明の方法によれば、針状粒子の場合生じや
すい長軸に平行な方向への凝集あるいは固着もな
く、1個1個に粒子が分散し、しかも針状性に優
れたα−オキシ水酸化鉄が得られ、その後の工程
での表面処理を均一に行うことができ、高性能の
磁性材料となる。 According to the method of the present invention, the particles are dispersed one by one without agglomeration or sticking in the direction parallel to the long axis, which tends to occur in the case of acicular particles, and α-oxy water with excellent acicularity Iron oxide is obtained, which allows for uniform surface treatment in subsequent steps, resulting in a high-performance magnetic material.
更に本発明について詳細に説明する。 Further, the present invention will be explained in detail.
本発明において使用する第一鉄塩は塩化第一鉄
であり、通常よく多用される硫酸塩あるいは炭酸
塩、硝酸塩など他の鉱酸塩は使用できない。本発
明は、晶析時の陰イオンの媒晶効果を期待するも
のであり、塩素イオンとカルシウムイオンとの組
合せが必須条件であり、他の陰イオンでは十分な
媒晶効果が得られない。従つて、添加する媒晶剤
もカルシウム塩に限定される。カルシウム塩とし
ては、塩化物、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩など種々
の塩を用いることができる。第一鉄塩に比しカル
シウム塩の少ないので種々の塩を用いることがで
きるが、好ましくは塩化物、硝酸塩を用いる。カ
ルシウム塩の添加方法としては、酸化性ガス供給
以前に、具体的には、塩化第一鉄水溶液にカルシ
ウム塩を添加する方法、水酸化アルカリ水溶液に
カルシウム塩を添加する方法、塩化第一鉄水溶液
及び水酸化アルカリ水溶液のそれぞれにカルシウ
ム塩を添加する方法、及び塩化第一鉄水溶液と水
酸化アルカリ水溶液との混合後にカルシウム塩を
添加する方法を例示することができるが、好まし
くは、塩化第一鉄水溶液調製の際に行い、添加量
は鉄に対し0.5〜2モル%である。カルシウム塩
の添加を酸化性ガスによる酸化反応途中あるいは
完了時もしくはこれ以降の工程で行つても、本発
明の目的とする凝集のないα−オキシ水酸化鉄は
得られない。 The ferrous salt used in the present invention is ferrous chloride, and other mineral salts such as sulfates, carbonates, and nitrates which are commonly used cannot be used. The present invention is based on the expectation of a mediocrystal effect of anions during crystallization, and the combination of chloride ions and calcium ions is an essential condition, and other anions cannot provide a sufficient mediocrystal effect. Therefore, the crystallizing agent to be added is also limited to calcium salts. As the calcium salt, various salts such as chloride, nitrate, carbonate, and sulfate can be used. Since it contains less calcium salt than ferrous salt, various salts can be used, but chlorides and nitrates are preferably used. Examples of methods for adding calcium salts include adding calcium salts to an aqueous ferrous chloride solution, adding calcium salts to an aqueous alkali hydroxide solution, and adding calcium salts to an aqueous ferrous chloride solution before supplying the oxidizing gas. Examples include a method in which a calcium salt is added to each of the ferrous chloride aqueous solution and an alkali hydroxide aqueous solution, and a method in which a calcium salt is added after mixing the ferrous chloride aqueous solution and the alkali hydroxide aqueous solution. This is done when preparing an aqueous iron solution, and the amount added is 0.5 to 2 mol% relative to iron. Even if the calcium salt is added during the oxidation reaction using an oxidizing gas, at the completion of the oxidation reaction, or in a subsequent step, α-iron oxyhydroxide without agglomeration, which is the object of the present invention, cannot be obtained.
添加量は、0.5モル%未満ではカルシウム塩の
媒晶効果が十分でなくα−オキシ水酸化鉄が数本
集合した凝集体が存在するようになる。又、2モ
ル%を越える量では、マグネタイトが析出し易い
なり好ましくない。 If the amount added is less than 0.5 mol %, the medicinal effect of the calcium salt will not be sufficient and aggregates of several α-iron oxyhydroxides will be present. Moreover, if the amount exceeds 2 mol%, magnetite tends to precipitate, which is not preferable.
本発明において使用するアルカリとしては
KOHやNaOH等の水酸化アルカリを用いる。
Na2CO3等の炭酸アルカリNH3の水溶液、尿素な
どは、塩素イオンの媒晶効果を打ち消すので、使
用できない。 The alkali used in the present invention is
Use an alkali hydroxide such as KOH or NaOH.
Aqueous solutions of alkali carbonate NH 3 such as Na 2 CO 3 , urea, etc. cannot be used because they cancel the medicinal effect of chlorine ions.
水酸化アルカリの量は、鉄に対し6〜16モル倍
量用いる。使用量が6モル倍量に満たない場合
は、マグネタイトが生成し易くなるし、α−オキ
シ水酸化鉄の針状性が悪くなり、使用量が16モル
倍量を越す場合は、α−オキシ水酸化鉄の凝集体
が存在するようになり目的とするα−オキシ水酸
化鉄が得られない。 The amount of alkali hydroxide used is 6 to 16 times the amount of iron. If the amount used is less than 6 times the mole amount, magnetite will be easily formed and the acicularity of α-oxyiron hydroxide will deteriorate, and if the amount used is more than 16 times the amount, α-oxy Aggregates of iron hydroxide are present, and the desired α-iron oxyhydroxide cannot be obtained.
第一鉄塩水溶液の水酸化アルカリによる中和反
応は、カルシウム塩添加した塩化第一鉄水溶液を
25℃以下に保つた水酸化アルカリ水溶液に撹拌し
ながら添加することで行う。 The neutralization reaction of a ferrous salt aqueous solution with an alkali hydroxide is a ferrous chloride aqueous solution containing calcium salt.
This is done by adding it to an aqueous alkali hydroxide solution kept below 25°C while stirring.
添加時の温度が25℃を越える場合、あるいは水
酸化アルカリ水溶液を塩化第一鉄水溶液に添加し
た場合、中和反応により生成する水酸化第一鉄の
結晶が大きくなつたり、凝集を生じるので、得ら
れるα−オキシ水酸化鉄は、粒度分布が広くなつ
たり、枝分れを生じやすい。 If the temperature at the time of addition exceeds 25°C, or if an aqueous alkali hydroxide solution is added to an aqueous ferrous chloride solution, the crystals of ferrous hydroxide produced by the neutralization reaction will become larger or agglomerate. The α-iron oxyhydroxide obtained tends to have a wide particle size distribution and to be branched.
更に、中和反応後の反応液中の鉄濃度が0.03〜
0.3モル/となるように塩化第一鉄水溶液及び
水酸化アルカリ水溶液の濃度を調整する。 Furthermore, the iron concentration in the reaction solution after neutralization reaction is 0.03~
Adjust the concentrations of the ferrous chloride aqueous solution and the alkali hydroxide aqueous solution so that the concentration is 0.3 mol/.
鉄濃度が0.03モル/未満であると、マグネタ
イトが生成し易くなる。又、0.3モル/を越え
る場合は、液中のスラリー濃度高くなり粘度が上
昇し反応を均一に行うことが難しくなつたり、α
−オキシ水酸化鉄の凝集体が存在するようにな
る。 When the iron concentration is less than 0.03 mol/mol, magnetite is likely to be generated. In addition, if it exceeds 0.3 mol/ml, the slurry concentration in the liquid will increase, the viscosity will increase, and it will be difficult to carry out the reaction uniformly.
- Aggregates of iron oxyhydroxide become present.
更に反応系内及び原料水溶液を不活性ガス置換
することは、中和反応時の第一鉄イオンの酸化を
防ぐという点で望ましい方法である。 Furthermore, replacing the inside of the reaction system and the raw material aqueous solution with an inert gas is a desirable method in terms of preventing oxidation of ferrous ions during the neutralization reaction.
本発明において使用する酸化性ガスとは、酸素
を含むガスであり、空気あるいは酸素富化ガス、
あるいは酸素と不活性ガスとを混合して得たガス
などを用いる。 The oxidizing gas used in the present invention is a gas containing oxygen, such as air or oxygen-enriched gas,
Alternatively, a gas obtained by mixing oxygen and an inert gas is used.
本発明では、酸化性ガスを用いて、酸化反応に
よりα−オキシ水酸化鉄を製造する際、明確に二
つの段階に分けて酸化反応を行う。まず一段目で
は、25℃以下の温度で酸化率50%以下、好ましく
は5〜50%の範囲まで酸化する。酸化率とは
〔(Fe3/全Fe)×100〕で表示し、第一鉄の酸化さ
れた割合を表わす。 In the present invention, when α-iron oxyhydroxide is produced by an oxidation reaction using an oxidizing gas, the oxidation reaction is clearly divided into two stages. In the first stage, oxidation is carried out at a temperature of 25° C. or less to an oxidation rate of 50% or less, preferably in the range of 5 to 50%. The oxidation rate is expressed as [(Fe 3 /total Fe) x 100] and represents the oxidized proportion of ferrous iron.
一段目の反応温度が25℃を越えると、オキシ水
酸化鉄の結晶成長速度が早くなり、析出α−オキ
シ水酸化鉄が不揃いに成長する結果、粒度分布が
ひろくなるし、α−オキシ水酸化鉄の凝集体が存
在するようになる。反応温度の下限は、酸化性ガ
スの供給速度と関係するので、反応槽、ガス吹込
み方法に適した温度を設定しなければならない
が、一般的には5℃が下限となる。 When the first stage reaction temperature exceeds 25°C, the crystal growth rate of iron oxyhydroxide becomes faster, and the precipitated α-iron oxyhydroxide grows irregularly, resulting in a broader particle size distribution and α-oxyhydroxide. Iron aggregates become present. Since the lower limit of the reaction temperature is related to the supply rate of the oxidizing gas, it is necessary to set a temperature suitable for the reaction tank and gas blowing method, but the lower limit is generally 5°C.
酸化率が5%未満であると、二段目での酸化で
新たな核発生が生じ、粒度分布が広くなり好まし
くない。一方、50%を越える場合はα−オキシ水
酸鉄が微細すぎるし、又、針状比も悪くなり好ま
しくない。 If the oxidation rate is less than 5%, new nuclei will be generated in the second stage of oxidation, resulting in a wide particle size distribution, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 50%, the α-iron oxyhydroxide is too fine and the acicular ratio is also poor, which is not preferable.
本発明において、カルシウム塩に加えてリン酸
化合物を酸化率30%の段階まで添加することも好
ましい。リン酸化合物としては、リン酸又はリン
酸ナトリウム等の無機リン酸塩が好ましい。リン
酸化合物の添加は、第一鉄塩水溶液中へあるいは
水酸化アルカリ水溶液中へ、あるいは中和反応後
の水酸化第一鉄のアルカリ性懸濁液中へ、あるい
は酸化反応開始後に行うなど種々の方法がある
が、酸化率30%以下の段階で加えることが必須で
ある。添加時期が酸化率30%を越える段階である
と生成するα−オキシ水酸化鉄の枝分れを防ぐこ
とができなくなる。 In the present invention, it is also preferable to add a phosphoric acid compound in addition to the calcium salt until the oxidation rate is 30%. As the phosphoric acid compound, phosphoric acid or an inorganic phosphate such as sodium phosphate is preferred. The phosphoric acid compound can be added in various ways, such as into an aqueous ferrous salt solution, into an aqueous alkali hydroxide solution, into an alkaline suspension of ferrous hydroxide after a neutralization reaction, or after the start of an oxidation reaction. There is a method, but it is essential to add it when the oxidation rate is below 30%. If the addition time is at a stage where the oxidation rate exceeds 30%, branching of the α-iron oxyhydroxide produced cannot be prevented.
リン酸化合物の使用量は鉄に対し1〜80モル
%、好ましくは5〜30モル%用いる。 The amount of the phosphoric acid compound used is 1 to 80 mol%, preferably 5 to 30 mol%, based on iron.
リン酸化合物の使用量が1モル%未満では効果
が不十分であるし80モル%を越えると、結晶成長
が強く抑制され、α−オキシ水酸化鉄粒子が小さ
くなりすぎ好ましくない。 If the amount of the phosphoric acid compound used is less than 1 mol %, the effect will be insufficient, and if it exceeds 80 mol %, crystal growth will be strongly suppressed and α-iron oxyhydroxide particles will become too small, which is not preferable.
リン酸化合物の添加は、カルシウム、塩素両イ
オンの組み合わせによる分散性、枝分れの改良効
果を損うことなく、枝分れを更に低減する効果が
ある。 Addition of a phosphoric acid compound has the effect of further reducing branching without impairing the effect of improving dispersibility and branching due to the combination of calcium and chloride ions.
一段目の酸化反応後、酸化性ガスを不活性ガス
に切り替え、温度を40〜80℃へ上昇させる。 After the first stage oxidation reaction, the oxidizing gas is switched to an inert gas and the temperature is raised to 40-80°C.
二段目の反応温度を40〜80℃としたのは、一段
目で発生させたオキシ水酸化鉄を成長させ、針状
性と粒子長さを所望する値にするためである。 The reason why the reaction temperature in the second stage was set at 40 to 80°C was to allow the iron oxyhydroxide generated in the first stage to grow and to achieve the desired acicularity and particle length.
更に、二段目では水酸化アルカリ濃度を鉄に対
し、12〜30モル倍量となるよう調整することが重
要である。 Furthermore, in the second stage, it is important to adjust the alkali hydroxide concentration to 12 to 30 times the molar amount of iron.
水酸化アルカリ濃度を高くすることにより、凝
集のない状態でしかも針状性の優れたα−オキシ
水酸化鉄を製造できるようになる。アルカリ濃度
を高くすると、なぜ針状性が良くなるのか、理由
は不明であるが水酸化第一鉄、α−オキシ水酸化
鉄の溶解度はアルカリ濃度を高くすると増加する
ことから、結晶成長に必要な安定過飽和が維持さ
れやすいのではないかと推測される。 By increasing the alkali hydroxide concentration, α-iron oxyhydroxide with excellent acicular properties can be produced without agglomeration. The reason why acicularity improves when the alkali concentration is increased is unknown, but since the solubility of ferrous hydroxide and α-iron oxyhydroxide increases when the alkali concentration is increased, they are necessary for crystal growth. It is speculated that stable supersaturation is likely to be maintained.
一段目と同じ水酸化アルカリ濃度で、二段目の
酸化反応を行うと、分散性は良いが針状性は軸比
約20程度の粒子しか得られない。 If the second stage oxidation reaction is carried out at the same alkali hydroxide concentration as the first stage, the particles will have good dispersibility but will only have needle-like properties with an axial ratio of about 20.
又、一段目から高い水酸化アルカリ濃度で酸化
反応を行うと長軸に平行な方向への凝集あるいは
固着が生じやすくなり、分散性の良いα−オキシ
水酸化鉄は得られない。 Furthermore, if the oxidation reaction is carried out at a high alkali hydroxide concentration from the first stage, aggregation or sticking in the direction parallel to the long axis tends to occur, making it impossible to obtain α-iron oxyhydroxide with good dispersibility.
反応温度、水酸化アルカリ濃度を設定した後、
再び酸化性ガスを供給し、酸化反応を完結させ
る。 After setting the reaction temperature and alkali hydroxide concentration,
The oxidizing gas is supplied again to complete the oxidation reaction.
このようにして得られるα−オキシ水酸化鉄
は、凝集のない、しかも針状性に優れた粒子であ
り、これを常法により処理し、酸化、還元を行い
高性能の磁気記録材料とすることがでいる。 The α-iron oxyhydroxide obtained in this way is particles with no agglomeration and excellent acicular properties, which are processed by conventional methods to be oxidized and reduced to become a high-performance magnetic recording material. I can do it.
以下、実施例で本発明をされに具体的に説明す
る。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
実施例 1
濃度1.6mol/のNaOH水溶液10に20℃に
保ち、撹拌しながら0.002mol/のCaCl2を含む
0.2mol/のFeCl2水溶液10を添加し、Fe
(OH)2を主とする懸濁液を得た。Example 1 A NaOH aqueous solution 10 with a concentration of 1.6 mol/contains 0.002 mol/CaCl 2 while being stirred at 20°C.
Add 0.2 mol/FeCl 2 aqueous solution 10,
A suspension mainly consisting of (OH) 2 was obtained.
この懸濁液に、20℃で4/分の割合で空気を
10分間吹き込み、第一鉄の一部を第二鉄へ酸化し
た。この時の酸化率〔Fe3+/(Fe2++Fe3+)×
100〕は8%であつた。 Air was added to this suspension at a rate of 4/min at 20°C.
Bubbling for 10 minutes oxidized some of the ferrous iron to ferric iron. Oxidation rate at this time [Fe 3+ / (Fe 2+ + Fe 3+ ) ×
100] was 8%.
その後、空気を窒素ガスに切替え、系内を不活
性ガス雰囲気とし懸濁液の温度を50℃とした。そ
の際、NaOHを添加し、Feに対し18モル倍量に
なるようにNaOH濃度を高くした。 Thereafter, the air was changed to nitrogen gas, and the system was made into an inert gas atmosphere, and the temperature of the suspension was set at 50°C. At that time, NaOH was added to increase the NaOH concentration to 18 times the molar amount of Fe.
次に窒素ガスを空気に切替え、1/分の割合
で吹き込み、反応を終了させ、α−FeOOHを得
た。 Next, the nitrogen gas was replaced with air, which was blown in at a rate of 1/min to complete the reaction and obtain α-FeOOH.
得られたα−FeOOHは透過型電子顕微鏡観察
で観察し、結晶形状、凝集状態、長さ、軸比を測
定した。α−FeOOHは平均長さ約0.4μ、軸比
(長軸/短軸)約30の棒状であり、凝集も殆どな
く、分散した粒子であつた。 The obtained α-FeOOH was observed using a transmission electron microscope, and the crystal shape, aggregation state, length, and axial ratio were measured. α-FeOOH was rod-shaped with an average length of about 0.4μ and an axial ratio (major axis/minor axis) of about 30, and was a dispersed particle with almost no agglomeration.
実施例 2
H3PO4をFeに対し5モル%添加した1.6mol/
のNaOH水溶液10に20℃で撹拌しながら
0.002mol/のCaCl2を含む0.2mol/のFeCl2
水溶液10を添加し、Fe(OH)2を含む懸濁液を
得た。Example 2 1.6 mol/H 3 PO 4 added at 5 mol % based on Fe
NaOH aqueous solution of 10 to 20 °C with stirring
0.2mol/ FeCl2 including 0.002mol/ CaCl2
10 of the aqueous solution was added to obtain a suspension containing Fe(OH) 2 .
この懸濁液に実施例1と同一の条件で空気を吹
込みα−FeOOHを得た。 Air was blown into this suspension under the same conditions as in Example 1 to obtain α-FeOOH.
得られたα−FeOOHは、平均長さ約0.35μ、軸
比約40の棒状であり、凝集のない分散した粒子で
あつた。加えて、実施例1より一段と枝分れが少
なくなつていた。 The obtained α-FeOOH was rod-shaped with an average length of about 0.35μ and an axial ratio of about 40, and was dispersed particles without agglomeration. In addition, there was even less branching than in Example 1.
比較例 1
実施例1の方法において、NaOH濃度を途中
で変化させず初期濃度のまま、酸化反応を行つた
以外は、実施例1と同様の条件としα−FeOOH
を得た。Comparative Example 1 In the method of Example 1, the conditions were the same as in Example 1, except that the oxidation reaction was carried out with the NaOH concentration unchanged at the initial concentration. α-FeOOH
I got it.
得られたα−FeOOHは、平均長さ約0.3μ、軸
比(長軸/短軸)約15のよく分散した粒子となつ
ていた。 The obtained α-FeOOH was in the form of well-dispersed particles with an average length of about 0.3μ and an axial ratio (major axis/minor axis) of about 15.
比較例 2
実施例1の方法において、CaCl2の代りに
MgCl2を使用し、その他の条件は実施例1と同じ
にしてα−FeOOHを得た。Comparative Example 2 In the method of Example 1, instead of CaCl 2
α-FeOOH was obtained using MgCl 2 and other conditions being the same as in Example 1.
得られたα−FeOOHは枝分れが非常に多く、
しかも微粒子が存在した。 The obtained α-FeOOH has many branches,
Moreover, fine particles were present.
Claims (1)
シ水酸化鉄を製造する方法において、 第一鉄塩水溶液として、塩化第一鉄、水酸化ア
ルカリ及びカルシウム塩からなる水溶液を調製
し、該調製にあたつては、25℃以下の液温で塩化
第一鉄水溶液を、鉄に対し6〜16モル倍量の水酸
化アルカリ水溶液に、鉄濃度が0.03〜0.3モル/
となるように添加すると共に、第一鉄塩水溶液
中に、カルシウム塩を鉄に対して0.5〜2モル%
存在するように添加し、 続いて、酸化率が50%以下となるように酸化性
ガスを供給した後、 不活性ガス雰囲気下で温度を上昇させて40〜80
℃の温度とし、水酸化アルカリ水溶液濃度を鉄に
対し12〜30モル倍量となるように調整した後、 再び酸化性ガスを供給し、酸化反応を完了させ
る ことを特徴とするα−オキシ水酸化鉄を製造する
方法。[Claims] 1. A method for producing α-ferrous oxyhydroxide by an oxidation reaction of an aqueous ferrous salt solution, wherein the aqueous ferrous salt solution is an aqueous solution consisting of ferrous chloride, an alkali hydroxide, and a calcium salt. During the preparation, a ferrous chloride aqueous solution is added to an alkali hydroxide aqueous solution with an amount of 6 to 16 moles relative to iron at a liquid temperature of 25°C or below, and an iron concentration of 0.03 to 0.3 mol/min is added.
In addition, calcium salt is added in an amount of 0.5 to 2 mol% relative to iron in the ferrous salt aqueous solution.
Then, after supplying an oxidizing gas so that the oxidation rate is 50% or less, the temperature is raised in an inert gas atmosphere to 40 to 80 %.
℃, and after adjusting the concentration of the alkali hydroxide aqueous solution to be 12 to 30 times the molar amount of iron, the oxidizing gas is supplied again to complete the oxidation reaction. Method of producing iron oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58223241A JPS60118630A (en) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | Production of alpha-ferric hydroxide oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58223241A JPS60118630A (en) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | Production of alpha-ferric hydroxide oxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118630A JPS60118630A (en) | 1985-06-26 |
| JPH0446899B2 true JPH0446899B2 (en) | 1992-07-31 |
Family
ID=16795006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58223241A Granted JPS60118630A (en) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | Production of alpha-ferric hydroxide oxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118630A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030052321A (en) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | A Method of Preparing Iron Hydroxides By Using Slag Solution |
-
1983
- 1983-11-29 JP JP58223241A patent/JPS60118630A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60118630A (en) | 1985-06-26 |
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