DE3026686A1

DE3026686A1 - Verfahren zur herstellung von synthetischem eisenoxidgelb

Info

Publication number: DE3026686A1
Application number: DE19803026686
Authority: DE
Inventors: Roland 5060 Bensberg Bauer
Original assignee: BASF Farben und Fasern AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1982-02-11
Also published as: DE3026686C2

Description

Verfahren zur Herstellung
von synthetischem Eisenoxidgelb Die Herstellung von handelsüblichen deckenden Eisenoxiden ist bekannt und erfolgt meist nach dem sogenannten Keimverfahren mit Eisenschrott. Eierbei wird Eisenschrott mittels der im Keimprozeß freiwerdenden Säure kontinuierlich zur Lösung gebracht. Gleichzeitig werden die vorliegenden Eisenhydroxidkeime oxidiert und in die gewünschten Eisenoxide übergeführt.
Dieses Verfahren besitzt vor allem zwei Nachteile: So sind nach diesem Verfahren hergestellte Produkte durch die Verwendung von verunreinigtem Eisenschrott meist selbst mit einer Vielzahl von Verunreinigungen behaftet Aber auch die langsame Auflösung des Eisenschrotts bedingt hohe Energiekosten, da während der Lösung und des Keimprozesses Wärmeenergie bzw. Druckluft zugeführt werden muß. Andere Verfahren , die ohne Durchführung eines Keimprczasses und dafür mit einer Fällung aus Eisen-II-Salz und Alkali rd anschließender Oxidation arbeiten, führen zu vergleichsweise schlecht dispergierbaren, harten Produkten, die auch bezüglich ihrer teckkraft nicht befriedigen und für wichtige Anwendungsbereiche, wie z. B. die Färbung von Lebensmitteln, Pharmazeutika und den Kosmetikbereich infolgedessen nicht eingesetzt werden können.
Gegenstand de erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von synthetischem Eisenoxidgelb von hoher Reinheit und Farbstärke, das die Nachteile der vorgenannten Verfahren bzw. Produkte nicht aufweist.
Es wurde nämlich gefunden, daß man Eisenoxide von hoher Reinheit und Farbstärke synthetisch herstellen kann durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Eisen-II-Hydroxid, hergestellt durch Fällen einer Eisen-II-Salzlösung, mittels einer wässrigen Alkalilösung im Mol-Verhältnis von 4 : 1 bis 7 : 1 bei Raumtemperatur belüftet, danach bei ca. 750C ohge weitere Luftzufuhr erhitzt wird, bis eine rhombische Kristaliform erreicht ist und danach unter Halten einer Temperatur von70 bis 800C durch erneute Belüftung und weitere Alkalizugabe bis zu einer Eisen-II-Salz-Endkonzentration von 20 - 40 g/Liter auf einen pH-Wert von 2 bis 3,5 gestellt wird.
Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß eine vorgereinigte Eisen-II-Salzlösung verwendet wird. Solche Lösungen lassen sich z. B. durch Ausfällung der Verunreinigungen gemäß Methoden, die z. B. aus der analytischen Chemie bekannt sind, herstellen.
Die innerhalb des Verfahrens erzeugten Keimkristalle zeigen gegenüber anderen Verfahren ein vergleichsweise rasches Längenwachstum, wodurch eine Beschleunigung des Herstellungsprozesses erreicht wird und die gnergiebilanz der Synthese günstig beeinflußt wird.
Auch die Tatsache, daß im Gegensatz zu anderen Verfahren keine kolloidale Keimsuspension, sondern Keimkristalle entstehen, scheint nach bisherigen Erkenntnissen dafür verantwortlich zu sein, daß die entstehenden Produkte eine hohe Reinheit und einen hohen koloristischen Wert besitzen.
Beispiele Beispiel 1 Zu einer Eisensulfat-II-Salzlösung von 2000 ml mit einer Konzentration von 300 g/l, einem pH-Wert von 2,0 und einer Temperatur von 150C werden unter kräftigem Rühren 43 g Soda, die in 250 ml Wasser bei 150C gelöst wurden, zugegeben. Die Fällung von Hydroxid (Sodalösung zur wisensulfatlösung) wird in 5 bis 10 Minuten beendet. Das Fällcefäß ist mit einem Rührwerk, einem Belüftungsrohr, einer elektrischen Heizungmit Temperaturregler, einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindosieren von Sodalösung und einer pH-Meßanlage ausgerüstet. Nach der Fällung wird bei Raumtemperatur mit Druckluft über 20 bs 24 Stunden so lange oxidiert, bis alles ausgefällte Eisen-Carbonat in Eisen-III-Oxidhydrat umgewandelt ist. Man erhält am Ende dieser Oxidationsstufe eine Keimmasse von ca. 36 g bei einem pH-Wert von 3,2. Danach wird die Keimmasse auf 750C erhitzt, 3 Stunden auf 750C gehalten und anschließend belüftet. Der danach erfolgende Sodazulauf in Form einer 15 %igen wässrigen Lösung wird so geregelt, daß bei gleichbleibender Belüftung und gleichbleibende Temperatur der pH-Wert zwischen 2,3 und 2,7 gehalten wir. Nzc etwa 36 Stunden Belüftung erhält man ca. 160 g hellgelbes Eisenoxid bei einer Eisensulfat-Endkonzentration von ca. 20 g/l Die Eiseno=dgeLb-Suspension wird in üblicher Weise filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen oder nach dem Trocknen bei geeigneten Temperaturen zu Eisenoxidrot gebrannt und dann gemahlen.
Die so hrgestellten deckenden Eisenoxidpigmente Gelb bzw. Rot zeichnen sich durch gute Dispergierbarkeit, gute Farbstärke und gute Brillanz mit einem sehr reinen Farbton aus.
Beispiel 2 1350 g Eisensulfat werden in 4000 ml Wasser bei 15°C gelöst und auf pH 2,0 eingestellt. Das Reaktionsgefäß ist mit einem Rührwerk, einem Belüftungsrohr mit 4 Luftdüsen, einer elektrischen Heizung mit Temperaturregler, einer Vorrichtuny zum kontinuierlichen Eindosieren von Natriumhydroxidlösung und einer pH-£Meßanlage aus rüstet. Innerhalb ,on 10 Minuten werden zu der Eisensulfatlösung 68 g Natriumhydroxid in Form einer 15%igen wässrigen Lösung gegeben. Während der Fällung muß eine kräftige Rührung gewährl@istet sein.
Nach der Fällun wird bei Raumtemperatur mit Druckluft über 18 bis 20 Stunden so lange oxidiert, bis alles ausgefällte Eisen-II-EJydroxid in Eisen-III-Oxidhydrat umgewandelt ist. Man erhält am Eide dieser Oxidationsstufe eine Keimmasse von ca. 75 g bei einen pH-Wert von 3,0 bis 3,2. Nach Aufheizen der Keimmasse auf 80°C und Halten der Temperatur über 4 Stunden wird mit der Belüftung und dem Zulauf v@@ Natriumhydroxidlösung begonnen. Der Zulauf einer 15%igen wässrigen NaoH-Lösung wird so gesteuert, daß bei gleichbleibender Belüftung und gLeichbleibender Temperatur der pH-Wert zwischen 2,3 @nd 2,7,vorzugsweise 2,5, gehalten wird. Nach 28 Stunden Belüftung erhält man ca. 370 g hellgelbes Eisenoxid bei ca.
25 g/l Eisensulfat-Endkonzentration.
Die Aufarbeitung der Eisenoxidgelb-Suspension erfolgt wie in Beispiel 1.
Bei@p Man verfährt wie in Beispiel 1 und 2, verwendet jedoch für die Herstellung der Eisensulfatlösung ein vergereinigtes Produkt, wi es z. B. aus Eisensulfatlösung durch fraktionierte Fällung der Verunreinigung in bekannter Weise gewonnen werden kann.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Eisenoxidgelb von hoher Reinheit, Farbstärke und Dispergierbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen-II-Hydroxid, hergestellt durch Fällen einer Eisen-Il-Salzlösung, mittels einer wässrigen Alkalilösung im Mol-Verhältnis von 4 : 1 bis 7 : 1 bei Raumtemperatur belüftet, danach bei ca. 750C ohne weitere Luftzufuhr erhitzt wird, bis eine rhombische Kristallform erreicht ist und danach unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 70 bis 800C durch erneute Belüftung und weitere Alkalizugabe bis zu einer Eisen-II-Salz-Endkonzentration von 20 - 40 gitter auf einen pH-Wert von 2 bis 3,5 gestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf bekann=æn Wege hergestellte vorgereinigte Eisen-II-Salzlösung verwendet wird.