水热法合成云母氧化铁和氧化铁黄、铁红的研究

摘要

云母氧化铁在防锈涂料、磁性材料、陶瓷、制备珠光颜料等方面有广泛的用途.中国应用的云母氧化铁基本上取自天然镜铁矿的开采,产品质量较人工合成的差,而中国人工合成方法研究的又较少.西欧、美国、日本一些发达国家研究的较多,有些方法并已实现工业化.长期以来,中国硫酸法钛白生产中的副产物硫酸亚铁,得不到充分有效的利用.该文针对以上情况,主要做了以下几方面的工作.通过实验,研究钛白副产硫酸亚铁水热法合成云母氧化铁的工艺路线及条件.讨论了影响云母氧化铁生成的因素,总结了红、棕、灰云母氧化铁合成的控制条件,采取有效措施解决了硫酸亚铁中硫酸根离子的去路问题,并使碱性介质得以多次循环利用.其次在已研究工艺路线的基础上,通过实验较系统地探讨了云母氧化铁生成过程中介质NaOH溶液浓度和水热温度对结晶过程和粉体性质的影响,并对结晶机理进行了分析.另外,该文在钛白副产硫酸亚铁水热法合成云母氧化铁工艺路线的基础上,研究开发了硫酸亚铁水热法合成氧化铁黄和铁红的新工艺,该工艺具有勿需晶种和反应时间短的优点.这对于适应市场变化的需求、组织系列氧化铁颜料生产具有重要的意义.该文研究的结果具有良好的环保效益和经济效益,为中国广大的硫酸法钛白生产厂家利用钛白副产硫酸亚铁生产云母氧化铁和氧化铁黄、铁红开辟了一条新的工艺路线.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1引言

1.2云母氧化铁的生产工艺路线简介

1.2.1机械加工法

1.2.2熔盐高温络合物法

1.2.3水热处理法

1.3氧化铁黄和铁红的合成工艺路线简介

1.3.1合成铁黄

1.3.2合成铁红

1.4本课题研究的主要内容

第二章水热法合成云母氧化铁的工艺研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原料与仪器

2.2.2实验方法

2.2.3云母氧化铁的合成原理

2.2.4合成云母氧化铁制备的工艺流程

2.3结果与讨论

2.3.1硫酸亚铁的净化程度对产品生成的影响

2.3.2介质氢氧化钠碱液浓度对产品颜色和光泽的影响

2.3.3水热温度对产品颜色和光泽的影响

2.3.4前驱物洗涤的最终pH值对产品颜色和光泽的影响

2.3.5水热过程中产品颜色和光泽随时间的变化

2.3.6对合成云母氧化铁产品颜色和光泽的控制

2.4合成红、棕、灰云母氧化铁质量的表征

2.4.1合成红、棕、灰云母氧化铁的扫描电镜照片

2.4.2合成红、棕、灰云母氧化铁的XRD图谱

2.4.3合成红、棕、灰云母氧化铁的粒度分布

2.4.4合成云母氧化铁与天然云母氧化铁的质量比较

第三章水热法合成云母氧化铁的结晶条件及形成机理的研究

3.1引言

3.2实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1介质浓度对结晶体性质的影响

3.3.2形成机理的研究

3.3.3温度、介质浓度对前驱物转化速度的影响

3.4结论

第四章水热法合成氧化铁黄和铁红工艺研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1原料与仪器

4.2.2实验方法

4.2.3氧化铁黄和铁红的合成原理

4.2.4氧化铁黄和铁红合成的工艺流程

4.3结果与讨论

4.3.1氧化铁黄和铁红的质量表征

4.3.2合成氧化铁黄和铁红的工艺条件

4.3.3水热法与空气氧化法的比较

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

第六章参考文献

第七章符号说明

第八章攻读硕士学位期间已公开发表的论文目录

第九章致谢