本发明涉及氧化铁黄生产技术领域，特别涉及一种生产氧化铁黄的方法。
背景技术：
氧化铁颜料是一种用途十分广泛的无机颜料，其中氧化铁黄的色泽鲜明，色光介于柠檬黄与橘黄之间，具有很高的颜料品质。氧化铁黄不仅本身是一种高品质颜料，其在150-200℃条件下会脱水变色，变成氧化铁红，因此氧化铁黄也可以作为氧化铁红的原料。
其最常用的生产方法有两种，一种是空气氧化法，另一种是液相法。空气氧化法生产氧化铁黄主要分为两步，一、氧化铁晶种的制备，将硫酸亚铁与氢氧化钠作用制成氢氧化亚铁。二、将制备好的氧化铁晶种泵入氧化桶，与铁和硫酸混合，并通入蒸汽加热，将混合物的温度控制在反应温度后，向反应体系中通入空气，利用空气中的氧气将硫酸亚铁氧化，生成fe2o3·h2o，并以晶种为核逐渐生长，直至其颜色达到标准样品的需求。液相法的基本生产方法是，一、氧化铁晶种的制备，将硫酸亚铁与氢氧化钠作用制成氢氧化亚铁。二、将制备好的氧化铁晶种泵入氧化桶，向氧化桶中通入空气和硫酸亚铁，并用工业纯碱中和氧化过程中生成的硫酸，控制反应的温度和ph，直到反应终点。
以上两种方法均需要制备氧化铁晶种，晶种的控制对氧化铁黄的成型和颜色均有直接的影响，为了制备得到符合要求的氧化铁黄，必须要严格控制晶种制备过程的温度、ph、反应时间和反应产物的颜色等，制备得到的颜料颜色一致性难以控制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种生产氧化铁黄的方法，其解决了现有生产方法制备得到的氧化铁黄颜色一致性难以控制的问题，具有制备方法简单，颜色一致性好的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种生产氧化铁黄的方法，包括如下步骤：s1：将碳酸钙和水加入容器中，通入空气并搅拌；s2：在容器中加入氯化亚铁，碳酸钙和氯化亚铁的添加比等于或者高于两者的化学计量比；s3：加热至80-85℃，过程中不断鼓入空气，直至反应到所需颜色，保温30-60min，出料；s4：在出料后加入稀盐酸溶液除去碳酸钙；s5：经漂洗、压滤、烘干、粉碎、包装成成品。
进一步优选为：步骤s1和s2中，碳酸钙和氯化亚铁的添加摩尔比为(1-1.08)：1。
进一步优选为：步骤s1和s2中，碳酸钙和氯化亚铁的添加摩尔比为1.04：1。
进一步优选为：步骤s3中，反应过程中每隔2h检测一次体系中的fe2+含量，每次取3个样品，每两个样品之间时间间隔5min，若5min内fe2+含量不下降，则补充碳酸钙；补充的碳酸钙的与所述步骤s2中加入的氯化亚铁的摩尔比为0.01:1。
进一步优选为：步骤s4中，首先添加稀盐酸的量为体系中相对于氯化亚铁多出的ca2+所需消耗的氯化氢的80％，之后缓慢加入稀盐酸溶液至不再产生气泡。
进一步优选为：步骤s3中，空气的流量控制在2000-3500l/min。
进一步优选为：步骤s4中，稀盐酸溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。
进一步优选为：空气流量控制在2500l/min，稀盐酸溶液的浓度为0.15mol/l，制备得到的氧化铁黄中ca含量为4-8mg/千克氧化铁颜料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本发明采用碳酸钙来消耗亚铁离子水解产生的h+，从而将水解反应向正反应的方向推进，促进氧化铁的生成，使得反应得以持续进行，不需要用到昂贵的氢氧化钠，碳酸钙价格便宜，有利于节省成本；2、优选了碳酸钙与氯化亚铁的添加比例，使得反应时间较短，反应速率合适，并且得到的产品具有较小的ca含量；3、优选了空气流量和后处理的稀盐酸浓度，具有合适的反应时间的同时得到的产品具有较小的ca含量；4、采用本发明申请的工艺制备得到的氧化铁黄的颜色一致性较好，重复性好。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种生产氧化铁黄的方法，包括如下步骤：
s1：将碳酸钙和水加入反应罐中，反应罐为体积为50m3的不锈钢反应釜，从反应罐的底部通入空气并不断搅拌；
s2：在容器中加入氯化亚铁，碳酸钙和氯化亚铁的添加摩尔比为1.04:1；
s3：将体系加热至80℃，过程中不断鼓入空气，空气流量为2500l/min；反应过程中每隔2h检测一次体系中的fe2+含量，每次抽取3个样品，每两个样品之间时间间隔5min；若fe2+含量不下降，则向体系内补充碳酸钙后继续反应，碳酸钙的每次补入量与步骤s2中加入的氯化亚铁的摩尔比为0.01:1；若fe2+含量持续下降，则继续反应(本实施例中未补入碳酸钙)；直到反应体系的颜色接近标样(标样具有l，a和b值，用cielab单位以饱和色测量，其中l＝78，a＝-8，b＝85)，停止通气，记录反应时间，并保温30-60min，出料；
s4：在出料后加入0.15mol/l的稀盐酸溶液除去碳酸钙，首先加入与氯化亚铁的摩尔比为0.032:1的稀盐酸溶液，之后再缓慢滴加该稀盐酸溶液直至不再出现气泡；
s5：经漂洗、压滤、烘干、粉碎、包装成成品。
制备得到的氧化铁黄具有l，a和b值，用cielab单位以饱和色测量，其中l＝78.0，a＝-7.8，b＝83.9，ca含量为5.3mg/千克氧化铁颜料。
实施例2-17：一种生产氧化铁黄的方法，与实施例1的区别在于，碳酸钙和氯化亚铁的添加摩尔比、补充碳酸钙和氯化亚铁的摩尔比、反应时间、空气流量、稀盐酸溶液的浓度不同，具体参数参见表1。
实施例18：一种生产氧化铁黄的方法，包括如下步骤：
s1：将碳酸钙和水加入反应罐中，反应罐为体积为50m3的不锈钢反应釜，从反应罐的底部通入空气并不断搅拌；
s2：在容器中加入氯化亚铁，碳酸钙和氯化亚铁的添加摩尔比为1.04:1；
s3：将体系加热至85℃，过程中不断鼓入空气，空气流量为3000l/min；反应过程中每隔2h检测一次体系中的fe2+含量，每次抽取3个样品，每两个样品之间时间间隔5min；若fe2+含量不下降，则向体系内补充碳酸钙后继续反应，碳酸钙的每次补入量与步骤s2中加入的氯化亚铁的摩尔比为0.01:1；若fe2+含量持续下降，则继续反应(本实施例中未补入碳酸钙)；直到反应体系的颜色接近标样(标样具有l，a和b值，用cielab单位以饱和色测量，其中l＝65，a＝6，b＝77)，停止通气，记录反应时间，为42h，保温30-60min，出料；
s4：在出料后加入0.15mol/l的稀盐酸溶液除去碳酸钙，首先加入与氯化亚铁的摩尔比为0.032:1的稀盐酸溶液，之后再缓慢滴加该稀盐酸溶液直至不再出现气泡；
s5：经漂洗、压滤、烘干、粉碎、包装成成品。
制备得到的氧化铁黄具有l，a和b值，用cielab单位以饱和色测量，其中l＝65.1，a＝6.0，b＝76.8，ca含量为6.3mg/千克氧化铁颜料。
表1实施例1-17的反应条件参数表
为了体现实施例制备得到的氧化铁黄的各项理化性质，制备了如下对比例作为对照。
对比例1：一种生产氧化铁黄的方法，与实施例1的区别在于，碳酸钙和氯化亚铁的添加摩尔比为1.1:1，反应时间为69h。
表2各实施例生成的氧化铁的理化性质和指标
结果分析：对比实施例1-6以及对比例1的试验结果可知，当碳酸钙与氯化亚铁的摩尔比从1.1:1降低到1:1，所需的反应时间呈现先减小后增大的趋势，当碳酸钙与氯化亚铁的摩尔比在1.04:1和1.03:1时，具有最少的反应时间。根据实际试验结果可知，按照实施例4的工艺进行制备时，会出现需要中途补充碳酸钙的可能，因此从反应时间的角度来看，选择1.04:1为碳酸钙与氯化亚铁的最佳摩尔比。随着碳酸钙与氯化亚铁的摩尔比的下降，ca含量呈现先减小后增大的趋势，当碳酸钙与氯化亚铁的摩尔比在(1.02-1.04)：1时，制备得到的氧化铁黄具有较少的ca含量，结合反应时间以及中途补充碳酸钙的情况，选定1.04:1为碳酸钙与氯化亚铁的最佳摩尔比。
对比实施例7-14的结果可知，随着空气流量的增大，反应时间呈现逐渐下降的趋势，下降的趋势逐渐变缓。而反应产物中的ca含量基本保持在一个较小的范围内，大体上呈现逐渐上升的趋势，综合反应素率和压缩空气成本的考虑，优选空气流量为2500l/min。
对比实施例1、实施例15-17的结果可知，用于后处理的稀盐酸的浓度对反应时间没有影响，但是影响最终产物中的fe2o3含量和ca含量，随着盐酸浓度的增加，ca含量大体上呈逐渐减少的趋势，但是fe2o3含量有一个先增加后减小的趋势，其原因是当盐酸浓度过大时，在消耗混合物中的碳酸钙的同时，也会消耗一部分的fe2o3，另外，比较明显的变化是，随着盐酸浓度增大，fe2o3的产量降低。优选的盐酸浓度是0.15mol/l。
颜色一致性测试：为了测试采用本发明申请的实施例的方法生产的不同批次产品的颜色一致性，做了对比例4作为对照。
对比例4：一种氧化铁黄的生产方法，包括如下步骤：
s1：氧化铁晶种的制备:浓度为1.0mol/l-2.0mol/l的硫酸亚铁溶液加入晶种桶中，再缓慢通入氢氧化钠溶液，控制反应温度为25-30℃；并根据计量比小心控制反应终点，氢氧化钠的加入量略低于计量比，使ph不大于4.5，晶种制备完成；
s2：将晶种泵入50m3反应釜，升温至80℃，按化学计量比加入占反应釜体积70％的硫酸亚铁和1.2mol/l的氢氧化钠混合溶液，在反应釜的底部通入空气；
s3：如此直到反应体系的颜色接近标样(标样具有l，a和b值，用cielab单位以饱和色测量，其中l＝78，a＝-8，b＝85)，停止通气，记录反应时间，为22h，保温30-60min，出料；
s4：经漂洗、压滤、烘干、粉碎、包装成成品；
将实施例1、实施例18、对比例4分别做10组平行试验，记录得到的产品的lab值，记载在表3中。
表3实施例1、实施例18和对比例4制备得到的产品的lab值汇总表
测试结果分析：由颜色一致性测试结果分析可知，按照实施例1和实施例18的工艺制备的氧化铁黄的lab值与标样接近，其标准差均较小，表明按照实施例1和实施例18的工艺制备出来的不同批次的氧化铁黄的颜色一致性较好，重复性好，有利于对颜色的控制。而采用传统的空气氧化法制备得到的氧化铁黄，其lab值的标准差较大，尤其是a值的标准差高达0.8151，表明数据分散性较大，颜色重复性较差。