用钛白副产硫酸亚铁生产氧化铁系列颜料
用钛白副产硫酸亚铁生产氧化铁系列颜料
黄平峰（广西百合化工股份有限公司 531400）
摘要：本文介绍了用钛白副产硫酸亚铁为原料，生产铁红、铁黄、铁黑及透明氧化铁等多种色谱的氧化铁系列颜料的生产原理及技术要点，并介绍了其中一些品种的基本性能和用途。
关键词：硫酸亚铁 氧化铁
在各类颜料中，氧化铁颜料的产销量仅次于钛白粉，是第二个量大面大的无机颜料，是第一大彩色颜料。氧化铁颜料颜色多，色谱广，遮盖力高，着色力强，主色有红、黄、黑三种，通过调配还可以得到橙、棕、绿等系列色谱的复合颜料。氧化铁颜料有很好的耐光、耐候、耐酸、耐碱及耐溶剂性，还具有无毒性等特点，广泛应用于建筑材料、涂料、油墨、塑料、陶瓷、造纸、磁性记录材料等行业中。
以钛白副产硫酸亚铁为原料，可以生产很多种类的氧化铁产品，是处理硫酸亚铁的最佳途径。
1.普通氧化铁颜料
1.1.煅烧法生产铁红
美国市场上销售的氧化铁牌号约８0个，共中有约20个是煅烧法绿矾红；日本的煅烧法氧化铁产量世界最大，年产约20万吨，但其产品主要是用作磁性材料。我国以淄博钴业为主的几家工厂采用煅烧法生产，但其产品品质较低，用途不广，质量和国内普遍采用的铁皮一硝酸法相差较远。
目前全球的氧化铁颜料，60%用于建筑材料，30%用于涂料。这两类用途的氧化铁都要求有很好的颜色和分散性，用于建筑材料的氧化铁还必须有较高的着色力（着色力低会使颜料添加量加大，影响材料强度等性能。）。绿矾煅烧法生产的铁红粒子较大，颜色深而且着色力也不高，基本上不能用在建筑材料上，这就使它们的应用范围大大缩小。
1.2.液相氧化法生产铁红和铁黄
用烧碱（或氨）中和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁，以空气氧化氢氧化亚铁制晶种，在晶种存在下用空气氧化硫酸亚铁，反应过程中连续滴加硫酸亚铁和碱（或氨），保持一定的亚铁浓度和PH值，通过对色光进展的控制可以得到从浅色到深色一系列色相的氧化铁。该工艺生产铁红和铁黄区别在于晶种制备条件不同，酸性条件下得铁黄晶种，碱性条件下得铁红晶种。用空气液相氧化法生产１吨氧化铁约需七水硫酸亚铁3.5~4吨，30%的烧碱３吨或液氨
0.45吨。
用液相氧化法生产氧化铁在我国目前还处在实验室阶段，尚未有工业生产装置。原因主要是产品质量和目前成熟的铁皮法相比还有较大差距，另外它需要消耗大量的碱或氨，生产成本也没有优势。但作为处理钛白副产硫酸亚铁的有效途径之一，这还是一套非常值得研究的生产工艺，关键在两点：一是找到控制粒子均匀成长的有效方法，提高产品质量；二是对反应的钠盐或氨盐回收利用，降低生产成本。
１.２.１.氨法铁红
用氨中和硫酸亚铁至碱性（PH=8.5~9.5），通入空气氧化制得初生晶种γ-FeOOH，
γ-FeOOH在Fe2+诱导下转化成真实晶核α-Fe2O3，这实质是一个重新成核的过程。在
α-Fe2O3晶核和硫酸亚铁存在下，用空气氧化硫酸亚铁，生成的三氧化二铁沉积在晶核上，同时生成的硫酸用氨中和，连续滴加硫酸亚铁和氨，晶核逐渐长大而形成铁红。 化学反应式如下：
晶种制备： FeSO4 + 2NH3·H2O = Fe(OH)2↓+ (NH4)2SO4
2Fe(OH)2 + 1/2O2 = 2γ-FeOOH + H2O
晶种转化： 2γ-FeOOH →α-Fe2O3 + H2O
二步氧化： 2 FeSO4 + 1/2O2 +2 H2O = Fe2O3↓+ 2H2SO4
H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4
1.2.2.氨法铁黄
用氨中和硫酸亚铁溶液至PH值为5~6 ，中和之后体系中仍有一定量的硫酸亚铁。通入空气在常温下氧化即制得铁黄晶种。在晶种存在下进行二步氧化，二步氧化的过程和氨法铁红相似，这里不再重复。
化学反应式如下：
晶种制备： FeSO4 + 2NH3·H2O = Fe(OH)2↓+ (NH4)2SO4
2Fe(OH)2 + 1/2O2 = Fe2O3·H2O + H2O
二步氧化： 2 FeSO4 + 1/2O2 +3 H2O = Fe2O3·H2O↓+ 2H2SO4
H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4
1.3.氢氧化亚铁凝胶氧化法生产铁黑
以碱性物质（NaOH、NH3等）中和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁，用空气氧化氢氧化亚铁，在氧化过程中自生晶种，然后通过改变工艺条件控制粒子均匀成长，从而得到粒径微小且分布均匀的具有很高着色力的铁黑。
该方法已有成熟的生产技术，产品的着色力已处在世界领先水平，今后的研究重点是对应用性能进行改进，使产品综合性能达到世界水平。
1.3.1.水性体系用粒状铁黑
铁黑的最主要用途仍然是作为建筑材料。在欧洲和美国，，建材用氧化铁都要求无粉尘，这就必须对氧化铁进行造粒。如直接把铁黑制成颗粒状，会使它难以分散而影响使用性能，必须添加造粒助剂。造粒助剂必须满足三个条件：①不影响铁黑所应用的体系的性能；②使铁黑在干颗粒的情况下有一定的硬度；③使铁黑颗粒在水性体系中能迅速分散。造粒助剂由润湿分散剂和粘合剂组成。
1.3.2.油性体系用超细铁黑
用气流粉碎机把铁黑进行超微粉碎，打碎其中的聚集体，使细度达５µm以下。在气流粉碎前也必须添加助剂，否则粒子会重新聚集达不到要求的细度。还可以通过改变助剂的类型得到不同用途的铁黑。
1.3.3.耐热铁黑
由于铁黑中的二价铁性质不稳定，在温度大于140℃时就被氧化成三价铁而使铁黑变红。通过特殊的处理可使铁黑的耐热性能提高，从而使铁黑能应用于一些需在较高温度下加工和使用的涂料和塑料及其它场合中。
最著名的耐热铁黑是拜耳公司的303T，耐温可达220℃。生产耐热铁黑必须选用粒子径比较大热性能相对较稳定的铁黑品种，先给它包上一层致密的铝、硅包膜，再用一种耐热性能很好的有机物形成第二层包膜，同时改善它的使用性能。
2.透明氧化铁颜料
透明氧化铁原级粒径只有几十纳米，当它充分分散在透明介质中形成连续的膜层时，光线会绕过颜料粒子发生衍射现象，从而使膜层具有良好的透明性。透明氧化铁的化学结构决定了它有很好的耐光、耐候、耐酸、耐碱及耐溶剂性，又由于极细的原级粒径而具有很强的紫外光吸收能力，其耐光性更为优异，应用效果证明每平方米涂层中含有２克透明铁红就足以百分之百的吸收紫外光。透明氧化铁可用于高级轿车闪光漆、锤纹漆、木材涂装着色剂、仿红木涂料、罐头瓶内壁涂料以及建筑用内、外墙涂料，还用于油墨和塑料着色。严格控制了砷和重金属的透明氧化铁可以取代逐渐禁止使用的偶氮类颜料、染料及其它合成色素，用作食品、药品、化妆品的着色剂。
发达国家从上世纪七十年代末开始使用透明氧化铁颜料，主要生产厂有德国巴斯公司、拜耳公司、美国希尔顿–戴维斯化工公司(Hiltom–Davis Co.)、英国布莱思颜料公司(Blythe
Colours Ltd.)和法国卡佩尔公司(Chappelle Co.)等，随着多年的发展，其应用领域已从初期的高级轿车闪光漆拓展到各个领域。
目前生产透明氧化铁的工艺路线主要有三种，分别是空气氧化法、羰基铁燃烧法和氯酸钠氧化–转化法。空气氧化法生产的产品粒子是针状，长短轴之比为5~8；羰基铁燃烧法是巴斯夫公司的独有技术，产品粒子为无定形状，粒径只有几纳米；氯酸钠氧化–转化法主要为我国所采用，产品粒子为纺锤形，长短轴之比为3~5，短轴长度为10~20纳米。
2.1.透明铁黄
本人曾发表了论文《透明氧化铁黄的制备》，对透明铁黄的制备原理和制备方法作了详细的阐述。这里简单介绍氯酸钠氧化–转化法。
将硫酸亚铁用氯酸钠氧化成硫酸高铁，经用碱中和硫酸高铁生成胶体氢氧化铁，在铁皮存在下，使无定型氢氧化铁胶体转化为α-FeOOH，经水洗，表面处理，再过滤、干燥、粉碎得透明铁黄颜料。
化学反应式如下：
氧化： 6FeSO4 + NaClO3 + 3 H2SO4 = 3 Fe2(SO4)3 + NaCl + 3 H2O
沉淀： Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2 Fe(OH)3↓+ 3Na2SO4
转化： Fe(OH)3 = α-FeOOH + H2O
2.2.透明铁红
透明铁黄α-FeOOH是针铁矿，它热稳定性差，温度高于177℃会逐渐失去结晶水而导致物相变化，转变为α-Fe2O3赤铁矿。
将透明铁黄在300~350℃煅烧脱水即得到透明铁红。
2α-FeOOH =α-Fe2O3 + H2O↑
2.3.透明铁黑
生产透明铁黑采用共沉淀法。先分别制得氢氧化亚铁和氢氧化铁，然后按当量混合，经加热脱水而形成透明铁黑。
化学反应式如下：
6FeSO4 + NaClO3 + 3 H2SO4 = 3 Fe2(SO4)3 + NaCl + 3 H2O
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2 Fe(OH)3↓+ 3Na2SO4
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+ Na2SO4
Fe(OH)2 + 2 Fe(OH)3 = Fe3O4 + 4 H2O
2.4.其它颜色的透明氧化铁
橙、棕、绿三个颜色的透明氧化铁都是混合颜料。透明铁橙由透明铁红和透明铁黄混合而成；透明铁棕由透明铁红、透明铁黄和透明铁黑三者混合而成；透明铁绿则由透明铁黄和有机颜料酞菁蓝混合而成。
3.锌铁黄颜料
锌铁黄化学成份是铁酸锌，分子式是ZnFe2O4或ZnO·Fe2O3，色相呈棕黄色，是用煅烧法生产出来的。世界上主要生产商是德国拜耳公司和美国哥伦比亚化学品公司，在我国还是空白。 锌铁黄颜料有很好的耐热和防锈功能，耐温可达300℃，无毒，还具有很好的耐光、耐候性和耐迁移性，可用于硬聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等需在较高温度下加工的塑料着色，也适用于耐高温涂料，还可用在不能使用镉颜料和铅颜料的配方中，制造和食品接触的塑料和涂料。锌铁黄可以和铁红混合使用，得到橙色或浅棕色色谱。
锌铁黄的制备方法是用碱和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁，用空气氧化氢氧化亚铁制得铁黄晶种，把铁黄晶种洗涤干净后和氢氧化锌按配方混合进行煅烧，加入一些微量元素降低活化能，氧化锌取代铁黄晶格中的水而形成铁酸锌。我们已有成熟的铁黄晶种制备技术，又有金红石型钛白粉的煅烧技术可借鉴，已具备开发该产品的技术基础。
4.复合铁绿颜料
无机颜料中绿色颜料的品种很少，只有氧化铬绿和铅铬绿。氧化铬绿有很好的耐光、耐候和耐化学性，但色光暗、价格贵而且有毒，只能用在一些有特殊要求的场合；铅铬绿是用蓝色颜料和铅铬黄混配而成，它颜色比较鲜艳，但耐光、耐候性不好、耐碱性较差，在水性体系中应用性能不好，而且价格比较贵，也有一定的毒性。随着经济的发展，人们生活水平不断提高，彩色建筑材料的使用量越来越大，对色谱的要求越来越全面，这就需要一种能在水性体系中使用的绿色着色剂，于是出现了复合铁绿。
复合铁绿颜色鲜艳，近似自然界的草绿色，有较好的耐光、耐候、耐酸、耐碱性，无毒，在水性体系中分散性极好，价格相对比较便宜，因此，能大量用于建筑材料，作为水泥、地砖、各种水性涂料的着色剂。现在城市普及彩色人行道，其中的绿色就是使用铁绿。
硫酸亚铁生成氧化铁
硫酸亚铁生成氧化铁
硫酸亚铁生成氧化铁是一种重要的化学反应，其在实际应用中有着广泛的应用，例如防锈、催化剂等。本文将分步骤阐述硫酸亚铁生成氧化铁的过程。
第一步：准备实验原料
在进行硫酸亚铁生成氧化铁的实验中，我们需要准备一定量的硫酸亚铁、氢氧化钠、氢氧化铁等实验原料。其中，硫酸亚铁是反应的主要原料，其重要作用在于提供亚铁离子来参与反应。
第二步：制备硫酸亚铁溶液
在本实验中，我们需要先制备一定质量浓度的硫酸亚铁溶液。具体实验方法是将适量的硫酸亚铁粉末加入一定量的蒸馏水中，并用磁力搅拌器将其彻底混合，直到硫酸亚铁完全溶解。
第三步：制备氨水
为了保证反应的顺利进行，我们还需要准备一定质量浓度的氨水。具体实验方法是将一定量的氨气通过蒸馏水中，并进行恰当的调节，直到氨水的浓度符合实验要求。
第四步：制备氢氧化铁溶液
接下来，我们需要制备一定质量浓度的氢氧化铁溶液，其具体实验方法与制备硫酸亚铁溶液类似，为将适量的氢氧化铁加入蒸馏水中，并用磁力搅拌器将其混合均匀。
第五步：反应过程
在准备好上述实验原料后，我们就可以开始进行硫酸亚铁生成氧化铁的反应过程。具体实验操作是，将制备好的氢氧化铁溶液缓缓滴入已经调节好的硫酸亚铁溶液中，同时不断搅拌。在反应过程中，加入氨水调节反应系统的酸碱度，以保证反应的顺利进行。这时可以观察到反应液逐渐变成咖啡色，并沉淀出氧化铁。当反应结束后，用滤纸和水洗净沉淀物，并将其放至烘箱中干燥，得到氧化铁的产物。
总结：通过上述实验过程，我们可以得到硫酸亚铁生成氧化铁的产物。在实际应用中，氧化铁不仅可以用作防锈剂，而且还是一种重要的催化剂，在有机合成中具有广泛的应用。
用钛白副产硫酸亚铁制备纯磷酸铁及其表征
第 41 卷 第 6 期2012 年 6 月Vol.41 No.6Jun.2012化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry
用钛白副产硫酸亚铁制备纯磷酸铁及其表征
阮 恒1，易均辉2，龚福忠2
(1.广西化工研究院，广西 南宁 530001；2.广西大学化学化工学院，广西 南宁 530004)
摘 要： 以钛白粉生产过程中的副产物绿矾（硫酸亚铁）为原料，通过净化除杂，用双氧水为氧化剂，再加
入磷酸、表面活性剂，制备了超细磷酸铁。用X射线衍射分析（XRD）、差热-热重分析（TGA-DTA）、X射线光电
子能谱分析（XPS）、扫描电镜（SEM）和粒度分布测量等研究了样品的物相结构、表面形貌和粒径分布。结果表
明，采用该反应条件有利于控制产物的形貌和粒径，且其产品纯度高。
关键词：绿矾；磷酸铁；物相结构；表面形貌；表面活性剂
中图分类号：TQ 126.3 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2012)06-0010-03
磷酸铁可作为无毒防锈颜料、催化剂和陶瓷釉
面涂料[1~3]。近年来，在电池领域，磷酸铁作为电池材
料如磷酸铁锂材料的原料被广泛研究和应用[4~6]。磷
酸铁可由铁盐和磷酸盐在高温下反应生成，也可由
亚铁盐和磷酸盐在氧化剂作用下反应而得。常用的
亚铁盐是硫酸亚铁。目前我国的钛白粉生产中，每
生产1t钛白粉就产生约3.5~4t副产物绿矾（七水硫
酸亚铁，分子式FeSO4・7H2O），这些副产物一部分用
于饲料添加剂、净水剂、农肥，一部分用于生产氧化
铁颜料(如铁红、铁黄、铁蓝、铁黑 )等，但仍有很大一
部分无法得到有效利用。本文以钛白生产副产物硫
酸亚铁为原料，先进行净化除杂，然后加入磷酸和双
氧水进行反应，得到了超细纯磷酸铁粉体，再以自制
磷酸铁为原料，制备了锂电池正电极材料磷酸铁锂，
用X射线衍射（XRD）、差热-热重分析（TGA-DTA）、
XPS扫描电镜（SEM）和粒度分布测量仪研究了磷酸
硫酸亚铁生产氧化铁红工艺流程
硫酸亚铁生产氧化铁红工艺流程
1.硫酸亚铁生产氧化铁红是一种重要的工业化学制程。
The production of iron(II) sulfate and iron oxide red is
an important industrial chemical process.
2.工艺流程包括多个步骤，需要精确的控制和操作。
The process involves multiple steps and requires precise
control and operation.
3.首先，需要准备足够量的硫酸亚铁溶液。
First, a sufficient amount of iron(II) sulfate solution
needs to be prepared.
4.硫酸亚铁溶液要经过过滤和净化，以确保纯度和稳定性。
The iron(II) sulfate solution needs to be filtered and
purified to ensure purity and stability.
5.接下来，将已净化的硫酸亚铁溶液与氧气进行氧化反应。 Next, the purified iron(II) sulfate solution is reacted
with oxygen to undergo oxidation.
6.氧化反应产生的产物是氧化铁红，这是一种重要的无机颜料。
The product of the oxidation reaction is iron oxide red,
which is an important inorganic pigment.
7.氧化铁红具有良好的颜色稳定性和耐久性，在涂料和油漆工业中得到广泛应用。
Iron oxide red has excellent color stability and
durability, and is widely used in the coatings and paint
全钛渣原料硫酸法钛白粉生产工艺环境评价
全钛渣原料硫酸法钛白粉生产工艺环境评价
黄庆;蒲灵;田犀
【摘 要】During titanium white production with sulfuric acid process,the
by-products,ferrous sulfate and waste acid are important factors, which
restrain titanium industry's development.There are three main types of raw
material for sulfuric acid process:pure ilmenite concentrate, mixture of
titanium ore and high-titanium slag,and pure high-titanium slag.The
environment loads of titanium white production by sulfuric acid process
with different types of raw material were studied.Results showed the
process selecting pure high-titanium slag as raw material not only could
reduce the environment impaction of by-products,but also could lower the
acid and energy consumption,and its production environment is the best
at the present stage.%硫酸法钛白粉生产过程副产的硫酸亚铁和废酸是制约硫酸法钛白粉生产工艺发展的重要因素之一.硫酸法钛白粉生产工艺所用原料有3种:全钛精矿、渣矿混合和全钛渣.对不同原料硫酸法钛白粉生产工艺的环境负荷进行了研究,结果表明:采用全钛渣为原料的硫酸法钛白粉生产工艺既能减少副产物对环境的影响,又能降低酸耗、能耗,是现阶段硫酸法钛白粉生产工艺中环境最优的.
钛白副产行业报告
钛白副产行业报告
钛白粉是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等领域。在钛白粉的生产过程中，会产生一些副产品，这些副产品在很长一段时间内被忽视，但随着环保意识的提高和资源回收利用的重视，钛白副产行业逐渐崭露头角。本文将对钛白副产行业进行全面的分析和报告。
一、钛白粉生产过程及副产品。
钛白粉的生产主要包括氯化法和硫酸法两种方法。在氯化法生产过程中，主要副产品为氯化钛酸钠、氯化钛酸钙、氯化钛酸铁等；在硫酸法生产过程中，主要副产品为硫酸钛酸钠、硫酸钛酸铁等。这些副产品在生产过程中大量产生，如果不进行合理的处理和利用，就会对环境造成污染。
二、钛白副产行业的发展现状。
随着环保意识的提高，人们开始关注钛白副产品的资源化利用。目前，国内外一些企业开始将钛白副产品进行资源化利用，如将氯化钛酸钠用于生产钛酸锂、将氯化钛酸铁用于生产氧化铁颜料等。这些做法不仅减少了对环境的污染，还实现了资源的再利用，具有很高的经济和社会效益。
三、钛白副产行业的发展前景。
随着环保政策的不断加大和资源回收利用的重视，钛白副产行业有望迎来更加广阔的发展空间。未来，钛白副产品的资源化利用将成为行业的发展趋势，相关技术和装备也将得到进一步的提升和完善。同时，钛白副产行业的发展还将带动相关产业链的发展，形成良性循环的产业格局。
四、钛白副产行业的发展挑战。
尽管钛白副产行业发展前景广阔，但也面临一些挑战。首先，技术和装备的更新换代需要巨大的投入，企业需要具备较强的技术实力和资金实力。其次，相关政策法规需要进一步完善，为钛白副产业的发展提供更好的政策支持。此外，市场需求的不确定性也是制约行业发展的因素之一。
五、钛白副产行业的发展建议。
为了推动钛白副产行业的健康发展，建议从以下几个方面入手。首先，加大对钛白副产品资源化利用技术的研发力度，提高资源利用率和产品附加值。其次，加强政策引导，制定相关的环保和资源化利用政策，为行业发展提供更好的政策支持。再次，促进产学研合作，加强行业内外的交流与合作，推动技术创新和产业升级。最后，加强行业自律，推动企业规范生产，提高企业的社会责任感和环保意识。
α—FeOOH纳米棒的制备研究
第１期 ２００７年２月 纳米科技 Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００７
一ＦｅＯＯＨ纳米棒的制备研究
李海斌， 段学臣， 方敏， 熊显锋
（中南大学材料科学与工程学院， 湖南 长沙４１００８３）
摘要：采用钛白工业副产硫酸亚铁为原料，经纯化处理后，用空气氧化法制备了棒状纳米０【一
ＦｅＯＯＨ，并用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ对样品进行了表征。工艺过程分晶核制备和铁黄制备两步，分别
讨论了各步的工艺条件，获得了棒状纳米Ｏｔ—ＦｅＯＯＨ的最佳制备工艺。此法可制得黄色，棒状，长、
径分别约为３００ｎｍ、５０ｎｍ的纳米氧化铁黄粉末。该工艺生产成本低，产品质量好。
关键词：空气氧化法；ｏｔ—ＦｅＯＯＨ；纳米；棒状；氧化铁黄
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ－ＦｅＯＯＨ Ｎａｎｏｒｏｄｓ
ＬＩ Ｈａｉ—ｂｉｎ，ＤＵＡＮ Ｘｕｅ—ｃｈｅｎ， ＦＡＮＧ Ｍｉｎ，ＸＩＯＮＧ Ｘｉａｎ—ｆｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｅｒｒｏｕｓ ｓｕｌｆａｔｅ ｏｒｉｇｉｎａｔｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｙ ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｐｕｒｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｕｓｅｄ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏ【一ＦｅＯＯＨ ｎａｎｏｒｏｄｓ．Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｃｔ－ＦｅＯＯＨ ｎａｎｏｒｏｄｓ ｗｉｔｈ ａｉｒ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｓｔｅｐｓ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｅｅｄｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ ｙｅｌｌｏｗ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｓｔｅｐ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｏ【一ＦｅＯＯＨ ｎａｎｏｒｏｄｓ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｙｅｌｌｏｗ，ｒｏｄ ｓｈａｐｅｄ， ａｎｄ ３００ｎｍ ｌｏｎｇ ａｎｄ ５０ｎｍ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｙｉｅｌｄｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓ ｏｓｔ ｉｓ ｌｏｗ，ｙｅｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｈｉｇｈ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｏ【一ＦｅＯＯＨ；ｎａｎｏｓｉｚｅｄ；ｎａｎｏｒｏｄ；ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅ ｙｅｌｌｏｗ
《流程题》2022年中考化学试题分项详解(南京专用)(附答案)
专题19 流程题
1．（2019江苏南京中考）2019年1月3日嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了近距离拍摄的月背影像图，揭开了月背的神移面纱。“鹊桥”号上伞状通信天线是用表面镀金的钼丝编织面成的金属网。这种镀金钼丝纤维只有头发丝四分之一细，其性能稳定。“编”出来的金属网既强韧，受得住发射飞行外力“折腾”、又能在太空中收放自如，可以说是”刚柔并挤”。
(1)钼能制成细丝，是利用了钼的______性。
(2)钼丝表面镀金，原因之一是利用了金的化学性质______。
(3)我国的钼矿储量非常丰富，用辉矿(MoS2)制备钼的过程如下:
①完成过程1中反应的化学方程式:2MoS2+7O2高温2MoO3+4______
②过程Ⅱ分两个阶段:
第一阶段反应中反应物与生成物的化学计量数之比为1:1:1:1
写出下列化学方程式:
第一阶段______。
第二阶段______，该反应的基本反应类型为_____。
【答案】延展 不活泼 SO2 MoO3+H2 高温 MoO2+H2O MoO2+2H2 高温Mo+2H2O 置换反应
【解析】（1）钼能制成细丝，是利用了钼的延展性，故填延展。
（2）钼丝表面镀金，是为了防止钼与其他物质发生反应，原因之一是利用了金的金属活动性较弱，化学性质不活泼，故填不活泼。
（3）①由化学方程式可知，反应物中出现了2个钼原子、4个硫原子、14个氧原子，生成物中出现了2个钼原子、6个氧原子，生成物中尚缺少4个硫原子和8个氧原子，根据质量守恒定律，则空格中含有1个硫原子和2个氧原子，即空格处的化学式为SO2，故填SO2。
②第一阶段：MoO3和H2在高温的条件反应生成MoO2和H2O，故反应的化学方程式写为：MoO3+H2 高温
MoO2+H2O；
第二阶段：MoO2和H2在高温的条件反应生成Mo和水，故反应的化学方程式写为：MoO2+2H2 高温Mo+2H2O；
氧化铁系颜料制备方法进展_李红英
第1期
收稿日期:2009-11-29作者简介:李红英(1979)),女,硕士,讲师,主要从事纳米材料的制备与应用研究。氧化铁系颜料制备方法进展李红英,樊红莉,孟德素(菏泽学院化学与化工系,山东菏泽 274015)摘要:氧化铁系颜料是第二大无机颜料,其用途十分广泛。我国生产的颜料大多属于低品质产品,且成本较高,与国际上的高品质颜料相比,竞争力很弱。所以目前我国的颜料行业急需解决的问题就是寻找到合适的制备工艺来提高品质或降低成本,以增强竞争力。本文综述了近几年我国科研工作者在这方面的努力成果,他们开发了许多具有现实可行性的制备方法,可为业内人士作为参考依据。关键词:氧化铁;无机颜料;制备方法中图分类号:TQ622.1+5 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2010)01-0027-03ProgressofIronOxidePigmentsSynthesizeMethodsLIHong-ying,FANHong-li,MENGDe-su(DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,HezeUniversity,Heze 274015,China)Abstract::Ironoxidepigmentsarethesecondlargestofinorganicpigments,theirusesareverywidely.Pigmentsproducedinourcountryaremostlylow-qualityproducts,andtheircostsarehigh,thereforetheircompetitivenessisweakcomparingwithinternationalhigh-qualitypigments.Currently,China'spigmentindustryhasanurgentneedtosolvetheproblemwhichistofindasuitablepreparationprocesstoimprovequalityorreducecostsinordertoenhancecompetitiveness.ThispapersummarizedresearchresultsinthisrespectofChineseworkersinrecentyears.Theyhavedevelopedmanypracticalfeasiblepreparationmethodswhichcanbeasareferencefortheindustry.Keywords:ironoxide;inorganicpigments;synthesizemethods 氧化铁是仅次于钛白粉的第二大无机颜料,也是第一大彩色无机颜料。氧化铁系颜料包括以铁的氧化物为基本物质的氧化铁红、黄、黑和棕四类。云母氧化铁具有特殊功能,为另外一类。70%的氧化铁颜料是用化学合成方法制备的,称为合成氧化铁,另30%是用合成品与天然矿物加工品混配如包核型的氧化铁颜料,但产量不大[1]。合成氧化铁颜料合成纯度高,粒径均匀、整齐、易控制、无毒,价廉,能用于油墨、塑料、涂料、橡胶、陶瓷、建材、造纸等各种领域。由于我国制备的颜料品质水平与国际上相比差一些,且成本较高,所以氧化铁的制备工艺一直备受关注,本文综述了近些年我国科研工作者开发出的一些新的制备方法,以为业内人士提供参考。1 氧化铁红的制备工艺进展氧化铁红的主要成分为A-Fe2O3,是氧化铁系颜料里非常重要的一类,也有非常广泛的用途。传统的制备方法有干法,即高温煅烧法;另一类是湿法,即酸溶液氧化法。主要原料局限于铁皮和铁屑,生产周期长、能耗大、生产成本高。以下几种方法是近几年科研工作者为解决上述问题做的一些尝试,收到了不错的效果。1.1 室温固相合成吴文伟等[2]将FeSO4#7H2O研磨成粉末后,加入NH4HCO3及表面活性剂PEG(聚乙二醇)-400,室温下研磨40min,水洗、醇洗、抽滤、烘干得前驱体粉末,后经热解得纳米级氧化铁红产品。作者经过调整热解温度发现,低于55e,热解2h得到的产品是以三方晶系Fe2O3为主,含有少量Fe3O4的混合晶体,而550e下热解2h得到的产品是纯晶相的三方晶系Fe2O3。550e时热解2h得到的产品平均粒度约为43nm。这种室温固相合成方法操作简单,原料价廉易得,产品粒径易于控制,是一种较好的制备纳米级Fe2O3粉末的新方法。1.2 铁泥氧化制备氧化铁红颜料杨雷库等[3]以工业废渣铁泥为原料,经拌酸氧化制备出了铁红颜料,摸索出较佳的工艺条件为:硫酸浓度60%,硫酸与铁泥质量比为1:1.2,氧化温度800e,氧化时间2h。制得的产品符合油漆、涂料等#27#李红英,等:氧化铁系颜料制备方法进展山 东 化 工对铁红颜料的要求。1.3 铁泥干法制备氧化铁红颜料王燕鸿等[4]将原料铁泥加入硫酸作为氧化剂,放入马弗炉中煅烧得氧化铁红颜料。通过样品的xrd和色差分析,发现煅烧温度对产品的性能有很大影响。煅烧温度低于700e,氧化铁晶相不纯,颜色较浅,煅烧温度为800e产品晶相为A-Fe2O3,因此利用铁泥干法制备氧化铁红煅烧温度为800e即可;温度超过900e产品晶相基本无变化,颜色加深。此两法研究出了利用工业废渣铁泥制备氧化铁红的工艺路线,从而杜绝了铁泥对环境的污染,且变废为宝,有一定的现实可行性。1.4 提钪萃余液制取氧化铁红张江娟等[5]以拜尔法生产产出的赤泥经盐酸浸出、溶剂萃取提钪后的余液为原料,其中含大量FeCl3,采用氨水中和使铁、铝沉淀,再以碱溶解,使铁、铝分离开来,最后焙烧含铁沉淀物制得氧化铁红颜料。此法所需的设备简单,原料来源广泛,且产品的毒性极小,既可以充分利用资源,又有利于环保,是比较有发展前途的一种制备工艺。1.5 钛白副产物硫酸亚铁制备氧化铁红颜料夏新蕊等[6]将一定量的钛白副产物硫酸亚铁加热到500e,保温2h,冷却后取出研磨,使其粒径达到氧化铁红所要求的范围,再加热到800e保温2h,充分煅烧得到氧化铁红。因为原料中有杂质,为了改善颜料的使用性能,作者又用均匀沉淀法对其进行了二氧化钛包膜处理,制得的氧化铁红颜料光泽较好。此工艺过程简单,成本较低,可用于大批量处理钛白副产物绿矾。1.6 用铁屑烟气脱硝过程中生成沉淀物制铁红颜料马乐凡等[7]用xrd分析了脱硝过程所得的铁沉淀物,结果表明,其风干后为Fe2O3#H2O晶体,外观为橘黄色,化学成分与铁黄相同。把此沉淀物在600~700e煅烧50min既可制得符合国家一级品标准的氧化铁红颜料。此工艺可以充分利用脱硝过程产生的废弃物,有利于环保。2 氧化铁黄的制备工艺进展氧化铁黄颜料是氧化铁颜料系列中重要的一个品种。由于铁黄颜料纯度高,粒径均匀整齐,粒径易于控制,所以其色相好,加上它的无毒性,其应用范围不断扩大。纳米氧化铁黄又称为透明氧化铁黄,其化学式为A-Fe2O3#H2O或A-FeOOH,为黄色粉末,粒径小于0.1Lm,颗粒可呈现出针状、纺锤状和球形状。为针状时,由于挤压等因素而使针状铁黄取向排列,造成产品不同方向颜色差异较大,称为丝光效应。纺锤状和球形的颗粒可以避免这种情况,有较好的颜色品质。透明氧化铁黄的着色力强,遮盖力高,不溶于碱,微溶于酸,还有一定的耐光、耐热、耐候性,是一种品质优良的颜料,应用非常广泛。氧化铁黄已有的制备方法有酸法(包括铁皮法和滴加法);碱法;氧化法(包括空气氧化法、氯酸钠氧化法、羟基铁氧化法);胶溶法[8]。近几年科研工作者在氧化铁黄的制备工艺做出了新的成果,研究出了一些新工艺,如下。2.1 透明氧化铁黄颜料制备的新工艺研究李仕雄等[9]以硫酸亚铁为原料,氢氧化钠为沉淀剂,加入分散剂和表面活性剂,先通入氮气保护,再通入空气氧化,制得了颗粒组成均一、结晶良好、纺锤状的透明氧化铁颜料,避免了丝光效应,其主要性能达到我国化工行业标准。这种改进的空气氧化法工艺简单(不需要制备晶种),生产成本低,有很好的发展前途。2.2 黄钠铁矾渣制备透明氧化铁黄黄坚等[10]以黄钠铁矾渣为原料,采用滴加法制备出了透明氧化铁黄颜料,并讨论了亚铁浓度、温度、通气量、搅拌速度及添加剂用量等因素对铁黄制备的影响。制备出的铁黄粒子呈针状,无团聚现象,单分散性好,缺点是会出现丝光效应,色差大些。2.3 络合沉淀法制备氧化铁黄孔祥华等[11]取FeCl3溶液和NaF溶液搅拌下逐步滴加NaOH溶液,得黄色透明溶液,室温下控制溶液pH值在3~4之间,将FeCl3溶液和NaOH溶液逐滴加入反应器内,控制搅拌转速,生成黄色沉淀,后经抽滤、水洗、烘干制得样品。此法为全新的络合沉淀方法,其中FeCl3和NaOH为反应试剂,NaF为络合剂。最终成功制备了球形的氧化铁黄颗粒。克服了针形颗粒的丝光效应,色差变小,颜料品质较好。3 氧化铁黑的合成方法张首才等[12]用废铁屑做原料加入硫酸制备硫酸亚铁溶液,然后加入NaOH溶液,通入空气氧化,控制氧化条件以得到一定比例的Fe2+和Fe3+,即可制得氧化铁黑(Fe3O4)。并论述了反应的基本原理。通过对比实验确定了制备氧化铁黑的最佳工艺条件为:pH值为9~10,硫酸亚铁的浓度为200g/L左右,反应温度为80~90e,反应时间8h左右,通气量为250~400mL/min。张宏锦等[13]用钢厂含铁尘泥生产出了多种氧#28#SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2010年第39卷 第1期化铁颜料。他们首先对钢厂含铁尘泥进行甄选,要求用铁含量高且能在溶液中能够较好地以溶解或微小颗粒状态存在的原料,然后进行预处理以除去杂质,后经不同工艺制取了铁黑和铁黄产品。制备铁黑可用三条路线:(1)液相合成综合法生产工艺:将制备好的亚铁溶液加入铁黑反应桶,再加入液碱进行升温反应,当温度达到80e时,将预处理好的含铁尘泥浆料通过管道输入铁黑反应桶,控制亚铁和含铁尘泥的合理配比,则可制得国际市场需要的5780号、236号产品。(2)先黄后黑二步生产工艺:将预处理好的含铁尘泥浆料通过管道输入铁黄反应桶,打入制备好的铁黄晶种及亚铁溶液,通蒸汽升温,通空气氧化,并及时补充铁皮,控制反应温度和时间。然后将制备好的尘泥黄料定量输入铁黑反应桶,按三价铁比二价铁配比比例加入制备好的亚铁溶液,升温加碱液进行合成反应。制得了国际市场需要的723和799系列产品。(3)湿拼融合工艺:将预处理好的含铁尘泥浆料通过管道输入铁黑反应桶,将铁黑回收产品按配比输入桶中,搅拌升温、脱水湿拼融合,制备了市场需求的722系列产品。制备铁黄工艺与先黄后黑二步制铁黑工艺有一些差别:制备铁黑需48h的周期,制备铁黄需60~72h,且铁皮要求低碳钢薄铁皮,使用的铁刨花为去除碎料的干净刨花。作者后续深度开发,制备了耐温黑颜料:用废酸、废刨花制备的亚铁溶液,经液相反应生产工艺,高速搅拌、快速升温、空气氧化,沉淀合成混合金属氧化物,生产出了耐温性能良好的耐温氧化铁黑。4 云母氧化铁的研究进展薄片状氧化铁颗粒表面包覆一层或多层氧化物膜,就可产生光学折射干涉现象,使颜料出现多种色彩效应,如珠光效应,随角易色效应,色彩转移效应,附加色彩效应等,从而提高了颜料的颜色品质,可用于高级轿车面漆,铁路桥梁,船舶涂料,军事装备伪装涂层等[14]。一般这种颜料多采用云母为基质,所以称为云母氧化铁。其包膜方法有化学液相沉积法,化学气相沉积法,夹心层包覆法和混合包膜法。天然云母氧化铁一般采用机械加工法,产品杂质含量高,表面粗糙,不能满足高档精细颜料的要求。人工合成的片状氧化铁纯度高,晶体为规则的六角形片状,立体感强,比天然云母有更大的优势。袁晰等[15]以FeCl3#6H2O为原料,加入单一或复合盐作为助溶剂,60e下将混合固体完全溶于0.2mol/L稀硫酸,100e干燥24h得前驱体粉末。后将其研磨均匀,置于刚玉坩埚中压紧,用缓冷法生长晶体。后将所得固体产物用80e的蒸馏水反复洗涤,最后进行酸碱处理和细化分级,可得片状氧化铁产品。测试结果表明在硫酸盐助熔剂体系中能得到呈薯片状形貌的氧化铁晶体。在复合硫酸盐体系中得到的晶体,比在单一硫酸盐助熔剂体系中得到的晶体形状更规则,为六角形片状氧化铁粉体。5 结论从上述多种氧化铁的制备方法可以看出,我国科研工作者主要在降低生产的成本方面做了很多工作,并且考虑到变废为宝,注重环境保护,有很大的现实意义。在提高产品质量方面做的工作还不够,需要继续加强。参考文献[1]毕胜.国内外颜料工业概况及发展趋势[J].涂料工业,2003,33(7):44-47.[2]吴文伟,侯生益.纳米氧化铁红颜料的室温固相合成[J].应用化工,2006,35(3):164-166.[3]杨雷库,李稳宏,韩利义.铁泥氧化制备颜料铁红的研究[J].应用化工,2005,34(10):611-612.[4]王燕鸿,王军,沈美庆.煅烧温度对铁泥干法制备氧化铁颜料性能的影响[J].化学工业与工程,2005,22(1):14-16.[5]张江娟,邓理龙,钟淑梅.提钪萃余液制取铁红的研究[J].湿法冶金,2005,24(1):17-18.[6]夏新蕊,邓昭平,李思平.钛白副产物硫酸亚铁制取氧化铁红颜料及其包膜的研究[J].广东微量元素科学,2006,13(7):62-67.[7]马乐凡,童志权.用铁屑烟气脱硝过程中生成沉淀物制铁红颜料[J].长江理工大学学报(自然科学版),2008,5(1):89-92.[8]陈玉杰,魏琦峰.透明氧化铁黄制备工艺现状[J].上海涂料,2009,47(7):16-19.[9]李仕雄,张学政,廖春图,等.透明氧化铁黄颜料制备的新工艺研究[J].湖南有色金属,2008,24(6):41-44.[10]黄坚,唐吉旺,陈胜福.黄钠铁矾渣制备透明氧化铁黄的研究[J].环境工程学报,2007(1):134-137.[11]孔祥华,汪君.络合沉淀法制备球形透明氧化铁黄颜料[J].中国涂料,2006(11):32-35.[12]张首才,张金晶,左青卉.利用废铁屑制备氧化铁黑的研究[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2004(1):70-71.[13]张宏锦,谭刚.钢厂含铁尘泥生产氧化铁颜料的研究开发[J].冶金环境保护,2007(6):27-30.[14]危自燕,刘跃进,张果龙.云母氧化铁珠光颜料的研究进展[J].中国涂料,2008,23(6):47-49.[15]袁晰,叶红齐.珠光颜料用片状氧化铁的助熔剂法合成研究[J].涂料工业,2009,39(8):34-37.(本文文献格式:李红英,樊红莉,孟德素.氧化铁系颜料制备方法进展[J].山东化工,2010,39(1):27-29.)#29#李红英,等:氧化铁系颜料制备方法进展
硫酸法钛白粉生产副产品废酸的综合利用
总617期第8期
2017年8月河南科技
HenanScienceandTechnology
硫酸法钛白粉生产副产品废酸的综合利用
王新
（舞阳县环境保护局监测站，河南舞阳462000）
摘要：硫酸法钛白粉生产二氧化钛有大量的废酸和副产品产生。本文首先总结现有的硫酸法钛白生产废
酸液的主要处理技术，然后提出废酸综合利用的方式，即利用氨中和法生产偏钒酸铵，利用废酸生产镁肥，利
用废酸生产氧化铁黑，利用废酸与硫酸亚铁生产硫酸铵及氧化铁。关键词：钛白粉；废硫酸；综合利用
中图分类号：X788文献标识码：A文章编号：1003-5168（2017）08-0136-02
ComprehensiveUtilizationofWasteAcidfromby-productof
TitaniumDioxideProductionbySulfuricAcidProcess
WangXin
（WuyangEnvironmentalProtectionBureauMonitoringStation，WuyangHenan462000）
Abstract:Titaniumdioxideproducedbysulfuricacidprocesshasalargeamountofwasteandsecondaryproduction.
Thispapersummarizedthemaintreatmenttechnologyofwasteacidsolutionproducedbytitaniumdioxidebysulfuric
acidprocess,andthenputforwardthecomprehensiveutilizationofwasteacid,theproductionofammoniummetavan⁃
adateusingammonianeutralizationmethod,usingwasteacidproductionofmagnesiumfertilizer,usingwasteacid
钛白副产硫酸亚铁的综合利用
2012年 第15期 广 东 化 工
第39卷 总第239期 · 49 ·
钛白副产硫酸亚铁的综合利用
钟红梅，侯德顺
(湖南化工职业技术学院 化工系，湖南 株洲 412004)
[摘 要]介绍了钛白副产硫酸亚铁的来源以及组成，综述了近几年来副产硫酸亚铁的综合利用情况，包括制备高纯二氧化锰、处理含铬废水、
精制硫酸亚铁、制备聚合硫酸铁、制备氧化铁颜料等，变废为宝，获得一定的经济效益和社会效益。
[关键词]钛白；硫酸亚铁；综合利用
[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0049-02
The Comprehensive Utilization of Ferrous Sulfate in the Production
Process of Titanium Dioxide
Zhong Hongmei, Hou Deshun
(Department of Chemical Engineering, Hunan Chemical Vocational and Technical College, Zhuzhou 412004, China)
Abstract: Introduced the titanium dioxide by-product ferrous sulfate source and composition, the last few years was summarized by-product the comprehensive
utilization of ferrous sulfate, including preparation of high purity manganese dioxide, processing of chromium-containing waste water, refined ferrous sulfate,