[发明专利]级联氧化反应方法及其组件和应用

说明书

一种级联氧化反应组件，包括若干构件相叠，至少构成1层以上，各个构件上设置通孔，且通孔的孔径比为2.5∶1～25∶1。本发明提供的级联氧化反应组件，使用1层以上的构件组成，位于下层构件的孔径小于位于上层构件的孔径，使得不断被消耗的反应原料随着体积的不断变小，而不断向下层运动，在此运动过程中，带动了气液的再分布，并增加了物料的反应接触面积。不同反应速率的原料在不同的反应层(即体积大的在上层构件反应，体积小的在下层构件反应)上进行形成了立体式的级联反应体系，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及一种用于化学反应的方法，尤其涉及一种级氧化反应方法，以及实施该方法的组织，和该组件在铁的氧化物制取装置和生产中的应用。

背景技术

氧化铁是一种重要的铁的氧化物，其作为着色剂用于油漆、油墨和橡胶等工业中，还广泛用于油漆、橡胶、塑料化妆品、建筑精磨材料、精密五金仪器、光学玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高级合金钢的着色，作为颜料用于油漆、橡胶、塑料和建筑等的着色，以及玻璃、宝石和金属等材料的抛光剂等。

多种方法可以制取铁的氧化物，较常见的如：铁皮与硫酸生成的硫酸亚铁经氧化还原反应制取。根据铁的氧化物的晶胞结构的差异，常见的有铁黑、铁黄和铁红等几种，这些不同颜色的铁的氧化物由生产中的晶种决定。

中国发明专利ZL03128113.3公开了一种以铁粉还原法生产有机产品同步生产氧化铁黑的方法，将铁粉、反应介质、水投入到还原反应罐中，用蒸汽加热活化0.5小时-1小时，反应温度为50℃-95℃，反应压力为常压，搅拌转速为60转/分钟-12转/分钟，还原反应罐中PH值为5-8，反应过程连续滴加有机原料，并间断补充铁粉、反应介质和水，始终维持有机原料、铁粉、反应介质、水的重量配比为1∶0.5-1.5∶0.01-0.1∶2-5，有机产品、铁泥的悬浮物从还原反应罐出料口连续出料；将反应生成的悬浮物经过滤、洗涤、筛分、过滤和干燥等制得。

中国发明专利ZL201110008756.7公开了一种高纯氧化铁黑颜料及其生产方法，采用硫酸亚铁和氢氧化钠在氧化桶内进行反应。在碱性条件下，生成氢氧化亚铁溶胶，通入蒸汽升温进行反应，达到规定温度后，通入空气进行氧化，反应一定时间后即可制得所需高纯氧化铁黑。

中国发明专利ZL201110062503.8公开了一种利用硝酰氯尾气制备氧化铁红颜料的方法，采用氯代硝基苯高温氯化生产过程中的尾气，与铁粉进行硝基还原反应后产生的铁泥混合，通入蒸汽加热90～100℃，同时搅拌使化工铁泥溶解，跟踪测定溶液中Fe³⁺的含量和铁泥的加入量使溶液中Fe³⁺含量达到110～130g/L后，过滤，滤液加氨水调pH值为6～9，使三价铁生成氢氧化铁，离心分离，取固体加热至105℃～115℃，制得氧化铁红颜料。

上述制取铁的氧化物方法其反应规模较小，反应容器的容积难以扩大，出料后反应容器底部废料较多，需要人工进入反应容器内进行清理。底部的废料由于无法与空气充分接触反应不完全，造成物料的损耗与浪费。

中国实用新型专利ZL200920212985.9公开了一种用于制备氧化铁的氧化桶，其包括桶状的桶体、铁皮入口、晶种入口、水入口、硫酸亚铁入口、蒸汽入口、空气入口和出料口、截头锥体和设有小孔的中间隔板，截头锥体的大端与桶体的下端相连接，铁皮入口设置在桶体顶部，晶种入口、水入口和硫酸亚铁入口分别设置在桶体的上部，蒸汽入口设置在截头锥体的下部，空气入口和出料口分别设置在截头锥体的底部。本实用新型用于制备氧化铁的氧化桶，出料彻底，不需进入清理垃圾，降低劳动强度、改善现场状况，减少产品损耗，并且直接从底部进气(汽)，便于管道维护，并且结合锥形底，沉积的铁皮滑落到底后再被空气吹起来继续参与反应，可以提高原料利用率。