本發(fā)明涉及無機(jī)顏料領(lǐng)域，尤其涉及一種用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法。

背景技術(shù)：

氟鈦酸鉀系無色單斜片狀晶體或白色粉末，主要作為鈦合金的冶金助劑。目前氟鈦酸鉀的主要生產(chǎn)工藝為鈦鐵礦溶于氫氟酸生成氟鈦酸亞鐵溶液，過濾后濾液再和氯化鉀溶液反應(yīng)得到氟鈦酸鉀。但在生產(chǎn)氟鈦酸鉀過程中會產(chǎn)生氟鈦母液，氟鈦母液主要成分為氯化亞鐵、氯化鐵。

目前，還未有任何行之有效的方法對氟鈦母液再利用，通常處理氟鈦母液的方法為將這些廢液中和暴氣后，壓濾成廢渣堆存，但這樣既對環(huán)境造成污染，又浪費(fèi)鐵資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，能夠?qū)Ψ伳敢涸倮茫瑴p少對環(huán)境的污染。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，包括以下步驟：

a)將鐵片加入到氟鈦母液中，反應(yīng)得到氯化亞鐵溶液；

b)用氨中和步驟a)得到的所述氯化亞鐵溶液，生成氫氧化亞鐵凝膠；

c)將步驟b)得到的所述氫氧化亞鐵凝膠加熱并加入氯酸鈉氧化，得到氧化鐵黑漿料；

d)將步驟c)得到的所述氧化鐵黑漿料過濾、水洗、干燥、粉碎即得氧化鐵黑。

優(yōu)選地，步驟a)中所述反應(yīng)的溫度為50～80℃，反應(yīng)終點(diǎn)為所述氯化亞鐵溶液的PH≥4.0。

優(yōu)選地，步驟a)之后還包括對所述氯化亞鐵溶液的濃度進(jìn)行調(diào)整，使得調(diào)整后的所述氯化亞鐵溶液的濃度為50～80g/L(以Fe表示)。

優(yōu)選地，所述氨為氨的水溶液或液態(tài)氨。

優(yōu)選地，步驟b)中所述中和的終點(diǎn)為所述氫氧化亞鐵凝膠的PH值為8～10。

優(yōu)選地，所述氯酸鈉配制成水溶液加入到所述氫氧化亞鐵凝膠中。

優(yōu)選地，步驟c)中所述氫氧化亞鐵凝膠加熱至90～100℃，整個氧化過程的PH值保持在7～9，氧化溫度保持在90～100℃。

優(yōu)選地，步驟d)中所述水洗終點(diǎn)為洗滌水的導(dǎo)電率小于1000μs/cm。

本發(fā)明提供的一種用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，使用氯酸鈉為氧化劑，使反應(yīng)終點(diǎn)易于判斷，產(chǎn)品質(zhì)量更好，且能耗及生產(chǎn)成本比空氣氧化法更低。相比于傳統(tǒng)的空氣氧化法，本發(fā)明具有如下幾個優(yōu)點(diǎn)：1)氧化反應(yīng)速度非?？?，可大幅度提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，降低能耗及生產(chǎn)成本；2)所得到的氧化鐵黑藍(lán)相值遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鐵黑產(chǎn)品，在內(nèi)、外墻涂料的應(yīng)用上有更好的使用效果；3)傳統(tǒng)的空氣氧化法在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的高溫含氨尾氣，尾氣處理系統(tǒng)復(fù)雜，而本發(fā)明幾乎沒有尾氣產(chǎn)生。其次本發(fā)明提供的方法可充分利用工業(yè)廢料生產(chǎn)出合格的氧化鐵黑產(chǎn)品，減少對環(huán)境的污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所述類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及引用已經(jīng)通過較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。

本發(fā)明提供的一種用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法，包括以下步驟：

a)將鐵片加入到氟鈦母液中，反應(yīng)得到氯化亞鐵溶液；

b)用氨中和步驟a)得到的氯化亞鐵溶液，生成氫氧化亞鐵凝膠；

c)將步驟b)得到的氫氧化亞鐵凝膠加熱并加入氯酸鈉氧化，得到氧化鐵黑漿料；

d)將步驟c)得到的氧化鐵黑漿料過濾、水洗、干燥、粉碎即得氧化鐵黑。

上述技術(shù)方案中，使用氯酸鈉為氧化劑，使反應(yīng)終點(diǎn)易于判斷，產(chǎn)品質(zhì)量更好，且能耗及生產(chǎn)成本比空氣氧化法更低。制得的氧化鐵黑晶粒細(xì)，粒徑均勻，具有飽和藍(lán)墨光黑色，著色力高、遮蓋力強(qiáng)，適用于建筑行業(yè)、涂料行業(yè)的著色。其次本發(fā)明提供的方法可充分利用工業(yè)廢料生產(chǎn)出合格的氧化鐵黑產(chǎn)品，減少對環(huán)境的污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

在本發(fā)明中，將鐵片加入到氟鈦母液中，能夠中和母液中的游離酸，將Fe³⁺還原為Fe²⁺，Ti⁴⁺還原為Ti³⁺并水解生成Ti(OH)₃沉淀，過濾得到符合生產(chǎn)要求的氯化亞鐵溶液，化學(xué)反應(yīng)如下：

2FeCl₃+Fe＝3FeCl₂；

2HCl+Fe＝FeCl₂+H₂↑；

2TiCl₄+Fe＝2TiCl₃+FeCl₂；

TiCl₃+3H₂O＝Ti(OH)₃↓+3HCl。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，鐵片與氟鈦母液的反應(yīng)溫度為50～80℃，反應(yīng)終點(diǎn)為氯化亞鐵溶液的PH≥4.0。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，將上述過濾得到的氯化亞鐵溶液的濃度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后氯化亞鐵的濃度為50～80g/L(以Fe表示)。在其他實(shí)施例中，調(diào)整方法為加水用于調(diào)整氯化亞鐵濃度。

得到氯化亞鐵溶液后加入氨水中和，生成氫氧化亞鐵溶液，化學(xué)反應(yīng)如下：

FeCl₂+2NH₃+2H2O＝Fe(OH)₂↓+2(NH₄)Cl。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，氨為氨的水溶液或液態(tài)氨。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，中和終點(diǎn)為所述氫氧化亞鐵凝膠的PH值為8～10。

得到氫氧化亞鐵凝膠加熱并加入氯酸鈉氧化，得到氧化鐵黑漿料，化學(xué)反應(yīng)如下：

6Fe(OH)₂+NaClO₃+3H₂O＝6Fe(OH)₃+NaCl；

Fe(OH)₂+2Fe(OH)₃＝Fe(OH)₂·2Fe(OH)₃＝Fe₃O₄+4H₂O。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，氯酸鈉配制成水溶液加入到所述氫氧化亞鐵凝膠中。

得到氧化鐵黑漿料后，對其過濾、水洗、干燥、粉碎得到氧化鐵黑。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，水洗終點(diǎn)為洗滌水的導(dǎo)電率小于1000μs/cm，水洗的目的是為了洗滌漿料中的水溶性鹽，使氧化鐵黑漿料中的水溶物指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案也適用于其他行業(yè)產(chǎn)生的氯化亞鐵用來生產(chǎn)氧化鐵黑顏料，特別適用于鋼鐵酸洗行業(yè)產(chǎn)生的酸洗廢液用來生產(chǎn)氧化鐵黑顏料。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的用氟鈦母液生產(chǎn)氧化鐵黑的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

取約4000ml氟鈦母液于5L的燒杯中，加入過量的小鐵片，加熱至50～60℃，反應(yīng)至溶液PH＝4.0，抽濾，濾掉沉淀Ti(OH)₃，并分析濾液中氯化亞鐵濃度(以Fe表示)為86g/L；取氯化亞鐵溶液2090ml于5L燒杯中，加入水910ml調(diào)整氯化亞鐵濃度，攪拌均勻，加入濃度15％氨水中和，調(diào)節(jié)至PH＝10；加熱至90℃，慢慢滴加濃度為10％的氯酸鈉溶液380ml，氧化過程中保持PH值在8.5～9.0范圍內(nèi)，溫度90～95℃。氯酸鈉加完后反應(yīng)結(jié)束，漿料抽濾，用水洗滌濾餅至洗水電導(dǎo)率小于1000μs/cm，之后在烘箱烘干，得到氧化鐵黑。

實(shí)施例2

取約4000ml氟鈦母液于5L的燒杯中，加入過量的小鐵片，加熱至60～70℃，反應(yīng)至溶液PH＝4.5，抽濾，濾掉沉淀Ti(OH)₃，并分析濾液中氯化亞鐵濃度(以Fe表示)為89.2g/L；取氯化亞鐵溶液2180ml于5L燒杯中，加入水820ml調(diào)整氯化亞鐵的濃度，攪拌均勻，加入濃度15％氨水中和，調(diào)節(jié)至PH＝9；加熱至93℃，慢慢滴加濃度為10％的氯酸鈉溶液410ml，氧化過程中保持PH值在7.5～8.5范圍內(nèi)，溫度93～95℃。氯酸鈉加完后反應(yīng)結(jié)束，漿料抽濾，用水洗滌濾餅至洗水電導(dǎo)率小于1000μs/cm，之后在烘箱烘干，得到氧化鐵黑。

實(shí)施例3

取約4000ml氟鈦母液于5L的燒杯中，加入過量的小鐵片，加熱至70～80℃，反應(yīng)至溶液PH＝4.5，抽濾，濾掉沉淀Ti(OH)₃，并分析濾液中氯化亞鐵濃度(以Fe表示)為88.5g/L；取氯化亞鐵溶液1865ml于5L燒杯中，加入水1135ml調(diào)整濾液濃度，攪拌均勻，加入濃度15％氨水中和，調(diào)節(jié)至PH＝8.5；加熱至95℃，慢慢滴加濃度為10％的氯酸鈉溶液350ml，氧化過程中保持PH值在7.0～8.0范圍內(nèi)，溫度95～100℃。氯酸鈉加完后反應(yīng)結(jié)束，漿料抽濾，用水洗滌濾餅至洗水電導(dǎo)率小于1000μs/cm，之后在烘箱烘干，得到氧化鐵黑。

將實(shí)施例1～3制得的氧化鐵黑參照國標(biāo)GB/T1863-2008分析，并采用市場上銷售的757氧化鐵黑作為檢測的標(biāo)準(zhǔn)樣品，檢測結(jié)果見表1。

由上述結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)的氧化鐵黑，各項(xiàng)檢測指標(biāo)達(dá)到了國標(biāo)GB/T1863-2008的標(biāo)準(zhǔn)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎性特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。