氧化铁红生产工艺简介

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我国氧化铁红生产工艺简介

氧化铁颜料是一种非常重要的无机彩色颜料，具有良好的颜料品质，应用领域十分广阔。生产氧化铁红的方法分为干法和湿法两种，其中干法主要包括绿矾（即七水硫酸亚铁）煅烧法、铁黄煅烧法、铁黑煅烧法，此外还有以赤铁矿为原料的天然氧化铁矿物超细粉碎法等。湿法工艺主要包括硫酸盐（即硫酸亚铁或含有硫酸亚铁的溶液）法、硝酸盐（即硝酸铁、硝酸亚铁或含有硝酸铁盐的溶液）法、混酸法；湿法工艺按照二步氧化过程所使用的中和剂不同，又可分为铁皮法和氨法。

1、关于干法工艺：

干法工艺是我国传统、原始的氧化铁红生产工艺，其优点是生产工艺简单、流程短，设备投资相对较少。缺点是产品质量稍差，而且煅烧过程有有害气体产生，对环境有明显影响。如铁矾煅烧法，煅烧过程有大量的含硫气体产生。

近年来，基于对含铁废弃物的综合利用，我国又出现了硫酸烧渣法、铁矿粉酸化焙烧法等干法工艺，其优点是工艺简单、投资少，缺点是所产产品质量层次较低，只能应用于低端领域。

2、关于湿法工艺：

湿法工艺是以硫酸亚铁或硝酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁为原料，采用先制备晶种，后氧化制备铁红的氧化铁红生产方法。所用原料既可以是硫酸亚铁、硝酸亚铁固体原料，也可以是含有硫酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁的水溶液。所使用的中和剂既可以是铁皮、铁屑，也可以是碱或氨。

近几年来，基于对工业废弃物的综合利用，又产生了以钛白副产硫酸亚铁或硫酸铁溶液、以钢厂酸洗废酸或废水为原料制备氧化铁红工业颜料的方法，但都归属于湿法工艺范畴。所使用的中和剂仍然为铁皮、铁屑、碱或氨。

湿法工艺的优点在于所得产品质量性能优异，可以制备出不同型号的系列化氧化铁红产品。缺点在于工艺流程较长，生产过程能耗高，有大量的酸性废水产生，目前缺少有效地酸性废水综合利用途径等。

（1）硫酸法工艺：

以七水硫酸亚铁或硫酸铁，或含有水硫酸亚铁、硫酸铁的废酸、水溶液为原料，首先对铁盐或铁盐溶液进行净化处理以去除其中的杂质，然后严格控制工艺条件以氢氧化钠或氨为中和剂制备晶种。再将所制得的晶种转入二步氧化合成反应器，在加温的条件下严格控制工艺条件，投入氢氧化钠或氨调整体系pH值，再通入空气进行氧化制得晶种。将所制得的合格晶种转入氧化合成反应器，调整pH值和温度条件，投入铁皮或铁屑以中和氧化过程所产生的酸，通入空气进行氧化反应，氧化过程连续不断的加入铁盐溶液，当反应体系的色光达到目标色光标准时，停止反应经过滤分离出氧化铁红产品。分离所产生的母液为含有硫酸钠（以氨为中和剂时含有硫酸铵）的酸性废水。该工艺的最明显缺点在于有大量的酸性废水产生，没有可靠的控制与循环利用方法。

（2）硝酸法工艺：

基本原理同硫酸法工艺，所不同的是所使用的铁盐为铁的硝酸盐。其优点在于所得产品质量优于硫酸法，缺点是生产成本高，生产过程有有害气体（一氧化氮）产生，有大量的酸性废水产生。酸性废水中含有大量硝酸盐，目前无可靠综合利用途径。

（3）混酸法工艺：

混酸法是首先制备硫酸亚铁溶液和硝酸亚铁溶液，然后以硝酸亚铁溶液为原料，以碱或氨为中和剂制备晶种。然后将晶种转入氧化合成反应器，调整温度和pH值，投入铁皮或铁屑作为中和剂，通风氧化。氧化过程加入硫酸亚铁和硝酸亚铁溶液（根据所制备目标产品的需要随机调整二者滴加比例和速度）进行氧化反应，当反应体系的色光达到目标色光标准时，停止反应经过滤分离出氧化铁红产品。分离所产生的母液为含有硫酸盐和硝酸盐的酸性废水。该工艺的优点是产品质量好，可以达到硝酸法产品质量标准，但缺点在于有大量的酸性废水产生，没有可靠的控制与循环利用方法。

（4）氨法工艺：

氨法工艺所产生的酸性工艺废水所含的主要成份为硫酸铵，在以氯化铁或氯化亚铁为原料时则为氯化铵。由于对废水处理后可以回收硫酸铵或氯化铵产品，因此无废水排放。也因此被视为发展前景十分看好的氧化铁红工业颜料无害化、环保型生产工艺。但由于对该工艺研究较少，晶种制备工艺条件不完善，由此给产品质量造成了影响，导致产品质量不稳定，此应用受到限制。

氨法生产氧化铁红可以使用的原料有七水硫酸亚铁、硝酸铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化铁晶体，也可以是含有上述铁盐的废酸、废水，也可以是含铁工业固体废弃物等。工艺过程为：

以硫酸亚铁为原料为例：首先将硫酸亚铁溶解并做净化处理，然后将硫酸亚铁溶液定量的投入到晶种制备反应器中，加水稀释。再向其中加氨水调整溶液的pH值，然后严格控制反应温度，通入空气进行氧化制得晶种。

将晶种转入铁红氧化合成反应器，调整溶液的pH值，加热，在以空气为氧化剂进行氧化，氧化过程以并流方式同步加入硫酸亚铁溶液和氨水，当反应体系的色光接近目标产品色光时，停止反应，经过滤、洗涤、干燥、包装制得氧化铁红工业颜料。

过滤过程所产生的氧化铁红母液主要成份为硫酸铵，经蒸发、结晶、分离收得副产品硫酸铵。

该工艺的优点是产品质量好，生产成本低，对环境无明显影响。缺点是产品质量欠稳定，在回收硫酸铵的过程需要消耗大量的热能，硫酸铵附加值较低。

（5）改进型的氨法铁红工艺：

针对氨法铁红工艺存在的不足，南阳东方应用化工研究所于2009年开发出了改进型的氨法铁红生产新工艺。新工艺解决了晶种制备、二步氧化及工艺废水低成本化综合利用等关键技术，消除了氨法工艺所存在的产品质量不稳定等不足，实现了对工艺废水的全封闭低成本循环利用，使之成为一种真正的环保型氧化铁红生产技术。

工艺过程：

以硫酸亚铁为原料为例：首先将硫酸亚铁溶解并做净化处理，然后将硫酸亚铁溶液定量的投入到集约式氧化铁红反应器中，加水稀释。再向其中加氨水调整溶液的pH值，然后严格控制反应温度，通入空气进行氧化制得晶种。

晶种制备完成后，加水对晶种进行稀释，然后调整体系的pH值，加热，再以空气为氧化剂进行氧化，氧化过程以并流方式同步加入硫酸亚铁溶液和氨水，当反应体系的色光接近目标产品色光时，停止反应，经过滤、洗涤、干燥、包装制得氧化铁红工业颜料。

过滤过程所产生的氧化铁红母液主要成份为硫酸铵，将母液送母液综合利用系统，经处理收得氨水，氨水返回氧化工序循环使用，分解铵后所得铵解残液不含有害物质，返回配料及洗涤工序循环使用。

新工艺还解决了在复杂工况条件下生产氧化铁红、氧化铁黄和氧化铁黑的工艺难题，原料适应范围广，产品质量稳定，而且能够生产出多种铁系（铁红、铁黄、铁黑）工业颜料产品。

本工艺由南阳东方应用化工研究所开发，并成功实现产业化。南阳东方应用化工研究所可以提供以下技术服务：

①技术服务方式

技术转让。对优质投资商，我方可考虑以部分技术使用权入股。

②技术服务范围

负责工艺方案的优化、工艺流程设计、标准设备配套设计、非标设备制作设计、设备平面布置设计、设备安装设计、管网仪表安装设计、设备安装指导、设备调试、生产调试、生产工程师、工艺工程师培训、分析工培训、主操工培训。负责项目建议书、可行性研究报告、工艺操作规程、原料与产品分析方法、中间控制分析方法的编制。组织和主持建设项目的设备调试和试车工作，确保收率、质量、环保三达标。根据建设方需要，可承揽交钥匙工程。项目建成投产后，在技术转让合同约定的技术和产品范围内，提供为期

2-5年的免费后续技术服务，从技术角度确保建设项目的正常运行。

（6）碱式碳酸铁盐焙烧法

首先溶解硫酸亚铁，配置硫酸亚铁溶液，然后进行还原、净化制得纯净的硫酸亚铁溶液。然后再加入碳化氨水并通风氧化，使生成碱式碳酸铁和某种硫酸盐。然后经分离、洗涤、脱水制得碱式碳酸铁滤饼。将碱式碳酸铁滤饼进行热处理，制得高纯度氧化铁红，产物纯度在99%以上。将分离氧化铁红后的母液送综合利用工序，经处理收得氨水和硫酸钙。氨水吸收碱式碳酸铁热处理过程所生成的二氧化碳转化为碳化氨水，用于循环配料，硫酸钙作为副产物出售。工艺过程无“三废”排放。

本工艺由南阳东方应用化工研究所开发，并成功实现产业化。其明显优势在于工艺过程简单，设备投资少，生产过程无污染，产品纯度高，附加值高，经济效益显着。