一种利用废弃硒鼓墨粉制备超细氧化铁红颜料的方法

摘要

本发明涉及一种利用废弃硒鼓墨粉制备超细氧化铁红颜料的方法，将废弃硒鼓置于废旧硒鼓破碎磁选装置中，经过破碎、磁选、风力分选等程序，分别依次得到金属（铁、铝）、塑料、最后收集得到黑色的有机墨粉；将收集的墨粉置于坩埚中，马弗炉500℃煅烧三个小时，自然冷却后得到暗红色氧化铁粉末。在100ml烧杯中加入50ml水，将水质量的1%~1.5%的苏打加入到烧杯中，搅拌均匀得澄清溶液，然后将暗红色粉末称取40~70g加入上述澄清溶液中，搅拌机快速搅拌，最后加入总质量的0.5%~1%PVP（使用甲醇与水体积比为1:1的溶液溶解）继续搅拌，即可得到均匀分散性好的红色颜料浆。得到的超细氧化铁颜料，处理工艺简单，实现对废弃物的资源化利用，减少废弃物的排放，有利于保护环境。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废弃硒鼓墨粉制备超细氧化铁红颜料的方法，属化学化工材料制备工艺技术领域。 

背景技术

硒鼓是激光打印机的主要耗材，被机构、单位以及居家用户广泛使用。由于现代化办公对办公配件（打印、复印机等）质量和数量的要求越来越高，不能满足打印质量和效率的硒鼓将被逐渐淘汰,或是部件老化或消耗丧失打印功能使整个硒鼓报废。每年我国产生的废弃硒鼓数量巨大，来自上海某固废处置中心的统计数字表明：2009 年企业在上海收集到的各种废弃硒鼓约达 4 吨之多。废弃后的硒鼓经拆解后的产物：金属(铁、铝）、塑料、有机墨粉等材料，而对这些产物的资源化利用很少，这就迫切需要这方面的技术开发，实现废弃物的“再循环”利用，减少排放，保护环境。 

墨粉是硒鼓拆解后的产物之一，是用于静电复印和激光打印等设备的主要耗材，它是由树脂、颜料、电荷调节剂等成分为主要原料的复合物。硒鼓废弃后通常有10%～20%(以质量分数计)的墨粉残留在硒鼓中成为残余有机墨粉。这种墨粉是粒径在2-4微米的颗粒，肉眼根本看不到，但对人体的危害极大，它可以通过人的呼吸系统直接进入人体，对气管和肺部造成难以想象的损害，尤其是硒鼓的感光材料，更会危害人体健康。倘若这些墨粉不被合理处理而埋在地下，对土壤造成污染将非常严重，随意丢弃,后果更是不堪设想，因此对废旧硒鼓残余墨粉进行资源化利用具有非常重要的实际意义。 

氧化铁是一种重要的无机非金属材料,广泛用作磁性记录材料的原料、软磁铁氧体的原料、抛光剂和氧化铁系颜料。尤其是作为氧化铁系颜料，应用范围非常广，全世界氧化铁系颜料用量超过100吨，其产品用量仅次于钛白，居无机颜料的第二位。纳米氧化铁除具有普通氧化铁颜料的耐光、耐腐蚀、无毒等特点外，还具有高分散性、色泽更鲜艳、对紫外线具有良好吸收和屏蔽效应等特点,可广泛应用于闪光涂料、油墨、塑料、皮革、汽车面漆、电子、光学抛光剂、医药等行业中。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃硒鼓中的墨粉制备超细氧化铁红颜料的方法。使用硒鼓破碎处理时获得的有机墨粉，经煅烧处理后，加入苏打为分散剂，能够使氧化铁颗粒均匀分散同时融入聚乙烯吡咯烷酮（简称：PVP）作增稠剂，有效地防止颜料浆的沉淀，才能制备得到均匀分散性好的红色氧化铁红颜料浆。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种利用废弃硒鼓墨粉制备超细氧化铁红颜料的方法，具有如下工艺过程和步骤：

A.将收集的废弃硒鼓置于废旧硒鼓破碎磁选装置中，经过破碎、磁选、风力分选等程序，分别依次得到金属（铁、铝）、塑料、最后收集得到黑色的有机墨粉；

B.将得到的墨粉置于坩埚中，马弗炉500℃煅烧三个小时，自然冷却后即可得到暗红色氧化铁粉末；

C.将100 ml烧杯中加入50 ml水，将水质量的1%~1.5% 的苏打加入到烧杯中，搅拌均匀得澄清溶液；

D.将步骤B中暗红色氧化铁粉末称取40~70g加入步骤C的澄清溶液中，搅拌机快速搅拌，然后加入总质量的0.5% ~1% PVP（使用甲醇与水体积比为1:1的溶液溶解）继续搅拌，即可得到均匀分散性好的红色颜料浆。

附图说明

图1为本发明方法制备的产品黑色墨粉的X-射线粉末衍射（XRD）谱图； 

图2为本发明方法制备的产品红色产物的X-射线粉末衍射（XRD）谱图；

图3为本发明方法制备红色产物的扫描电子显微镜（SEM）谱图。

具体实施方式

实施例1： 

A.将收集到的废弃硒鼓置于废旧硒鼓破碎磁选装置中，经过破碎、磁选、风力分选等程序，分别依次得到金属（铁、铝）、塑料、最后收集到黑色的有机墨粉；

B.将得到的墨粉置于坩埚中，马弗炉500 ℃煅烧三个小时，自然冷却后即可得到暗红色氧化铁粉末；

C.将100 ml烧杯中加入50 ml水，将水质量的1.5% 即0.75g的苏打加入到烧杯中，搅拌均匀得澄清溶液；

D.将上述暗红色粉末称取50 g加入上述澄清溶液中，搅拌机快速搅拌，然后加入总质量1% 即1.0 g 的PVP（使用甲醇与水体积比为1:1的溶液溶解）继续搅拌, 即可得到均匀分散性好的红色颜料浆。

实施例2： 

A.将收集到的废弃硒鼓置于废旧硒鼓破碎磁选装置中，经过破碎、磁选、风力分选等程序，分别依次得到金属（铁、铝）、塑料、最后收集到黑色的有机墨粉；

B.将得到的墨粉置于坩埚中，马弗炉500 ℃煅烧三个小时，自然冷却后即可得到暗红色氧化铁粉末；

C.将50 L烧杯中加入30 L水，将水质量的1.5 %即0.45 Kg的苏打加入到烧杯中，搅拌均匀得澄清溶液；

D.将上述暗红色粉末称取40 kg加入上述澄清溶液中，搅拌机快速搅拌，然后加入总质量1% 即0.704 Kg的PVP（使用甲醇与水体积比为1:1的溶液溶解）继续搅拌，即可得到均匀、分散性好的红色颜料浆。

实施例3： 

A.将收集到的废弃硒鼓置于废旧硒鼓破碎磁选装置中，经过破碎、磁选、风力分选等程序，分别依次得到金属（铁、铝）、塑料、最后收集到黑色的有机墨粉；

B.将得到的墨粉置于坩埚中，马弗炉500 ℃煅烧三个小时，自然冷却后即可得到暗红色氧化铁粉末；

C.将50 L烧杯中加入30 L水，将水质量的1 %即0.3 Kg的苏打加入到烧杯中，搅拌均匀得澄清溶液； 

D.将上述暗红色粉末称取30 kg加入上述澄清溶液中，搅拌机快速搅拌，然后加入总质量0.8 % 即0.48 Kg的PVP（使用甲醇与水体积比为1:1的溶液溶解）继续搅拌，即可得到均匀、分散性好的红色颜料浆。

用X-射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对有机墨粉煅烧前后的晶相、形貌以及结构等进行表征分析。收集得到的黑色有机墨粉中的含 20 % 左右的磁性物质是Fe₃O₄与PDF卡19-0629相一致，煅烧后的红色粉末是Fe₂O₃与PDF卡25-1402一致，且得到的超细氧化铁颗粒大小在50~200nm左右，符合制备颜料浆固体颗粒度的大小。 

参见图1，图1为对黑色墨粉煅烧前进行表征的XRD图，由图可知收集得到黑色磁性物质为Fe₃O₄，且无其他杂质峰。 

参见图2，图2为煅烧后得到的红色粉末进行表征的XRD图，由图可知得到红色粉末是Fe₂O₃，且无其他杂质峰。 

参见图3，图3为煅烧后得到的红色粉末的SEM图，由图可知得到的颗粒物大小均匀，直径约在50~200nm范围的圆形颗粒。