氧化铁红生产工艺
氧化铁红生产工艺是一个复杂且精细的制造过程,涵盖了从原料准备到最终生产出成品的多个环节,厂家工程师详细介绍氧化铁红的生产工艺流程,包括原料的选择与处理及生产设备、煅烧过程、氧化反应、研磨与筛分,以及不同生产工艺的制备方法对比等,助力同行同仁灵活使用。
一、原料准备和生产设备
氧化铁红的主要原料是富含铁的矿石,如铁矿、铜矿、锌矿等,其中铁矿是最主要的原料来源,这些矿石在投入生产前,需经过干燥、粉碎等生产设备的预处理步骤,以确保原料的粒度和纯度符合生产要求。此外,部分生产工艺还会采用硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁等含铁化合物作为原料,这些原料可以通过酸浸法处理含铁矿物或废料制得。
二、关键步骤
氧化铁红的生产通常包括煅烧、氧化反应、研磨与筛分、磁选等关键步骤。
1、煅烧:将预处理后的铁矿石粉或含铁化合物置于高温炉中进行煅烧,以去除其中的杂质,并使其转化为更易反应的形式。煅烧温度和时间需严格控制,以确保产物的颜色、纯度和粒度等性能。例如,在铁泥为原料的生产中,通常需要将铁泥直接加热焙烧,并辅以适当的氧化剂(如浓硫酸和过硫酸盐),以获得纯度较高的氧化铁红产品。适宜的焙烧条件通常为焙烧温度900℃,焙烧时间40~70分钟;煅烧后的产物需要经过破碎和研磨处理,得到符合要求的氧化铁红粉末,研磨过程中可以加入适量的草酸、氢氧化钠等物质,以改善氧化铁红的颜色饱满度和粒度分布。
2、氧化反应:煅烧处理后的矿石粉或化合物与空气中的氧气发生反应,生成氧化铁。这一步骤需要精确控制温度和氧气供应量,以确保反应完全且产品质量稳定,某些生产工艺中,还会采用两步氧化法,即先氧化制备晶种,后氧化生产铁系工业颜料,以提高产品的质量和性能。
3、研磨与筛分:将氧化反应后生成的氧化铁块进行研磨,并通过筛分得到细腻的铁红粉末。研磨和筛分过程中需要加入适量的草酸、氢氧化钠等物质,以改善氧化铁红的颜色和细度。
4、磁选
经过磨碎后的氧化铁红需要进行磁选,这个环节可以将铁矿等有磁性的杂质分离出来,以保证氧化铁红的质量;经过磁选的氧化铁红呈现出良好的颜色和细度,即可进行包装销售。
三、不同生产方法及技术特点
氧化铁红的生产方法多种多样,主要包括矿物法、焙烧法和两步氧化法等。
1、矿物法:矿物法为干法生产,主要限于生产氧化铁黑和氧化铁红,该方法通过直接煅烧富含铁的矿石来制备氧化铁红,工艺相对简单,产品结晶大、颗粒坚硬,但纯度和颜色稳定性较差,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。
2、焙烧法:焙烧法是一种半干法生产工艺,以硫酸亚铁、氧化铁黄、氧化铁黑为前驱体;根据前驱体的不同,焙烧法又可分为硫酸亚铁煅烧法、铁黄煅烧法和铁黑煅烧法等。
a. 硫酸亚铁煅烧法:将精制后的七水硫酸亚铁脱去结晶水,转化为一水硫酸亚铁,然后经粉碎、在特定温度条件下煅烧制得氧化铁红粉末。该方法工艺成熟,但生产过程中会产生大量的SO3,需要配套烟气制酸装置,且只能用于生产氧化铁红,产品牌号单一。
b. 铁黄煅烧法:以氧化铁黄为原料,经过过滤、洗涤、干燥后投入到煅烧窑中,控制不同的煅烧条件,制得不同型号的氧化铁红产品。该方法生产周期相对较短,可以制得全型号的氧化铁红产品,但需要先制得氧化铁黄,再由铁黄煅烧制得氧化铁红,工艺流程较长,工艺条件苛刻。
c. 铁黑煅烧法:以氧化铁黑为原料,经过高温煅烧,使铁黑中的FeO氧化成Fe2O3,制得氧化铁红产品。该方法所用铁黑比较纯正,产品不用水洗,直接粉碎即可,其产品粒子成球形,色谱广,但同样存在工艺流程较长的问题。
3、两步氧化法:两步氧化法是一种全湿法的氧化铁工业颜料生产工艺,通过调整工艺条件可以生产铁红、铁黑、铁黄、铁棕等氧化铁颜料产品,此方法以含铁盐的溶液或含铁废酸为原料,采用两步氧化法,即先氧化制备晶种,后氧化生产铁系工业颜料(湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,易于作颜料),化学反应方程式:
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
4FeSO4+4H2O+O2=2Fe2O3↓+4H2SO4
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
根据所用铁盐种类的不同,两步氧化法又可分为硫酸盐法、硝酸盐法和混酸法等。
a. 硫酸盐法:以硫酸亚铁溶液为原料,制备晶种后进行氧化反应。该方法工艺相对简单,但产品质量一般。
b. 硝酸盐法:以硝酸亚铁溶液为原料,制备晶种后进行氧化反应。该方法所得产品质量优于硫酸盐法,但生产成本较高。
c. 混酸法:以硝酸法为基础,再与硫酸法工艺进行对接而形成的一种复合工艺。该方法已成为我国目前氧化铁颜料最重要的工业化生产方法,产品质量优于硫酸盐法,接近硝酸盐法,可以满足各消费领域的需要,且污染情况有所缓解,生产成本明显降低。
4、氨中和法:氨中和法是一种传统的氧化铁颜料生产工艺,以含铁矿物或废渣废料为原料,制备硫酸亚铁溶液后进行晶种制备和氧化反应。该方法废水可以综合利用并回收硫酸铵,基本解决了其他工艺所存在的废水排放问题,但反应过程可控性差、产品质量不稳定、废水处理成本高等缺点限制了其工业化应用。针对这些缺点,科研人员开发出了改进型的氨法铁红生产新工艺,解决了晶种制备、二步氧化及工艺废水低成本化综合利用等关键技术,实现了对工艺废水的全封闭低成本循环利用,提高了产品质量和生产效率。
四、氧化铁红生产工艺流程图(以硫酸亚铁法制备氧化铁红的工艺流程为例)
四、生产工艺发展趋势
随着世界市场对氧化铁颜料需求的日益增长,氧化铁红生产工艺不断向高效、环保、低成本方向发展,其主要的科研方向包括:
1、改进生产工艺路线:缩短生产周期,降低生产成本,提高生产效率。
2、研制开发新方法:改善生产条件,防止环境污染,实现绿色生产。
3、改进颜料的应用性能:如表面改性、颜料粒子超微细化等,提高产品的应用性能和附加值。
生产厂家工程师总结:氧化铁红作为一种重要的无机颜料,在多个用途领域有着广泛的应用,我厂注重高效、环保和可持续发展,通过不断优化生产工艺和技术创新,提高了产品质量和生产功效,降低了生产成本(氧化铁红氧化铁红一吨价格大大降低)和环境污染,满足了市场的多样化和高品质需求。(注:氧化铁红厂家联系方式:13355271535)