CN111952061A - 一种碳粉用纳米磁材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳粉用纳米磁材的制备方法，其采用七水硫酸亚铁作为原料，加入液碱对七水硫酸亚铁进行除杂提纯，制成硫酸亚铁饱和溶液，然后通入空气或氧气作为氧化剂充分反应后，制得成品。本发明生产的纳米磁材可用于激光打印机和复印机碳粉的生产，不仅解决了钛白粉厂家副产物硫酸亚铁处理的技术难题,实现废物再利用，而且还降低了碳粉厂家的生产成本，具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电子打印成像技术领域，具体地说涉及一种碳粉用纳米磁材的制备方法。
背景技术
目前碳粉用纳米磁材的生产主要利用镀锌酸洗废液生产，用过量含铁锈的铁反应，消耗游离酸，以含氯化亚铁的滤液为原料进行反应，该工艺方法需要使用危化品盐酸，对生产设备腐蚀严重，并且生产过程会产生酸雾，带来二次污染，危害操作人员安全。
另外还有物理粉碎法生产纳米磁材，缺点是粒径分布不均匀，影响使用。再有国外报道通过3D打印实现球状纳米磁材的生产，但是成本太高，很难产业化。
另外，钛白粉厂每生产1吨钛白粉，大约产生3-4吨七水硫酸亚铁，硫酸亚铁作为钛白粉厂的副产物，如果得不到有效处理不仅会污染环境还会带来环保压力，制约钛白粉厂的产能。
因此，现有技术有待于进一步改进和发展。
发明内容
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种碳粉用纳米磁材的制备方法。
本发明提供如下技术方案：
一种碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，采用七水硫酸亚铁作为原料，加入液碱和絮凝剂对七水硫酸亚铁进行除杂提纯，制成硫酸亚铁饱和溶液，然后通入空气或氧气作为氧化剂充分反应后，制得成品。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，原料七水硫酸亚铁为钛白粉厂副产物。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，所述液碱浓度为30％，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，七水硫酸亚铁中加入液碱搅拌1小时后加入絮凝剂沉降，通过板框压滤机第一次压滤得到滤饼和硫酸亚铁饱和溶液。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，硫酸亚铁饱和溶液在氮气保护下加入硫酸亚铁溶液体积的4％的液碱和0.4％的分散剂，然后通入空气或氧气作为氧化剂。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，硫酸亚铁饱和溶液中通入空气或氧气作为氧化剂，在80-90℃反应3-4小时。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，硫酸亚铁饱和溶液中通入空气或氧气作为氧化剂，直至检测溶液PH值为4，则反应完毕。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，硫酸亚铁饱和溶液然后通入空气或氧气反应完毕后，停止通空气或氧气，通过板框压滤机第二次压滤，得含水量约20-30％的滤饼和滤液，滤饼干燥后送入粉碎机中粉碎，制得成品。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，停止向硫酸亚铁饱和溶液中通空气或氧气后，边搅拌边冷却，并在冷却至60℃后通过板框压滤机过滤。
所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其中，第二次压滤得到的滤饼送入干燥箱在90℃以下干燥4小时，然后送入粉碎机中粉碎。
有益效果
本发明生产的纳米磁材可用于激光打印机和复印机碳粉的生产，不仅解决了钛白粉厂家副产物硫酸亚铁处理的技术难题,实现废物再利用，而且还降低了碳粉厂家的生产成本，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明碳粉用纳米磁材的制备方法中采用的原料为钛白粉厂家副产物七水硫酸亚铁，硫酸亚铁的产生制约了钛白粉厂的产能，而本发明生产1吨纳米磁材，可以消耗6吨七水硫酸亚铁，为硫酸亚铁的再利用提供了很好的思路，同时可以创造较高的效益。
具体实施例中，本发明方法为采用钛白粉厂家副产物七水硫酸亚铁作为原料，依次加入液碱和絮凝剂进行除杂，优选的，常温下加入30％浓度的液碱搅拌1小时，加入絮凝剂沉降，除去硫酸亚铁中的杂质，所述絮凝剂优选聚丙烯酰胺，通过板框压滤机得到滤饼和硫酸亚铁的饱和溶液，滤饼可作为建筑材料，滤液继续下一步反应，优选的，滤液在氮气保护下再加入硫酸亚铁溶液体积的4％的液碱和0.4％的分散剂，然后通入空气或氧气作为氧化剂，在80-90℃反应4小时，检测滤液pH值，看是否反应完毕。反应完毕后，停止通空气或氧气，优选的以检测滤液pH值为4作为反应完毕的标志，之后的优选操作为：反应釜边搅拌边冷却，冷却至60℃左右，通过板框压滤机过滤，得含水量约20-30％的滤饼和滤液，滤饼送入干燥箱在90℃以下干燥4小时，干燥完毕加入粉碎机中粉碎，然后包装即得成品。本发明解决了钛白粉厂家副产物硫酸亚铁处理的技术难题,生产的纳米磁材可用于激光打印机和复印机碳粉的生产，该纳米磁材是激光打印机复印机碳粉主要原材料之一，占比约42％，微观形态为100--300纳米球状四氧化三铁。目前此类材料国内基本靠进口，国产碳粉的生产受制于人，通过本发明方法能够替代进口、实现国产化的同时具有成本低、收益高、应用前景广阔的优势。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (10)
1.一种碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，采用七水硫酸亚铁作为原料，加入液碱和絮凝剂对七水硫酸亚铁进行除杂提纯，制成硫酸亚铁饱和溶液，然后通入空气或氧气作为氧化剂充分反应后，制得成品。
2.根据权利要求1所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，原料七水硫酸亚铁为钛白粉厂副产物。
3.根据权利要求1所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，所述液碱浓度为30％，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，七水硫酸亚铁中加入液碱搅拌1小时后加入絮凝剂沉降，通过板框压滤机第一次压滤得到滤饼和硫酸亚铁饱和溶液。
5.根据权利要求1所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，硫酸亚铁饱和溶液在氮气保护下加入硫酸亚铁溶液体积的4％的液碱和0.4％的分散剂，然后通入空气或氧气作为氧化剂。
6.根据权利要求5所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，硫酸亚铁饱和溶液中通入空气或氧气作为氧化剂，在80-90℃反应3-4小时。
7.根据权利要求5所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，硫酸亚铁饱和溶液中通入空气或氧气作为氧化剂，直至检测溶液PH值为4，则反应完毕。
8.根据权利要求6或7所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，硫酸亚铁饱和溶液然后通入空气或氧气反应完毕后，停止通空气或氧气，通过板框压滤机第二次压滤，得含水量约20-30％的滤饼和滤液，滤饼干燥后送入粉碎机中粉碎，制得成品。
9.根据权利要求8所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，停止向硫酸亚铁饱和溶液中通空气或氧气后，边搅拌边冷却，并在冷却至60℃后通过板框压滤机过滤。
10.根据权利要求8所述的碳粉用纳米磁材的制备方法，其特征在于，第二次压滤得到的滤饼送入干燥箱在90℃以下干燥4小时，然后送入粉碎机中粉碎。
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