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:
  • 3 رأی - میانگین امتیازات: 2.33
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
پيگمنت‌های اكسيد آهن مصنوعي
#1
پيگمنت‌های اكسيد آهن مصنوعي

پيگمنت‌های اكسيد آهن مصنوعي به‌دليل رنگ خالص، ويژگي‌های ثابت و قدرت رنگ‌كنندگی مناسب به‌طور فزاينده‌ای مورداستفاده قرار گرفته‌اند. انواع تك‌جزيي بيشتر با رنگ‌های قرمز، زرد، نارنجی و سياه توليد مي‌شوند. تركيب آن‌ها مانند كاني‌های هماتيت، گوئتيت، لپيدوكروسيت و مگنتيت است.
پيگمنت‌های قهوه‌ای به‌طور معمول دارای مخلوط‌هايي از قرمز ويا زرد ويا سياه هستند. فازهای قهوه‌ای يكنواخت مانند (Fe, Mn)2O3 و  Gama-Fe2O3 نيز توليد مي‌شوند ولی مقدار آن‌ها درمقايسه با مواد مخلوط كم است. Gama-Fe2O3  فري‌مگنتيك از اهميت بسياری در ساخت حافظه‌های مغناطيسي برخوردار است.





[تصویر:  chem%20%284%29.jpg]

فرآيندهای بسياری برای توليد پيگمنت‌های مرغوب اكسيد آهن با اندازه ذرات، توزيع اندازه ذرات و شكل ذرات كنترل‌شده وجود دارد:

1- واكنش‌های حالت جامد (قرمز، سياه، قهوه‌ای)
2- رسوب‌دادن و هيدروليز محلول‌های نمك‌های آهن (زرد، قرمز، نارنجي، سياه)
3- فرآيند Laux شامل احيای نيتروبنزن (سياه، زرد، قرمز)


مواد اوليه، بيشتر محصولات جانبی صنايع ديگر هستند. آن‌ها شامل قراضه‌های پولاد، سايش ذرات حاصل از چدن، FeSO4.7H2O  حاصل از توليد TiO2 يا شستشوی پولاد با اسيد و FeCl2 حاصل از شستشوی پولاد با اسيد هستند.
اكسيدهای آهن به‌دست‌آمده پس از پاشيدن شعله‌ای كلريدريك‌اسيد مصرفی در اسيدشويي، گِل قرمز حاصل از فرآوری بوكسيت و محصول احتراق پيريت‌ها، ديگر دارای اهميت نيستند. آن‌ها رنگدانه‌هايي با ويژگي‌های رنگی ضعيف ارائه مي‌دهند كه دارای مقادير زيادی از نمك‌های محلول در آب هستند. بنابراين آن‌ها را تنها مي‌توان در كاربردهای با كيفيت پايين به‌كار برد.
واكنش‌های حالت جامد تركيبات آهن:
اكسيدهای آهن سياه به‌دست‌آمده از فرآيند Laux يا فرآيندهای ديگر را مي‌توان در كوره‌های چرخان با اتمسفر اكسيدی و تحت جريان مخالف، كلسينه كرد تا بسته به گونه ماده اوليه، انواع گوناگون رنگ‌های قرمز را تهيه نمود. پيگمنت‌ها بسته به سختي و كاربردشان توسط آسياب‌های پاندولی يا جتي به‌ اندازه‌های مطلوب ساييده مي‌شوند.
كلسيناسيون اكسيد آهن زرد، منجر به ايجاد پيگمنت‌‌های اكسيد آهن قرمز خالص با قدرت رنگ‌كنندگی زياد مي‌شود. مراحل بعدي، همانند فرآيند ساخت پيگمنت‌‌های سياه كلسينه‌شده است.
پيگمنت‌های قرمز كوپراس (Copperas) كه از كيفيت بالايي برخوردارند با تجزيه حرارتي FeSO4.7H2O در يك فرآيند چندمرحله‌ای به‌دست مي‌آيند. اگر يك اكسيد يا كربنات قليايي‌خاكي در حين كلسيناسيون افزوده شود، سولفات يادشده را مي‌توان با زغال‌سنگ يا تركيبات دارای كربن احيا كرد تا دي‌اكسيد گوگرد‌ ايجاد شود. دي‌اكسيد گوگرد توسط هوا اكسيد شده و سولفوريك‌اسيد مي‌دهد ولی گازهای خروجی و ناخالصي‌های حل‌شده كه در مرحله پايانی توسط محلول‌ها خارج مي‌شوند، مشكلات زيست‌محيطی ايجاد مي‌كنند.
محصولات با كيفيت پايين‌تر را مي‌توان با كلسينه‌كردن يك‌مرحله‌ای هپتاهيدرات‌ سولفات آهن III در اتمسفر اكسيدی به‌دست آورد. اين پيگمنت‌ها قدرت رنگ‌كنندگی ضعيفی دارند و دارای ته‌رنگ آبی هستند. تجزيه منوهيدرات كلريد آهن II در دماهای 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 اكسيدی در يك راكتور لوله‌اي، اكسيد آهن ميكايي با راندمان بالا به‌دست مي‌آيد.
پيگمنت‌های Fe3O4 سياه با قدرت رنگ‌كنندگی بالا را مي‌توان با كلسيناسيون رنگ‌های آهن در شرايط احيايي به‌دست آورد. اين فرآيند به‌دليل گازهای حاصل از كوره كاربرد صنعتی ندارد.
اكسايش كنترل‌شده Fe3O4 در 500 درجه‌سانتيگراد، تك‌كريستال Gama-Fe2O3 با فام قهوه‌ای پديد مي‌آورد. كلسيناسيون Alpha-FeOOH به‌همراه مقادير كمی از تركيبات منگنز، پيگمنت‌های قهوه‌ای يكنواختي با تركيب (Fe, Mn)2O3 پديد مي‌آورد. كلسيناسيون تركيبات آهن و كروم كه در دماهای بالا تجزيه مي‌شوند، سبب به‌وجودآمدن رنگدانه‌ای با تركيب (Fe, Cr)2O3 مي‌شود.

فرآيندهای رسوب‌گذاری:
دراصل همه فازهای هيدروكسيد اكسيد آهن را مي‌توان به‌وسيله محلول‌های آبی نمك‌های آهن تهيه كرد ولی رسوب‌دادن با قليايي‌ها، سبب ايجاد نمك‌های خنثی مانند Na2SO4 و NaCl به‌عنوان محصولات جانبی مي‌شود. اين محصولات در پايان از طريق فاضلاب دفع مي‌شوند.
رسوب‌گذاری به‌ويژه برای توليد رنگدانه‌های نرم دارای رنگ روشن خالص مناسب است. برای 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، آمونياک يا منيزيم‌كربنات) هستند. مايع اسيدشويي به‌طور معمول دارای مقادير زيادی اسيد آزاد است و بنابراين، درآغاز بايد با قراضه‌آهن خنثی شود. مقدار يون‌های فلزي ديگر نبايد زياد باشد زيرا برروی رنگ پيگمنت‌های اكسيد آهن تاثير منفی دارند.
محلول‌های نمك‌های آهن نخست در مخازن واكنش روباز با قليايي‌ها مخلوط و به‌طور معمول با هوا اكسيد مي‌شوند. مقدار قليايي به‌كاررفته بايد به‌اندازه‌ای باشد كه pH محلول اسيدی گردد. زمان واكنش (10 تا 100 ساعت)، به دما (10 تا 90 درجه‌سانتيگراد) و اندازه ذرات پيگمنت بستگی دارد. با اين روش پيگمنت زرد Alpha-FeOOH پديد مي‌آيد. اگر جوانه‌های زرد در يك واكنش جداگانه توليد شوند، پيگمنت‌های اكسيد آهن زرد با پايداری بسيار و با رنگی خالص به‌دست مي‌آيد.
اگر رسوب‌گذاری در حدود 90 درجه‌سانتيگراد و درحالی كه در pH بيشتر از 7، هوا از ميان مخلوط گذر داده مي‌شود انجام گيرد، پيگمنت‌های اكسيد آهن سياه با ساختار مگنتيت و قدرت رنگ‌كنندگی خوب به‌دست مي‌آيد مشروط بر اين‌كه واكنش در نسبت FeO:Fe2O3 نزديك 1:1 متوقف شود. اين فرآيند را مي‌توان در دمای 150 درجه‌سانتيگراد و تحت فشار تسريع نمود. اين امر كيفيت پيگمنت را نيز بهبود مي‌بخشد. حرارت‌دادن سريع سوسپانسيون هيدروكسيد اكسيد آهن با مقدار كافی Fe(OH)2 تا 90 درجه‌سانتيگراد نيز سبب پديدآمدن پيگمنت‌های اكسيد آهن سياه مي‌شود.
اكسيد آهن نارنجی با ساختار لپيدوكروسيت (Gama-FeOOH) با رسوب‌دادن محلول‌های رقيق نمک آهن II با محلول سديم‌هايدروكسايد يا قليايي‌های ديگر رسوب داده مي‌شود تا به‌طور تقريبی خنثی شود. سوسپانسيون حاصل برای مدت كوتاهی حرارت داده مي‌شود و آن‌گاه به‌سرعت سرد و اكسيد مي‌شود.
پيگمنت‌های اكسيد آهن بسيار نرم با رنگ قرمز خالص را مي‌توان با رسوب‌دادن جوانه‌های Alpha-Fe2O3 و سپس افزودن پيوسته محلول‌های نمک آهن II با اكسايش در هوا در 80 درجه‌سانتيگراد به‌دست آورد. يون‌های هيدروژن آزادشده توسط اكسايش و هيدروليز، با افزودن قليايي و ثابت‌نگه‌داشتن pH خنثی مي‌شوند.
پيگمنت Alpha-Fe2O3 با واكنش‌دادن نمک آهن II با سديم‌هايدروكسايد اضافی و اكسايش در هوا و ترجيحا در حضور مقادير كم كاتيون‌های ديگر نيز مي‌تواند به‌دست آيد.
به احتمال زياد، فرآيند Penniman متداول‌ترين روش توليد پيگمنت‌های اكسيد آهن زرد است. اين روش به‌مقدار قابل‌توجهی نمك‌های خنثی تشكيل‌شده به‌عنوان محصولات جانبی را كاهش مي‌دهد. مواد اوليه شامل سولفات آهن II، محلول سديم‌هايدروكسايد و آهن‌قراضه است. اگر سولفات دارای ناخالصي نمک زيادی باشد، بايد آن‌را با رسوب‌گذاری جذب نمود. آهن بايد بدون اجزای آلياژی 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، جوانه‌های زرد، نارنجی يا قرمز پديد مي‌آيد. سوسپانسيون جوانه‌ها به داخل ظرف دارای آهن‌قراضه پمپ شده و با آب رقيق مي‌شود. در اينجا فرآيند با رشد هيدروكسيد اكسيد آهن يا اكسيد آهن برروی 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، ناخالصي‌های فلزي و ذرات درشت به‌وسيله الک يا هيدروسيكلون از جامد جدا شده و نمك‌های محلول در آب، با شستن حذف مي‌شوند. خشك‌كردن با خشك‌كن‌های نواری يا اسپري‌دراير انجام مي‌گيرد و سپس از جداكننده‌ها يا آسياب‌های جتي برای سايش بهره گرفته مي‌شود. برتری اصلی اين فرآيند نسبت به فرآيند رسوب‌گذاري، در مقدار كم قليايي و سولفات آهن II موردنياز است. قليايي‌ها تنها برای 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 زيست‌محيطی بي‌خطر است. پيگمنت‌های اكسيد آهن به‌دست‌آمده با روش Penniman نرم هستند، ويژگي‌های ترشوندگی خوبی دارند و گرايش كمی برای فلوكولاسيون دارند.
در شرايط مناسب، فرآيند Penniman را مي‌توان به‌طور مستقيم برای توليد پيگمنت‌های قرمز نيز به‌كار برد. آهن‌قراضه باقي‌مانده و ذرات درشت از پيگمنت جدا شده و سپس خشک و آسياب مي‌شود. اين پيگمنت‌ها در مقايسه با پيگمنت‌های قرمز سخت توليد‌شده با كلسيناسيون، رنگ خالص‌تری دارد.

فرآيند Laux : (واكنش Bechman احيای تركيبات آروماتيك نيترو با آنتيموان يا آهن) كه از سال 1854 شناخته شده است، به‌طور معمول سبب به‌وجودآمدن يك اكسيد آهن سياه- خاكستری مي‌شود كه به‌عنوان پيگمنت غيرآلی مناسب نيست. Laux با افزودن محلول‌های كلريد آهن II يا آلومينيم‌كلرايد، سولفوريك‌اسيد و فسفريك‌اسيد فرآيند را بهبود بخشيد تا پيگمنت‌های اكسيد آهن مرغوبی به‌دست آيد.
 به‌اين وسيله مي‌توان پيگمنت‌های گوناگونی را با تغيير شرايط واكنش به‌دست آورد. اين گستره شامل زرد تا قهوه‌ای (مخلوط‌هايي از Alpha-FeOOH و يا Alpha-Fe2O3 و يا Fe2O3) و از قرمز تا سياه است. برای نمونه اگر كلريد آهن II افزوده شود، پيگمنت سياه با قدرت رنگ‌دهی بسيار بالا به‌دست مي‌آيد ولی اگر تركيبات نيترو درحضور آلومينيم‌كلرايد احيا شوند، پيگمنت‌های زرد مرغوبی به‌دست مي‌آيد. افزودن فسفريك‌اسيد سبب تشكيل پيگمنت‌های قهوه‌ای روشن تا تيره با قدرت رنگ‌دهی خوب مي‌شود. كلسيناسيون اين محصولات (برای نمونه در كوره‌های چرخان) پيگمنت‌های قرمز روشن تا بنفش تيره ايجاد مي‌كند.
گونه و كيفيت پيگمنت‌ نه‌تنها به ماهيت و غلظت افزودني‌ها، بلكه به سرعت واكنش نيز بستگی دارد. اين سرعت به گونه آهن به‌كاررفته، اندازه ذرات آن، سرعت افزودن آهن و نيتروبنزن (يا تركيب ديگری از نيترو) و pH بستگی دارد. برای رسوب‌دادن تركيبات آهن‌ به قليايي نياز نيست، تنها به نزديك 3درصد مقدار تئوری اسيد برای 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 بيشتری توسط اسيد آزادشده حل و به نمك‌های آهن II تبديل مي‌شود بنابراين به اسيد بيشتری نياز نيست.
مواد اوليه آهن مورداستفاده، از اضافات ريخته‌گری و نورد به‌دست مي‌آيد و نبايد چرب و روغنی باشد. اندازه مناسب ذرات، با آسياب‌كردن و دانه‌بندی با الک لرزشی به‌دست مي‌آيد. آهن و تركيب نيترو، كم‌كم به تانک هم‌زن حاوی واكنش‌دهنده‌های 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 تانك‌های رسوب‌گذاري، با آب رقيق شده و پيگمنت‌ شسته مي‌شود تا نمك‌های آن خارج گردد و سپس توسط فيلترهای چرخان، فيلتر مي‌شود. سپس مي‌توان آن‌را برروی تسمه‌نقاله پنوماتيك يا اسپري‌دراير، خشک كرد تا پيگمنت‌های زرد يا سياه تشكيل شود. كلسيناسيون در اتمسفر غيراكسيدی در 500 تا 700 درجه‌سانتيگراد، سبب بهبود قدرت رنگ‌دهی مي‌شود. سپس پيگمنت‌ها ساييده مي‌شود.
به‌دليل توليد همزمان آنيلين، فرآيند Laux برای توليد اكسيد آهن بسيار مهم است. اين فرآيند، محصولات جانبی مضر برای 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:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان

تماس با ما:

آدرس: تهران، خیابان ستارخان، نبش خسرو، مجتمع الماس غرب، واحد 109

تلفن: 44277189 (021)

فکس: 44387366 (021)

پست الکترونیک: info@iranhsk-co.com

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

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