پارسی English


صفحه فيسبوک شرکت صفحه توئيتر شرکت صفحه لينکدين شرکت کانال تلگرام شرکت صفحه گوگل پلاس شرکت صفحه اينستاگرام شرکت صفحه آپارات شرکت بانک اطلاعات
شرکت حامیان صنعت کیمیا ,
امتیاز موضوع:
  • 9 رای - 2.78 میانگین
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
پيگمنت‌هاي اكسيد آهن مصنوعي
#1
پيگمنت‌هاي اكسيد آهن مصنوعي

پيگمنت‌هاي اكسيد آهن مصنوعي به‌دليل رنگ خالص، ويژگي‌هاي ثابت و قدرت رنگ‌كنندگي مناسب به‌طور فزاينده‌اي مورداستفاده قرار گرفته‌اند. انواع تك‌جزيي بيشتر با رنگ‌هاي قرمز، زرد، نارنجي و سياه توليد مي‌شوند. تركيب آن‌ها مانند كاني‌هاي هماتيت، گوئتيت، لپيدوكروسيت و مگنتيت است.
پيگمنت‌هاي قهوه‌اي به‌طور معمول داراي مخلوط‌هايي از قرمز ويا زرد ويا سياه هستند. فازهاي قهوه‌اي يكنواخت مانند (Fe, Mn)2O3 و  Gama-Fe2O3 نيز توليد مي‌شوند ولي مقدار آن‌ها درمقايسه با مواد مخلوط كم است. Gama-Fe2O3  فري‌مگنتيك از اهميت بسياري در ساخت حافظه‌هاي مغناطيسي برخوردار است.





[عکس: chem%20%284%29.jpg]

فرآيندهاي بسياري براي توليد پيگمنت‌هاي مرغوب اكسيد آهن با اندازه ذرات، توزيع اندازه ذرات و شكل ذرات كنترل‌شده وجود دارد:

1- واكنش‌هاي حالت جامد (قرمز، سياه، قهوه‌اي)
2- رسوب‌دادن و هيدروليز محلول‌هاي نمك‌هاي آهن (زرد، قرمز، نارنجي، سياه)
3- فرآيند Laux شامل احياي نيتروبنزن (سياه، زرد، قرمز)


مواد اوليه، بيشتر محصولات جانبي صنايع ديگر هستند. آن‌ها شامل قراضه‌هاي پولاد، سايش ذرات حاصل از چدن، FeSO4.7H2O  حاصل از توليد TiO2 يا شستشوي پولاد با اسيد و FeCl2 حاصل از شستشوي پولاد با اسيد هستند.
اكسيدهاي آهن به‌دست‌آمده پس از پاشيدن شعله‌اي كلريدريك‌اسيد مصرفي در اسيدشويي، گِل قرمز حاصل از فرآوري بوكسيت و محصول احتراق پيريت‌ها، ديگر داراي اهميت نيستند. آن‌ها رنگدانه‌هايي با ويژگي‌هاي رنگي ضعيف ارائه مي‌دهند كه داراي مقادير زيادي از نمك‌هاي محلول در آب هستند. بنابراين آن‌ها را تنها مي‌توان در كاربردهاي با كيفيت پايين به‌كار برد.
واكنش‌هاي حالت جامد تركيبات آهن:
اكسيدهاي آهن سياه به‌دست‌آمده از فرآيند Laux يا فرآيندهاي ديگر را مي‌توان در كوره‌هاي چرخان با اتمسفر اكسيدي و تحت جريان مخالف، كلسينه كرد تا بسته به گونه ماده اوليه، انواع گوناگون رنگ‌هاي قرمز را تهيه نمود. پيگمنت‌ها بسته به سختي و كاربردشان توسط آسياب‌هاي پاندولي يا جتي به‌ اندازه‌هاي مطلوب ساييده مي‌شوند.
كلسيناسيون اكسيد آهن زرد، منجر به ايجاد پيگمنت‌‌هاي اكسيد آهن قرمز خالص با قدرت رنگ‌كنندگي زياد مي‌شود. مراحل بعدي، همانند فرآيند ساخت پيگمنت‌‌هاي سياه كلسينه‌شده است.
پيگمنت‌هاي قرمز كوپراس (Copperas) كه از كيفيت بالايي برخوردارند با تجزيه حرارتي FeSO4.7H2O در يك فرآيند چندمرحله‌اي به‌دست مي‌آيند. اگر يك اكسيد يا كربنات قليايي‌خاكي در حين كلسيناسيون افزوده شود، سولفات يادشده را مي‌توان با زغال‌سنگ يا تركيبات داراي كربن احيا كرد تا دي‌اكسيد گوگرد‌ ايجاد شود. دي‌اكسيد گوگرد توسط هوا اكسيد شده و سولفوريك‌اسيد مي‌دهد ولي گازهاي خروجي و ناخالصي‌هاي حل‌شده كه در مرحله پاياني توسط محلول‌ها خارج مي‌شوند، مشكلات زيست‌محيطي ايجاد مي‌كنند.
محصولات با كيفيت پايين‌تر را مي‌توان با كلسينه‌كردن يك‌مرحله‌اي هپتاهيدرات‌ سولفات آهن III در اتمسفر اكسيدي به‌دست آورد. اين پيگمنت‌ها قدرت رنگ‌كنندگي ضعيفي دارند و داراي ته‌رنگ آبي هستند. تجزيه منوهيدرات كلريد آهن II در دماهاي بالا نيز سبب پديدآمدن يك رنگدانه اكسيد آهن قرمز با كيفيت پايين مي‌شود.
در يك فرآيند جديد، با واكنش‌دادن كلريد آهن III و آهن در 500 تا 1000 درجه‌سانتيگراد در اتمسفر اكسيدي در يك راكتور لوله‌اي، اكسيد آهن ميكايي با راندمان بالا به‌دست مي‌آيد.
پيگمنت‌هاي Fe3O4 سياه با قدرت رنگ‌كنندگي بالا را مي‌توان با كلسيناسيون رنگ‌هاي آهن در شرايط احيايي به‌دست آورد. اين فرآيند به‌دليل گازهاي حاصل از كوره كاربرد صنعتي ندارد.
اكسايش كنترل‌شده Fe3O4 در 500 درجه‌سانتيگراد، تك‌كريستال Gama-Fe2O3 با فام قهوه‌اي پديد مي‌آورد. كلسيناسيون Alpha-FeOOH به‌همراه مقادير كمي از تركيبات منگنز، پيگمنت‌هاي قهوه‌اي يكنواختي با تركيب (Fe, Mn)2O3 پديد مي‌آورد. كلسيناسيون تركيبات آهن و كروم كه در دماهاي بالا تجزيه مي‌شوند، سبب به‌وجودآمدن رنگدانه‌اي با تركيب (Fe, Cr)2O3 مي‌شود.

فرآيندهاي رسوب‌گذاري:
دراصل همه فازهاي هيدروكسيد اكسيد آهن را مي‌توان به‌وسيله محلول‌هاي آبي نمك‌هاي آهن تهيه كرد ولي رسوب‌دادن با قليايي‌ها، سبب ايجاد نمك‌هاي خنثي مانند Na2SO4 و NaCl به‌عنوان محصولات جانبي مي‌شود. اين محصولات در پايان از طريق فاضلاب دفع مي‌شوند.
رسوب‌گذاري به‌ويژه براي توليد رنگدانه‌هاي نرم داراي رنگ روشن خالص مناسب است. براي نمونه ساخت زرد Alpha-FeOOH در اين‌جا مورد بررسي قرار مي‌گيرد. مواد اوليه اين فرآيند، سولفات آهن II (FeSO4.7SiO2) يا مايع حاصل از اسيدشويي (Pickling) آهن و پولاد و قليايي‌ها (سديم‌هايدروكسايد، كلسيم‌هايدروكسايد، آمونياك يا منيزيم‌كربنات) هستند. مايع اسيدشويي به‌طور معمول داراي مقادير زيادي اسيد آزاد است و بنابراين، درآغاز بايد با قراضه‌آهن خنثي شود. مقدار يون‌هاي فلزي ديگر نبايد زياد باشد زيرا برروي رنگ پيگمنت‌هاي اكسيد آهن تاثير منفي دارند.
محلول‌هاي نمك‌هاي آهن نخست در مخازن واكنش روباز با قليايي‌ها مخلوط و به‌طور معمول با هوا اكسيد مي‌شوند. مقدار قليايي به‌كاررفته بايد به‌اندازه‌اي باشد كه pH محلول اسيدي گردد. زمان واكنش (10 تا 100 ساعت)، به دما (10 تا 90 درجه‌سانتيگراد) و اندازه ذرات پيگمنت بستگي دارد. با اين روش پيگمنت زرد Alpha-FeOOH پديد مي‌آيد. اگر جوانه‌هاي زرد در يك واكنش جداگانه توليد شوند، پيگمنت‌هاي اكسيد آهن زرد با پايداري بسيار و با رنگي خالص به‌دست مي‌آيد.
اگر رسوب‌گذاري در حدود 90 درجه‌سانتيگراد و درحالي كه در pH بيشتر از 7، هوا از ميان مخلوط گذر داده مي‌شود انجام گيرد، پيگمنت‌هاي اكسيد آهن سياه با ساختار مگنتيت و قدرت رنگ‌كنندگي خوب به‌دست مي‌آيد مشروط بر اين‌كه واكنش در نسبت FeO:Fe2O3 نزديك 1:1 متوقف شود. اين فرآيند را مي‌توان در دماي 150 درجه‌سانتيگراد و تحت فشار تسريع نمود. اين امر كيفيت پيگمنت را نيز بهبود مي‌بخشد. حرارت‌دادن سريع سوسپانسيون هيدروكسيد اكسيد آهن با مقدار كافي Fe(OH)2 تا 90 درجه‌سانتيگراد نيز سبب پديدآمدن پيگمنت‌هاي اكسيد آهن سياه مي‌شود.
اكسيد آهن نارنجي با ساختار لپيدوكروسيت (Gama-FeOOH) با رسوب‌دادن محلول‌هاي رقيق نمك آهن II با محلول سديم‌هايدروكسايد يا قليايي‌هاي ديگر رسوب داده مي‌شود تا به‌طور تقريبي خنثي شود. سوسپانسيون حاصل براي مدت كوتاهي حرارت داده مي‌شود و آن‌گاه به‌سرعت سرد و اكسيد مي‌شود.
پيگمنت‌هاي اكسيد آهن بسيار نرم با رنگ قرمز خالص را مي‌توان با رسوب‌دادن جوانه‌هاي Alpha-Fe2O3 و سپس افزودن پيوسته محلول‌هاي نمك آهن II با اكسايش در هوا در 80 درجه‌سانتيگراد به‌دست آورد. يون‌هاي هيدروژن آزادشده توسط اكسايش و هيدروليز، با افزودن قليايي و ثابت‌نگه‌داشتن pH خنثي مي‌شوند.
پيگمنت Alpha-Fe2O3 با واكنش‌دادن نمك آهن II با سديم‌هايدروكسايد اضافي و اكسايش در هوا و ترجيحا در حضور مقادير كم كاتيون‌هاي ديگر نيز مي‌تواند به‌دست آيد.
به احتمال زياد، فرآيند Penniman متداول‌ترين روش توليد پيگمنت‌هاي اكسيد آهن زرد است. اين روش به‌مقدار قابل‌توجهي نمك‌هاي خنثي تشكيل‌شده به‌عنوان محصولات جانبي را كاهش مي‌دهد. مواد اوليه شامل سولفات آهن II، محلول سديم‌هايدروكسايد و آهن‌قراضه است. اگر سولفات داراي ناخالصي نمك زيادي باشد، بايد آن‌را با رسوب‌گذاري جذب نمود. آهن بايد بدون اجزاي آلياژي باشد. اين فرآيند به‌طور معمول از دو مرحله تشكيل مي‌شود: در مرحله نخست، جوانه‌ها توسط رسوب‌دادن سولفات آهن II با قليايي‌هايي مانند محلول سديم‌هايدروكسايد در 20 تا 50 درجه‌سانتيگراد با دمش هوا به‌وجود مي‌آيند. بسته به شرايط، جوانه‌هاي زرد، نارنجي يا قرمز پديد مي‌آيد. سوسپانسيون جوانه‌ها به داخل ظرف داراي آهن‌قراضه پمپ شده و با آب رقيق مي‌شود. در اينجا فرآيند با رشد هيدروكسيد اكسيد آهن يا اكسيد آهن برروي جوانه‌ها كامل مي‌شود. سولفات آهن II رسوب‌كرده در سوسپانسيون جوانه‌ها، با دمش هوا در 75 تا 90 درجه‌سانتيگراد اكسيد شده و به سولفات آهن III تبديل مي‌شود. سپس سولفات آهن III هيدروليز شده و FeOOH يا Alpha-Fe2O3 تشكيل مي‌شود. سولفوريك‌اسيد آزادشده، با آهن‌قراضه واكنش مي‌دهد و درنتيجه سولفات آهن II تشكيل مي‌شود كه سپس با هوا اكسيد مي‌شود. بسته به شرايط و نوع رنگدانه، زمان واكنش مي‌تواند از دو روز تا چند هفته طول بكشد. در پايان واكنش، ناخالصي‌هاي فلزي و ذرات درشت به‌وسيله الك يا هيدروسيكلون از جامد جدا شده و نمك‌هاي محلول در آب، با شستن حذف مي‌شوند. خشك‌كردن با خشك‌كن‌هاي نواري يا اسپري‌دراير انجام مي‌گيرد و سپس از جداكننده‌ها يا آسياب‌هاي جتي براي سايش بهره گرفته مي‌شود. برتري اصلي اين فرآيند نسبت به فرآيند رسوب‌گذاري، در مقدار كم قليايي و سولفات آهن II موردنياز است. قليايي‌ها تنها براي تشكيل جوانه‌ها استفاده مي‌شوند و مقدار نسبتا كم سولفات آهن II موردنياز در آغاز به‌صورت پيوسته توسط حل‌شدن آهن با سولفوريك‌اسيد آزادشده توسط هيدروليز ايجاد مي‌شود، بنابراين اين فرآيند از نظر زيست‌محيطي بي‌خطر است. پيگمنت‌هاي اكسيد آهن به‌دست‌آمده با روش Penniman نرم هستند، ويژگي‌هاي ترشوندگي خوبي دارند و گرايش كمي براي فلوكولاسيون دارند.
در شرايط مناسب، فرآيند Penniman را مي‌توان به‌طور مستقيم براي توليد پيگمنت‌هاي قرمز نيز به‌كار برد. آهن‌قراضه باقي‌مانده و ذرات درشت از پيگمنت جدا شده و سپس خشك و آسياب مي‌شود. اين پيگمنت‌ها در مقايسه با پيگمنت‌هاي قرمز سخت توليد‌شده با كلسيناسيون، رنگ خالص‌تري دارد.

فرآيند Laux : (واكنش Bechman احياي تركيبات آروماتيك نيترو با آنتيموان يا آهن) كه از سال 1854 شناخته شده است، به‌طور معمول سبب به‌وجودآمدن يك اكسيد آهن سياه- خاكستري مي‌شود كه به‌عنوان پيگمنت غيرآلي مناسب نيست. Laux با افزودن محلول‌هاي كلريد آهن II يا آلومينيم‌كلرايد، سولفوريك‌اسيد و فسفريك‌اسيد فرآيند را بهبود بخشيد تا پيگمنت‌هاي اكسيد آهن مرغوبي به‌دست آيد.
 به‌اين وسيله مي‌توان پيگمنت‌هاي گوناگوني را با تغيير شرايط واكنش به‌دست آورد. اين گستره شامل زرد تا قهوه‌اي (مخلوط‌هايي از Alpha-FeOOH و يا Alpha-Fe2O3 و يا Fe2O3) و از قرمز تا سياه است. براي نمونه اگر كلريد آهن II افزوده شود، پيگمنت سياه با قدرت رنگ‌دهي بسيار بالا به‌دست مي‌آيد ولي اگر تركيبات نيترو درحضور آلومينيم‌كلرايد احيا شوند، پيگمنت‌هاي زرد مرغوبي به‌دست مي‌آيد. افزودن فسفريك‌اسيد سبب تشكيل پيگمنت‌هاي قهوه‌اي روشن تا تيره با قدرت رنگ‌دهي خوب مي‌شود. كلسيناسيون اين محصولات (براي نمونه در كوره‌هاي چرخان) پيگمنت‌هاي قرمز روشن تا بنفش تيره ايجاد مي‌كند.
گونه و كيفيت پيگمنت‌ نه‌تنها به ماهيت و غلظت افزودني‌ها، بلكه به سرعت واكنش نيز بستگي دارد. اين سرعت به گونه آهن به‌كاررفته، اندازه ذرات آن، سرعت افزودن آهن و نيتروبنزن (يا تركيب ديگري از نيترو) و pH بستگي دارد. براي رسوب‌دادن تركيبات آهن‌ به قليايي نياز نيست، تنها به نزديك 3درصد مقدار تئوري اسيد براي حل‌كردن همه آهن نياز است. تركيب آروماتيك‌ نيترو، Fe2+ را به Fe3+ اكسيد مي‌كند. در هنگام هيدروليز و تشكيل پيگمنت، اسيد آزاد مي‌شود و آهن فلزي بيشتري توسط اسيد آزادشده حل و به نمك‌هاي آهن II تبديل مي‌شود بنابراين به اسيد بيشتري نياز نيست.
مواد اوليه آهن مورداستفاده، از اضافات ريخته‌گري و نورد به‌دست مي‌آيد و نبايد چرب و روغني باشد. اندازه مناسب ذرات، با آسياب‌كردن و دانه‌بندي با الك لرزشي به‌دست مي‌آيد. آهن و تركيب نيترو، كم‌كم به تانك هم‌زن حاوي واكنش‌دهنده‌هاي ديگر (مانند كلريد آهن II، آلومينيم‌كلرايد، سولفوريك‌اسيد و فسفريك‌اسيد) افزوده مي‌شوند. سپس مواد به‌سرعت تا نزديك 100 درجه‌سانتيگراد حرارت داده شده و در اين دما نگه‌داشته مي‌شوند تا واكنش كامل شود. تركيب نيترو احيا مي‌شود و تشكيل آمين (مانند آنيلين از نيتروبنزن) مي‌دهد كه توسط تقطير يا بخار خارج مي‌شود. آهن واكنش‌نداده نيز خارج مي‌شود. سوسپانسيون در تانك‌هاي رسوب‌گذاري، با آب رقيق شده و پيگمنت‌ شسته مي‌شود تا نمك‌هاي آن خارج گردد و سپس توسط فيلترهاي چرخان، فيلتر مي‌شود. سپس مي‌توان آن‌را برروي تسمه‌نقاله پنوماتيك يا اسپري‌دراير، خشك كرد تا پيگمنت‌هاي زرد يا سياه تشكيل شود. كلسيناسيون در اتمسفر غيراكسيدي در 500 تا 700 درجه‌سانتيگراد، سبب بهبود قدرت رنگ‌دهي مي‌شود. سپس پيگمنت‌ها ساييده مي‌شود.
به‌دليل توليد همزمان آنيلين، فرآيند Laux براي توليد اكسيد آهن بسيار مهم است. اين فرآيند، محصولات جانبي مضر براي محيط زيست ايجاد نمي‌كند.


شرکت حامیان صنعت واردکننده و عرضه کننده انواع پیگمنتهای اکسید های آهن ، تیتان و پیگمنتهای آلی می باشد.
 
 
تیتان،دی اکسید تیتانیوم،پیگمنت های ارگانیک ، پیگمنت های غیر ارگانیک ، پیگمنت های معدنی ، پیگمنت های آلی ، پیگمنت های اکسید آهن ، دوده، مواد اولیه صنعت نساجی ، صنعت رنگ ، صنعت پلاستیک و مستر بچ ، صنعت چاپ و مرکب ، موزائیک، سنگ مصنوعی، چرم سازی، لولزم آرایشیو ...
 



فروش به صورت عمده و خورده
 
 
با ما تماس بگیرید


 09126809553 آزرمی
پاسخ


پرش به انجمن:


کاربران در حال بازدید این موضوع: 1 مهمان

تماس با ما:

آدرس: تهران، خیابان ستارخان، نبش خسرو، مجتمع الماس غرب، واحد 110

تلفن: 44277189 (021) و 11-44266510 (021)

فکس: 44387366 (021)

پست الکترونیک: info@iranhsk-co.com

تمامی حقوق اين سايت متعلق به شرکت حاميان صنعت کيميا می باشد.

logo-samandehi

مطالب شرکت را در شبکه های اجتماعی دنبال کنيد.

صفحه فيسبوک شرکت صفحه توئيتر شرکت صفحه لينکدين شرکت صفحه تلگرام شرکت
صفحه گوگل پلاس شرکت صفحه اينستاگرام شرکت صفحه آپارات شرکت بانک اطلاعات