DE3004718A1 - Synthetisches, rhomboedrisches magnetit-pigment - Google Patents
Synthetisches, rhomboedrisches magnetit-pigmentInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DR. A. VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER R F. MEYER-ROXLAU
DIPL-ING. (1934-1974) DIPL-CHEM. DIPL-ING.
8000 MÖNCHEN SO LUClLt-GRAHN-STRASSE
TELEFON: (089)47 2947 TELEX: S24624 LEDER D
TELEGR.: LEDERERPATENT
1. Februar 19 P.C. 6111/A
PFIZER INC. 235 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017, USA
Synthetisches, rhomboedrisches Magnetit-Pigment
Die Erfindung bezieht sich auf als Pigment brauchbaren Magnetit, insbesondere auf synthetischen, rhomboedrischen
Magnetit, der als schwarzes Pigment brauchbar ist und auch in Gegenwart von Sauerstoff zu einem roten tf-Eisen(III)oxidpigment
gebrannt werden kann. Dieser Magnetit wird aun verbrauchter
Abbeizflüssigkeit durch Zugabe von Carbonat, vorzugsweise in Form von Kalk oder technischer Soda, hergestellt.
In der Vergangenheit sind zahlreiche Patente auf Verfahren zur Herstellung von Eisenoxid aus Abbeizflüssigkeit erschienen.
Die folgenden US- und ausländischen Patentschriften sind für die derzeitige Technologie repräsentativ: US-PS 1 269 442,
1 824 936, 3 261 665, 3 434 797, 3 617 560, 3 617 562, 3 173, 4 090 888, 4 107 267 und die GB-PS 1 218 601. Alle diese
Patentschriften fordern die Behandlung von verbrauchter Abbeizflüssigkeit mit irgendeiner Form von Base zur Bildung
eines Eisenoxids.
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In den meisten Fällen ist das erzeugte Eisenoxid ein schwarzes Oxid, das als Pigment verwendet werden kann, und in manchen
Fällen wird dieses schwarze Oxid zu einem braunen oder roten Pigment weiter gebrannt.
Erfindungsgemäß wird erstmals aus verbrauchter Abbeizflussigkeit
und Carbonat ein synthetischer, rhomboedrischer Magnetit erzeugt, der hinsichtlich Farbstärke überlegen und hinsichtlieh
der Teilchengröße einzigartig ist, wie dies in den beobachteten großen Oberflächen in Erscheinung tritt. Ferner
kann dieser neue Magnetit in Gegenwart von Sauerstoff zu einem roten Pigment äußerst annehmbarer Farbeigenschaften
und sehr geringer Kosten gebrannt werden. Zur Erfindung gehört ein Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen, rhomboedrischen
Magnetits, wobei a) Eisen(II)chlorid-Lösung mit einer Fe -Konzentration von etwa 0,9 bis 2,4 Mol/l mit einer
stöchiometrischen Menge Carbonationen zusammengebracht, b) die Mischung auf eine Temperatur von etwa 70 bis 900C
erwärmt, c) das Gemisch zur Oxydation des Eisens zu Magnetit mit einem Fe /-Gesamt-Fe und Fe -Verhältnis von etwa
0,25 bis 0,38 belüftet und d) der so gebildete Magnetit gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonat in
Form fein zerteilter Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unter 3,5 μΐη zugeführt wird.
Bevorzugt wird das Verfahren, bei dem Magnetit bei einer Temperatur
von 650 bis 9250C in Gegenwart von Sauerstoff zu α-Eisen(III)oxid gebrannt wird, bei dem die Eisen(II)chlorid-Lösung
verbrauchte Abbeizflussigkeit aus der Stahlerzeugung
aufweist und als Carbonat Calciumcarbonat verwendet wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugter synthetischer, rhomboedrischer
Magnetit.
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Gegenstand der Erfindung ist ebenso ein synthetischer, rhomboedrischer Magnetit mit einer BET-Oberflache über etwa
13 m2/g und einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger
als etwa 0,08 μπι, gemessen in Richtung der Längsachse.
Ein solches Material liegt im Größenbereich von etwa 0,04 bis 0,08 μπι.
Der erfindungsgemäße neue synthetische, rhomboedrisehe Magnetit
ist in folgender Hinsicht beim Vergleich mit herkömmlichem Magnetit und mit derzeit handelsüblichem Magnetit einzigartig:
1) Hohe relative Farbstärke, 2) niedriger Farbstärken-Y-Wert, 3) hohe spezifische Oberfläche und 4) geringe Teilchengröße.
Ein typischer Farbstärken-Y-Wert des erfindungsgemäßen Magnetits
ist gemäß Tabelle 1 15,78. Die Farbstären-Y-Werte handelsüblicher
Konkurrenzmagnetite liegen im Bereich von 17,73 bis 25,05, wie ebenfalls der Tabelle 1 zu entnehmen. Diese
Messung erfolgt unter Anwendung der FMC-II-Farbgleichung und
unter Verwendung eines Diano-Hardy-Spektrophotometers. Die Proben werden durch Mischen von 0,5 g Pigment und 1,5 g Titandioxid
in einem dispergierenden öl auf einem Hoover-Kollergangmischer hergestellt. Dann werden 10g Nitrocelluloselack
(Fuller-Obrien Nr. 813-C-1011) zugesetzt und gut gemischt.
Dann erfolgt auf Morest White Cards ein 0,15 mm (6 mil) Naßziehen, darauf wird trocknen gelassen. Wie auf dem Fachgebiet
bekannt, ist ein niedriger Wert für Y wünschenswert, da dies einen dunkleren Farbton bedeutet, was in diesem Falle
eine größere Schwarzfarbstärke anzeigt.
Die relative Farbstärke ist ein Vergleich des erfindungsgemäßen
neuen Magnetits und des (von Pfizer erhältlichen) handelsüblichen Premium-Magnetits BK-5000, dem ein willkürlicher
relativer Farbstärkenwert von 100 zugeordnet wurde. Die Messung erfolgt unter Anwendung des Applied Color System
"Q-check"-Programms und unter Verwendung eines Diano-Hardy-
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•" 30Q4713
"V
Spektrophotometers. Die Proben werden hergestellt, wie oben
für die Y-Wertmessung beschrieben. Tabelle 1 zeigt, daß
ein typisches Präparat des erfindungsgemäßen Magnetits eine relative Farbstärke von 109,7 hat, während handelsübliche
Konkurrenzprodukte Werte im Bereich von 54,7 bis 100,0 zeigen.
Y-Wert | relative Farb stärke |
|
typisches Präparat erfin dungsgemäßen Magnetits |
15,78 | 109,7 |
Pfizer's BK-5000- Magnetit |
17,73 | 100,0 |
Reichard-Coulston Nr. 724 | 18,93 | 84,9 |
Pfizer's BK-5099- Magnetit |
19,89 | 78,7 |
Bayer's Nr. 306 | 23,49 | 60,9 |
Toda Kogyo KM-340 | 25,05 | 54,7 |
Die mittlere Teilchengröße des erfindungsgemäßen Magnetits
ist erheblich kleiner als die bekannter Magnetite, nämlich der erfindungsgemäße Magnetit ist etwa halb so groß wie
die handelsüblichen synthetischen Magnetite, mit denen er vermutlich auf dem Markt konkurrieren würde. Tabelle·2
zeigt, daß der erfindungsgemäße Magnetit kleiner als etwa 0,08 um in der Länge ist (die Größenmessung erfolgt in Richtung
der Längsachse der Teilchen unter Anwendung der Quantimet-Bildtechnik
(Cambridge Imanco "Quantimet 720, System 20-Bildanalysator" mit einer Tönungstechnik bei Tansmissions-Elektronenmikrographien
bei 35000-facher Vergrößerung)), und daß vergleichbare handelsübliche Magnetite im allgemeinen
im Längenbereich von 0,155 - 0,197 um liegen. Andere handelsübliche
Konkurrenzmagnetite liegen im Längenbereich von 0,13
bis 0,30 um.
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Die Gleichmäßigkeit der Größe des erfindungsgemäßen Magnetits ist der handelsüblicher Produkte überlegen, wie sich aus
Quantimet-Teilchengrößenverteilungsmessungen ergibt.
Quantimet-Teilchengrößenverteilungsmessungen ergibt.
Aufgrund dieser geringen Größe und der engen Teilchengrößenverteilung
(des hohen Maßes an Teilchengrößen-Gleichförmigkeit) zeigt der erfindungsgemäße Magnetit eine einzigartig
hohe spezifische Oberfläche (gemessen nach der BET-Methode), wie Tabelle 2 zeigt. Die BET-Methode ist die Standardmethode auf dem Gebiet, und eine ausführliche Beschreibung findet sich in "Adsorption, Surface Area, and Porosity",
S. J. Gregg und K. S. W. Sing, Academic Press, 1967: Kapitel 2, Tabelle 2 zeigt, daß ein typisches Präparat des erfindungsgemäßen Magnetits eine BET-Oberflache von 18,3 m2/g hat, während Konkurrenzprodukte Werte von etwa 8,6 m2/g haben.
hohe spezifische Oberfläche (gemessen nach der BET-Methode), wie Tabelle 2 zeigt. Die BET-Methode ist die Standardmethode auf dem Gebiet, und eine ausführliche Beschreibung findet sich in "Adsorption, Surface Area, and Porosity",
S. J. Gregg und K. S. W. Sing, Academic Press, 1967: Kapitel 2, Tabelle 2 zeigt, daß ein typisches Präparat des erfindungsgemäßen Magnetits eine BET-Oberflache von 18,3 m2/g hat, während Konkurrenzprodukte Werte von etwa 8,6 m2/g haben.
Teilchengröße (um)
BET-Oberflache | 3 |
(m2/g) | 6 |
18, | 6 |
8, | |
8, | |
typisches Präparat
erfindungsgemäßen
Magnetits 0,077
Pfizer's BK-5000 0,197
Pfizer's BK-5599 0,155
Wie auf dem Fachgebiet bekannt, muß die spezifische Oberfläche um so größer sein, je kleiner die Teilchengröße ist.
Es wurden BET-Oberflachen bis hinauf zu 32,5 m2/g und Teilchengrößen
bis herab zu 0,048 μΐη festgestellt.
Die Gestalt der erfindungsgemäßen Magnetitteilchen wurde
durch Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt. Mit dieser Technik wurde festgestellt, daß die Teilchen rhomboedrisch sind und 60"-Winkel haben.
durch Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt. Mit dieser Technik wurde festgestellt, daß die Teilchen rhomboedrisch sind und 60"-Winkel haben.
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Das erfindungsgemäße neue Material kann aus verbrauchter Abbeizflüssigkeit sowohl der Salzsäure (Eisen(II)Chlorid)
als auch der Schwefelsäure (Eisen(II)sulfat) hergestellt
werden. Typische Abbeizflüssigkeiten haben im allgemeinen eine Fe -Konzentration von 0/9 bis 2,4 Mol/l. Die Abbeizflüssigkeit
kann so, wie sie aus dem Stahlwerk kommt, oder vorneutralisiert oder durch Erhitzen in Gegenwart von
Schrotteisen oder durch Zusatz von Base aufkonzentriert verwendet werden. Zuweilen kann es wünschenswert sein, die
Abbeizflüssigkeit zu verdünnen, um die gewünschte Konzentration
zu erlangen. Wenn neutralisierte Flüssigkeit verwendet wird, ist lediglich eine stöchiometrische Menge Alkali
erforderlich; tatsächlich wird vorzugsweise nicht mehr als diese Menge verwendet, da überschüssiges Carbonat zu einer
Carbonat-Verunreinigung des schwarzen Oxids führt. Wird Abbeizflüssigkeit
verwendet, die nicht vorneutralisiert worden ist, muß genügend zusätzliches Alkali zum Neutralisieren
der freien Säure verwendet werden.
Das verwendete Alkali kann unter Calciumcarbonat, Bariumcarbonat,
Natriumcarbonat oder Strontiumcarbonat gewählt werden. Diese Carbonate können natürliche Produkte sein, oder
es können erzeugte (ausgefällte) sein, solange sie weniger als etwa 3,5 μΐη lang sind. Bevorzugte Alkalimaterialien
sind Kalk mit einer Teilchengröße bis zu etwa 3,5 um und
technische Soda. Allgemein kann das Verfahren wie folgt zusammengefaßt werden:
a) Eine stöchiometrische Menge Carbonat wird zu einer
wässrigen Eisensalzlösung (Abbeizflüssigkeit) unter Rühren gegeben,
b) nach dem Erwärmen des Gemischs auf etwa 80cC wird mit dem
Belüften begonnen,
c) bis zum Ende der Reaktion wird weiter gerührt, belüftet und erwärmt. Das Ende kann entweder durch Titration der
Prozente Fe , verglichen mit der Gesamtmenge an Fe und Fe im Magnetitbrei (Nennwert 33 %) oder durch
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elektroanalytische Techniken, d.h. durch Messen des
Redoxpotentials unter Verwendung eines Elektrometers mit einer Platin-Kombinationselektrode, bestimmt werden;
d) der erhaltene Magnetit wird gewonnen (z.B. durch Filtrieren) , gewaschen und gegebenenfalls getrocknet, worauf
das Produkt' als schwarzes Pigment verwendet oder, im allgemeinen bei Temperaturen über etwa 6500C und unter
etwa 9250C, in Gegenwart von Luft zu einem roten Pigment
gebrannt wird;
e) das rote Pigment kann dann, wenn gewünscht, durch Vermählen
weiter bearbeitet werden.
Einer der Vorteile der Erfindung liegt darin, daß die kostspielige
Salzsäure, die beim Abbeizen von Stahl verwendet wird, regeneriert und in die Abbeizanlage rückgeführt werden
kann. Ist dies beabsichtigt, wird das nach dem Entfernen des schwarzen Pigments verbleibende Filtrat mit H2SO4
zur Regenerierung der HCl angesäuert. Die Reaktion ist dabei folgende:
2 H2O + CaCl2 + H2SO4 + CaSO4* 2 H3O + 2 HCl
Das Abfallprodukt, Gips, kann als Baumaterial oder zum Auffüllen von Landteilen, je nach Wunsch, verwendet werden.
Bei Verfahren, die H-SO. zum Abbeizen von Stahl anwenden,
kann CaCO3 und BaCOo nicht als Alkali verwendet werden,
da unlöslicher Gips (CaSO4*2 H3O) oder BaSO4 zusammen mit
dem Magnetit ausfallen und das schwarze Pigment verunreinigen. In diesem Falle ist Na2CO3 geeignet.
In Fällen, in denen H2SO4~Abbeizflüssigkeit verwendet wird
und Na2CO3 die Base ist, wird das nach der Reaktion von
FeSO4 und Na3CO3 verbleibende lösliche Na3SO4 aus wirtschaftlichen
Gründen gewöhnlich in die Kanalisation entlassen,
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und daher wird im allgemeinen eine Säureregenerierung beim FeSO./Na-CO .,-Schema nicht praktiziert.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt: Zu einer neutralisierten wässrigen Eisen(II)chlorid-Lösung
mit etwa 111 bis 381 g FeCl2A wird eine stöchiometrische
Menge feinteiligen Calciumcarbonats unter mäßigem Rühren des Gemischs gegeben. Die bevorzugte durchschnittliche Teilchengröße
des Calciumcarbonats liegt zwischen etwa 0,6 und 3,5 μπι. Die Temperatur des Eisen (II) chlorids sollte unter
65°C gehalten werden und kann zum Zeitpunkt der Alkalizugabe Raumtemperatur sein. Nach der Zugabe des Calciumcarbonats
wird das Gemisch rasch auf 800C erwärmt, worauf Luft in das
Gemisch eingeführt wird. Vorzugsweise wird die Rührgeschwindigkeit erhöht und die Belüftung bis zum Ende der Reaktion
fortgesetzt. Die Feststoffe werden dann (z.B. durch Filtrieren) abgetrennt, gewaschen und getrocknet. Das getrocknete
Schwarzpigment kann dann zum Endprodukt vermählen werden.
Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung variiert die Fe -Konzentration in der Abbeizflüssigkeit
von 1,4 bis 2,4 Mol/l, und natürlich wird eine stöchiometrische Menge Calciumcarbonat verwendet. Die Calciumcarbonatteilchen
liegen im Größenbereich von 0,68 bis 2,5 μΐη. Die Fällung
erfolgt bei einer Temperatur zwischen 20 und 65°C, und die Oxydation zwischen 75 und 85°C. Wirtschaftliche Überlegungen
diktieren gewöhnlich eine kürzere Oxydationszeit» Die bei der Oxydation aufgewandte Zeit wird durch die Luftströmungsgeschwindigkeit,
das Rühren und die Temperatur bestimmt.
Bei bevorzugten Luftströmungsgeschwindigkeiten (von etwa 14 bis 42 l/min) und bevorzugter Rührgeschwindigkeit (300 bis
600 UpM unter Verwendung einer Turbine mit schräg gestellten Schaufeln) ist die Reaktion gewöhnlich in etwa 230 bis
815 min beendet.
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Soll der Magnetit in ein rotes Pigment umgewandelt werden, wird er in einen Ofen als feuchter Filterkuchen oder als
trockenes Pulver eingebracht und in Gegenwart von Sauerstoff gebrannt. Nach dem Brennen wird das rote Eisenoxid dann
vorzugsweise auf die gewünschte Feinheit vermählen, wobei eine Teilchengröße von etwa 0,1 bis 1,0 μπι üblich ist, gemessen
mit einem Micromeritics 5000 D-Sedigraph.
Die folgenden Beispiele sollen lediglich der weiteren Veranschaulichung
der Erfindung, nicht ihrer Eingrenzung dienen.
45 1 Eisen(II)chlorid-Lösung mit 300 g/l FeCl2 wurden in
einen mit einem Rührer ausgestatteten 91 l-(20 gal)Reaktor
gebracht. Die Lösung wurde unter Rühren auf 650C erwärmt.
Nach Erreichen dieser Temperatur wurde eine stöchiometrische Menge, 10,662 kg, eines gefällten Calciumcarbonats
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1,8 μπι über 10 min zugesetzt. Das Gemisch wurde mit einer Geschwindigkeit
von 28 l/min belüftet und die Rührgeschwindigkeit auf 600 UpM gesteigert. Das Gemisch wurde auf 830C erwärmt und gerührt
und belüftet, wobei die Temperatur zwischen 78 und 830C
gehalten wurde, bis die Reaktion beendet war. Die gesamte Reaktionszeit nach beendeter Alkalizugabe betrug 360 min. Der Brei
wurde filtriert, gewaschen und bei 700C getrocknet. Das angefallene
Produkt hatte eine BET-Oberflache von 25,7"m2/g,
eine relative Farbstärke von 105,9 und eine mittlere (harmonische)
Teilchengröße von 0,052 pm. -
10g des getrockneten Magnetits wurden in einen Behälter aus
rostfreiem Stahl gebracht und dieser in einen Labormuffelofen,
Thermolyne Modell 2000, gebracht, der zuvor auf 816°C gebracht
worden war. Die Probe wurde 30 min erhitzt, worauf sie aus dem Ofen genommen und deagglomeriert wurde. Standard-Absaugungen
wurden hergestellt, wie zuvor für den Magnetit
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beschrieben, und die Probe zeigte eine klare, helle Rotzwischenschattierung.
41,8 1 Eisen(II)chlorid-Lösung mit 171,8 g/l FeCl2 wurden
in einen 91 1 (20 gal)-Reaktor gebracht, der mit einem Rührer ausgestattet war. Unter Rühren bei 300 UpM wurde
die Lösung auf 65°C erwärmt. Dann wurden 19,5 1 eines Breis mit 5,672 kg vermahlenem Kalk einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 1,8 μΐη zugesetzt. Das Gemisch wurde
auf 8O0C erwärmt und bei 78 bis 810C unter Rühren bei 300 UpM
und durch Lüften mit 14 1 Luft/min bis zum Ende der Reaktion
gehalten. Die gesamte Reaktionszeit nach dem Ende des Alkalizusatzes war 444 min. Die Feststoffe wurden durch Filtrieren
gesammelt, dann gewaschen und bei 700C getrocknet. Das erhaltene Produkt hatte eine BET-Oberflache von 22,0 m2/g,
eine relative Farbstärke von 116,1 und eine mittlere (harmonische)
Teilchengröße von 0,066 um.
Eine 10 g-Probe des Magnetits wurde wie in Beispiel 1 beschrieben
gebrannt. In diesem Falle war das Oxid von sattem Rot mit heller Schattierung.
45 1 Eisen(II)sulfat-Lösung mit 257,9 g/l FeSO4 wurden in
einen 91 1 (20 gal)-Reaktor gebracht, der mit einem Rührer ausgestattet war. Die Lösung wurde auf 650C unter Rühren
bei 300 UpM erwärmt, und dann wurden in 22 min 8,106 kg handelsübliches Natriumcarbonat (Na-COo) technischer Qualität
zugesetzt. Das Gemisch wurde auf 8O0C erwärmt, und Luft wurde in das Gemisch mit 14 l/min eingeführt. Das
Gemisch wurde gerührt und belüftet, wobei die Temperatur zwischen 77 und 820C gehalten wurde, bis die Reaktion beendet
war. Die gesamte Reaktionszeit nach dem Ende der Alkalizugabe war 815 min. Die Feststoffe wurden abfiltriert,
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gewaschen und bei 700C getrocknet. Das erhaltene Produkc
hatte eine BET-Oberflache von 15,8 m2/g, eine relative
Farbstärke von 109,6 und eine mittlere (harmonische)
Teilchengröße von 0,078 um.
45 1 (nicht neutralisierter) Eisen (II) chlond-Lösur.g (pH
0,5) mit 250 g/l FeCl2 wurden in einen 91 1 (20 gaD-Psaktor
gebracht, der mit einem Rührer ausgestattet war. Zum
Neutralisieren der freien Salzsäure wurden 1,172kg vermanlener
Naturkalk mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2,5 um unter Rühren bei 650C zugesetzt. Das Genisch
wurde auf 800C erwärmt und Luft in das Gemisch mit 42 i/rr.m
eingeführt. Dann wurden in 5 min weitere 8,878 kg des oben erwähnten Kalks zugesetzt. Nach der Alkalizugabe wurde .113
Gemisch gerührt und belüftet, wobei die Temperatur zwischen 79 und 810C gehalten wurde, bis die Reaktion beendet war
(741 min). Die Feststoffe wurden abfiltriert, gewaschen und bei 700C getrocknet. Der erhaltene Magnetit hatte eine BET-Oberf
lache von 20,6, eine relative Farbstärke von 110,1
und eine mittlere (harmonische) Teilchengröße von D,065 μία.
Eine 10 g-Probe des Magnetits wurde wie in Beispiel 1 beschrieben gebrannt. In diesem Falle wurde ein Pigment mit einem
roten Zwischenfarbton erhalten.
Magnetit wurde durch Fällung hergestellt, wie in Beispiel 1
beschrieben. Die verwendete Eisensalzlösung war Eisen (II)-chlorid, und das Alkali war ein gefälltes Calciumcarbonat
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2,2 um. Die
Arbeitsweise wurde 7mal wiederholt, die erhaltenen Aufschlämmungen wurden vereinigt, worauf die Feststoffe abfiltriert,
gewaschen und getrocknet wurden. Die Verfahrens-
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bedingungen sind in der folgenden Tabelle beschrieben:
FeCl0 | Fällungs- | Oxid.- | Oxid.-zeit | Rühren | Luft, Geschw. |
Kbnz. | Temp. | Temp. | |||
(g/i) | (0C) | (0C) | (min) | (UpM) | (l/min) |
280,3 | RT | 80 | 345 | 600 | 28 |
280,3 | RT | 80 | 300 | 600 | 28 |
234,6 | RT | 80 | 232 | 600 | 28 |
234, C) | RT | 80 | 249 | 600 | 28 |
243,8 | RT | 80 | 244 | 600 | 28 |
243,8 | RT | 80 | . 269 | 600 | 28 |
244,8 | RT | 80 | 619 | 600 | 28 |
RT = Raumtemperatur
Das vereinte Produkt hatte, eine relative Farbstärke von
109,6, eine spezifische Oberfläche von 18,3 m2/g und eine
mittlere (harmonische) Teilchengröße von 0,071 μπι.
45 1 Eisen(II)chlorid-Lösung mit 229 g/l FeCl2 wurden in
einen 91 1 (20 gal)-Reaktor gebracht, der mit einem Rührer ausgestattet war. Unter Rühren bei 300 UpM wurde die .Lösung
auf 65°C erwärmt, über 4 min wurden 10,639 kg gefälltes
Calciumcarbonat mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,68 μΐη zugesetzt. Das Gemisch wurde auf 800C erwärmt,
und Luft wurde in das Gemisch eingeleitet. Das Gemisch wurde bei 800C unter Rühren und Belüften gehalten, bis die Reaktion
beendet war. Die Rührgeschwindigkeit betrug 600 UpM und die Lufteinleitungsgeschwindigkeit 28 1/min. Die gesamte
Reaktionszeit war 264 min. Die Feststoffe wurden ab-
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filtriert, gewaschen und bei 700C getrocknet. Das erhaltene
Magnetitprodukt hatte eine BET-^Oberflache von 31,5 m2/g,
eine relative Farbstärke von 134,6 und eine mittlere (harmonische)
Teilchengröße von 0,048 μΐη.
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Claims (6)
1. Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen, rhomboedrischen
Magnetits, wobei a) Eisen(II)chlorid-Lösung mit einer Fe -Konzentration von ca.0,9 bis 2,4 Mol/l mit einer
stochiometrischen Menge Carbonationen zusammengebracht, b) das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 70 bis 9 00C
erwärmt, c) das Gemisch zur Oxydation des Eisens zu Magnetit mit einem Fe /Gesamt-Fe + Fe -Verhältnis
von etwa 0,25 bis 0,38 belüftet und d) der so gebildete Magnetit gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
Carbonat in Form fein zerteilter Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 3,5 μΐη zugeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetit bei einer Temperatur von 650 bis 925°C
in Gegenwart von Sauerstoff zu α-Eisen(III)oxid gebrannt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verbrauchte Abbeizflüssigkeit aus der Stahlerzeugung
enthaltende Eisen(II)chlorid-Lösung verwendet wird.
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3QQ4718
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Carbonat Calciumcarbonat verwendet wird.
5. Synthetischer/ rhomboedrischer Magnetit/ hergestellt nach
dem Verfahren gemäß Anspruch 1.
6. Synthetischer, rhomboedrischer Magnetit mit einer BET-Oberflache
über etwa 13 m2/g und einer durchschnittlichen
Teilchengröße von weniger als etwa 0,08 μΐη, gemessen
in Längsachsenrichtung.
030033/0788
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