磁铁矿颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种矫顽磁性为６．３６６－１０．３４５ｋＡ／ｍ（８０－１３０奥斯特）并具有八面体颗粒形状的磁铁矿的制备方法，包括将水溶液状的碱性组分和Ｆｅ（ＩＩ）组分加热至５０－１００℃，使Ｆｅ（ＩＩ）组分与１当量碱性组分的摩尔比为０．３８－０．４５，用氧化剂处理该悬浮液，氧化速率为２０－５０摩尔％Ｆｅ（ＩＩ）／ｈ，直至Ｆｅ（ＩＩＩ）的含量超过６５摩尔％，再加入水溶液状Ｆｅ（ＩＩ）组分，使Ｆｅ（ＩＩ）与使用的１当量全部碱性组分的摩尔比为０．４７－０．４９，用氧化剂处理得到的悬浮液，氧化速率为２０－５０摩尔％Ｆｅ（ＩＩ）／ｈ，直至铁化合物中Ｆｅ（ＩＩＩ）的含量超过６５摩尔％，过滤该悬浮液，洗涤，干燥并研磨残余物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的背景本专利技术涉及一种。很久以前就知道用沉淀法由水溶液制备颗粒状的磁铁矿。使用碱性组分沉淀硫酸亚铁(II)随后用空气氧化的磁铁矿制备方法可参见US-A 802928。用沉淀法制备磁铁矿同样描述在许多随后公开的文献中。加入硅用沉淀法制备磁铁矿可参见JP-A 51 044 298。根据DE-A 3 209 469或者再根据DE-A 2 618 058可用间歇法制得纯沉淀的磁铁矿而不加入外来元素。通常，使用的Fe(II)盐是硫酸亚铁。但是，可用沉淀法用任何可溶性二价铁盐制备磁铁矿。如DE-A 3 004 718所述此时使用FeCl2尤其合适。使用FeSO4或使用FeCl2的优点在于这两种物质均可以作为铁加工工业的废料而很经济地大量获得。除了最常用的氢氧化钠以外，合适的沉淀剂有CaO或CaCO3(DE-A 3 004 718)、氨(DE-A 2 460 493)或Na2CO3、MgCO3或MgO(EP-A 0 187 331)。一般使用空气作为氧化剂。但是，还有描述使用硝酸盐的氧化方法(DD-A 216 040和DD-A 284 478)。磁铁矿主要用于制造各种颜料。与有机颜料和炭黑相比，磁铁矿的具体优点是其更好的耐天候老化性，因此含磁铁矿的颜料也能在室外使用。颗粒磁铁矿还常用于混凝土模块(如混凝土铺面石或混凝土屋面瓦)的着色。磁铁矿还长期在电子照相中用于制造上色剂。用沉淀法制得的磁铁矿还较好用于制造上色剂，用于使用单组分上色剂的照相复印机。用于这种用途的磁性上色剂必须具有数种性能。随着照相复印机和打印机的逐渐发展和改进，对磁性上色剂(从而对其中使用的磁铁矿)的需求不断上升。最新一代打印机的分辨率超过400dpi(每英寸的点数)，因此需要开发一种具有非常窄粒径分布的细微的上色剂。其结果是用于该用途的磁铁矿同样必须具有很窄的粒径分布。还必须具有特殊的粒径以确保磁铁矿颗粒在最终上色剂中均匀分布。磁铁矿本身的电阻必须高得足以在静电转移过程中使潜影稳定。另外，矫顽磁性、饱和磁化强度和，最重要的，剩余磁化强度必须完全与设备中主要的场强呈正确的关系。本专利技术的目的是提供一种技术上特别简单，因此是经济的用于制备磁性上色剂的磁铁矿制备方法，所述磁铁矿的矫顽磁性为80-130奥斯特(＝6.366kA/m-10.345kA/m)并具有八面体颗粒的形状。用本专利技术方法可达到该目的。专利技术的概述本专利技术涉及一种矫顽磁性为6.366kA/m-10.345kA/m(＝80-130奥斯特)并具有八面体颗粒形状的磁铁矿的制备方法，它包括a)将水溶液形式的碱性组分置于保护气体中；b)将该碱性组分加热至50-100℃；c)将温度保持在50-100℃的同时，加入水溶液形式的二价铁组分，使二价铁组分的摩尔数与1当量碱性组分的摩尔比为0.38-0.45，d)用氧化剂处理步骤c)得到的悬浮液，氧化速率为20-50摩尔％Fe(II)/h，直至铁化合物中Fe(III)的含量超过65摩尔％，e)在步骤d)氧化后，再向步骤d)得到的悬浮液中加入水溶液形式的Fe(II)组分，使步骤c)中Fe(II)的摩尔数与使用的1当量全部碱性组分的摩尔比为0.47-0.49，f)用氧化剂处理步骤e)得到的悬浮液，氧化速率为20-50摩尔％Fe(II)/h，直至铁化合物中Fe(III)的含量超过65摩尔％g)过滤该悬浮液，洗涤，干燥并研磨残余物。专利技术的详细描述令人惊奇地发现在50-100℃，较好在70-90℃的温度下，将Fe(II)与碱性组分之间的比例增至0.38-0.44，并快速氧化(最高50摩尔％Fe(II))，可制得适用于标准上色剂的磁铁矿。由于高的氧化速率，该方法特别经济，因为可特别有效地利用设备。如此制得的磁铁矿不仅可用于磁性上色剂，而且还可用于着色纸张、塑料、涂料、纤维和混凝土，还可用于染料。使用本专利技术下列方法可制得一种矫顽磁性为80-130奥斯特(＝6.366kA/m-10.345kA/m)并具有八面体颗粒形状的磁铁矿，它包括a)将水溶液形式的碱性组分置于保护气体中；b)将该碱性组分加热至50-100℃，较好加热至70-90℃；c)将温度保持在50-100℃，较好70-90℃的同时，加入水溶液形式的二价铁组分，加入的量使得二价铁组分的摩尔数与1当量碱性组分的摩尔比为0.38-0.45，d)用氧化剂处理步骤c)得到的悬浮液，使氧化速率达到20-50摩尔％Fe(II)/h，直至铁化合物中Fe(III)的含量超过65摩尔％，e)在步骤d)氧化后，再向步骤d)得到的悬浮液中加入水溶液形式的Fe(II)组分，其加入量使得步骤c)中Fe(II)的摩尔数与使用的1当量全部碱性组分的摩尔比为0.47-0.49，f)用氧化剂处理步骤e)得到的悬浮液，使氧化速率达到20-50摩尔％Fe(II)/h，直至铁化合物中Fe(III)的含量超过65摩尔％，随后g)过滤，洗涤，干燥并研磨残余物。所述碱性组分较好包括碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱金属碳酸盐、MgCO3或氨。所述二价铁组分较好包括水溶性Fe(II)盐，更好是硫酸亚铁或氯化亚铁。但是，也可以使用其它水溶性Fe(II)化合物，尤其是当其可以可比价格购得时。氧化剂较好包括空气中的氧、纯氧、H2O2、氯、碱金属氯酸盐(例如NaOCl、NaClO3、NaClO4)或硝酸盐。更好是空气中的氧、纯氧、H2O2或硝酸钠。下面更详细地描述本专利技术方法的一个特别好实例。将每升水含300g NaOH的氢氧化钠溶液置于间歇运行的搅拌釜反应器中，在保护气体流中搅拌之。随后将该溶液加热至50-100℃，较好70-90℃。当达到该温度后，开始计量加入Fe(II)组分。根据所需的NaOH/Fe(II)比例算得Fe(II)组分的用量。例如，为了使NaOH/Fe(II)之比达到0.55并且业已加入100mol NaOH，则必须加入100×0.55＝55摩尔Fe(II)组分。碱金属氢氧化物/Fe(II)之比是根据下列化学反应式算得的Fe(II)/NaOH＝0.50如果使用的碱性组分以不同的化学计量比与Fe(II)组分反应形成Fe(OH)2或FeCO3，则该比例必须相应地改变。这是例如使用碳酸盐或碱土金属氢氧化物或碱土金属氧化物的情况，这些情况下的反应式如下Fe(II)/Ca(OH)2＝1.0或者Fe(II)/Na2CO3＝1.0Fe(II)组分较好以这样的速率计量加入，即不会使温度下降。当计算量的Fe(II)组分加料完成后，可任选地将反应混合物再次加热至50-100℃。在许多情况下，步骤b)的温度和步骤c)的温度是相同的，从而在步骤c)中无需进一步加热。当达到该温度后，停止通入保护性气体，开始加入氧化剂。在使用空气通气的情况下，通过位于搅拌器下方的通气器通入空气。每小时的空气通入量为每摩尔Fe(II)每小时5-15升。在使用NaNO3的情况下，在5-30分钟的时间内泵入水溶液形式的氧化剂，其所需的量可由下式算得NaNO3(mol)＝Fe(II)(mol)×0.67×1/8例如，100mol Fe(II)因此需要8.375mol NaNO3。其它氧化剂的用量可由各个氧化剂的氧化还原当量算得。此时应记住为制造磁铁矿最多仅66.6％Fe(II)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矫顽磁性为６．３６６ｋＡ／ｍ－１０．３４５ｋＡ／ｍ，即８０－１３０奥斯特，并具有八面体颗粒形状的磁铁矿的制备方法，它包括： ａ）将水溶液形式的碱性组分置于保护气体中； ｂ）将该碱性组分加热至５０－１００℃； ｃ）将温度保持在５０－１００℃的同时，加入水溶液形式的二价铁组分，使二价铁组分与１当量碱性组分的摩尔比为０．３８－０．４５， ｄ）用氧化剂处理步骤ｃ）得到的悬浮液，氧化速率为２０－５０摩尔％Ｆｅ（Ⅱ）／ｈ，直至铁化合物中Ｆｅ（Ⅲ）的含量超过６５摩尔％， ｅ）在步骤ｄ）氧化后，再向步骤ｄ）得到的悬浮液中加入水溶液形式的Ｆｅ（Ⅱ）组分，使步骤ｃ）中Ｆｅ（Ⅱ）与使用的１当量全部碱性组分的摩尔比为０．４７－０．４９， ｆ）用氧化剂处理步骤ｅ）得到的悬浮液，氧化速率为２０－５０摩尔％Ｆｅ（Ⅱ）／ｈ，直至铁化合物中Ｆｅ（Ⅲ）的含量超过６５摩尔％ ｇ）过滤该悬浮液，洗涤，干燥并研磨残余物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U梅森，
申请(专利权)人：拜尔公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]