[其他]氧化铁颜料及其制备方法

说明书

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。西德拜尔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DD2617289。

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，总伴之以大量地下水的排放，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澈，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（%）7578.6

水溶盐（%）0.70.17

水份（%）10.9

颜色相似鲜艳

吸油量15-2013-20

pH值77

细度（筛余/325目）（%）0.10.07