专利名称:氧化铁颜料及其制备方法
本发明属于氧化铁颜料，更详细地说是关于利用煤矿排放的地下水为原料制备氧化铁颜料的方法。
在已有技术中，合成氧化铁颜料所用的原料多为硫酸亚铁、三氯化铁和铁屑、铁皮等其它工业的废副产品。其中硫酸亚铁来自钢铁酸洗废液和硫酸法钛白的副产物，在日本专利51-021640中描述了用碱、二氧化碳、空气和氨水处理硫酸亚铁，生成优质氧化铁黄，再经热处理则得氧化铁红。苏联专利SU684049中叙述了将绿矾和金属铁混合，通入空气一小时，使铁残渣全部沉淀，清液用氨水处理。然后加金属铁，在80℃下通入空气处理50～60分钟，即得氧化铁黄颜料。
三氯化铁来自盐酸酸洗钢铁废液、氯化钛白和合成金红石副产品。西德克洛诺斯钛公司用沉淀法制备氧化铁，以合理利用氯化钛白厂的三氯化铁，在西德专利DD2611667中已有描述。西德拜耳公司是利用苯胺副产硫酸亚铁生产氧化铁颜料的最大公司，近年来采用沉淀法以硫酸亚铁为原料生产氧化铁黑，并已申请专利DD2612789。
1984年6月，欧洲专利EP30790-A透露了从亚铁盐溶液中制备氧化铁黄的报导，在亚铁盐水溶液中加入碳酸盐，保持酸性介质，在40～70℃下氧化，采用的原料仍然是钢铁工业废液。
已有生产工艺生产周期长，生产费用高，污染环境。苯胺法周期较短，废副少，但必须与苯胺生产结合，有其局限性。
本发明的目的在于提供一种氧化铁颜料的制备方法。有效地利用煤矿开采地区的地下水矿产资源，生产性能良好的氧化铁颜料，同时达到净化水源、美化环境的目的。
凡有地下煤矿开采的地区，总伴之以大量的地下水排放，这就是地面上所谓“矾水黄河”的发源地。这些矾水河的水棕黄浑浊，世世代代污染着环境和江、河、湖、海的水源。
本发明的发明者在配制陶瓷低温黑釉时，无意中混入煤矿排放的地下水沉淀物，意外地发现煤矿排放的地下水沉淀物能够在釉面上着色。从而断定煤矿排放的地下水中含有铁盐。
煤矿排放的地下水中含有铁盐的原因，大概是由于煤层中含有铁质的原因。煤层在尚未被开采之前，处于封闭状态的地下水面以下，保持了相对的稳定状态;当大量开采以后，地下水位下降，大量空气进入地下，氧化作用加强，在微生物的影响下，有机质分解形成硝酸、硫酸、碳酸等各种酸类，空气和各种酸类与煤层中的铁质相互作用的结果，生成了三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁等铁的氧化物和硫酸亚铁、硫酸铁、碳酸铁、硝酸铁、氯化铁等铁盐及亚铁盐以及铁的氢氧化物等等。这些物质随煤矿排放的地下水排到地面以后，经进一步氧化以及与空气和地面上的其它物质反应，还会发生一些变化，部分发生沉降，使水浑浊。
本发明所说的氧化铁颜料及其制备方法，其特征在于利用上述煤矿排放的地下水为原料制备。
本发明所说的氧化铁颜料包括氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁丹黄、氧化铁紫、氧化铁兰、氧化铁黑等各种氧化铁颜料。
本发明所说的以煤矿排放的地下水为原料制备氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁丹黄、氧化铁紫、氧化铁兰、氧化铁黑的步骤是取煤矿排放的地下水，空气氧化1～2小时，加入定量水溶性碱性物质中和至pH7.3～9，最好在8。这样使铁离子大部分以氢氧化铁形成沉淀，从而避免了煅烧时放出的三氧化硫等有害气体的污染。中和后静置沉淀，沉淀物天然风干，再装入高温炉内400～930℃范围内氧化煅烧，控制不同的温度及不同的氧化条件和时间，可得氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁丹黄、氧化铁紫、氧化铁兰、氧化铁黑等各种氧化铁颜料。出炉后再经粉碎、过筛即得成品。
本发明所说的用于中和地下水的碱性物质包括氢氧化钠、碳酸钠，氢氧化钙、氨水等所有的水溶性碱，可根据当地资源情况选择，我们建议采用氢氧化钙或碳酸钠，使用方便，也比较经济易得。
利用本发明的方法制备氧化铁颜料，工艺简单，设备投资少，无污染。而且还能将煤矿排放的地下水由浑浊变清沏，达到了美化环境、净化水源的目的，完全可以说是一件一箭双雕的事情。
利用本发明的方法制备的氧化铁颜料与国内同类产品技术指标比较如下表
项目 国家标准(GBH103) 本发明的氧化铁丹黄Fe2O3含量(%) 75 78.6水溶盐(%) 0.7 0.17水份(%) 1 0.9颜色 相似 鲜艳吸油量 15～20 13～20pH值 7 7细度(筛余/325目(%) 0.1 0.07从上可见，用本发明的方法制备的氧化铁颜料，氧化铁含量高，水溶盐低，颜色鲜艳，细度好是突出的特征。因此用于涂料工艺性好、遮盖力高，易于着色，性能优异。而且利用本发明的方法制备的氧化铁丹黄，可以代替有毒的氧化铅丹黄，这在保护环境，节约金属铅原料方面具有重要意义。
实施例Ⅰ取煤矿排放地下水10000毫升，在空气中室温下自然氧化两小时，搅拌下用0.5N碳酸钠水溶液中和至pH8。静置沉淀30分钟，沉淀物风干后重72.3克。然后将沉淀物放在马弗炉中400～650℃氧化煅烧4小时，得氧化铁黄38克。
实施例Ⅱ取煤矿排放地下水10000毫升，在空气中室温下自然氧化两小时，搅拌下用饱和氢氧化钙水溶液中和至pH7～8。静置沉淀30分钟，沉淀物风干后重74.2克。然后将沉淀物放在马弗炉中730～850℃氧化煅烧4小时，得氧化铁丹黄39.5克。
实施例Ⅲ取煤矿排放地下水10000毫升，在空气中室温下自然氧化2小时，搅拌下用饱和氢氧化钙水溶液中和至pH7.5。静置沉淀30分钟。沉淀物风干后重72.6克。然后沉淀物放在马弗炉中850～900℃氧化煅烧4小时，得氧化铁红重39克。
权利要求
1.氧化铁颜料及其制备方法，其特征在于以煤矿排放的地下水为原料制备。
2.权利要求
1所说的氧化铁颜料其特征在于包括氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁丹黄、氧化铁紫、氧化铁兰、氧化铁黑等各种氧化铁颜料。
3.权利要求
1所说的制备方法，其特征在于包括如下步骤(a)空气氧化。(b)碱性物质中和。(c)静置沉降。(d)自然干燥。(e)400～930℃氧化锻炼。(f)粉碎、包装。
4.权利要求
3(b)所说的碱性物质，其特征在于包括氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、氨水等，建议采用氢氧化钙或碳酸钠。
专利摘要
氧化铁颜料及其制备方法。本发明的氧化铁颜料是以煤矿排放的地下水为原料，经空气氧化、化学提取、静置沉降、自然干燥、400～930℃氧化煅烧而制得的。包括氧化铁黄、氧化铁丹黄、氧化铁红、氧化铁紫、氧化铁蓝、氧化铁黑等各种氧化铁颜料。
文档编号C01G49/06GK86107137SQ86107137
公开日1987年11月4日 申请日期1986年10月24日
发明者蒋则伟 申请人:蒋则伟导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan