JPS5951499B2 - Goethite manufacturing method - Google Patents
Goethite manufacturing methodInfo
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- JPS5951499B2 JPS5951499B2 JP56004673A JP467381A JPS5951499B2 JP S5951499 B2 JPS5951499 B2 JP S5951499B2 JP 56004673 A JP56004673 A JP 56004673A JP 467381 A JP467381 A JP 467381A JP S5951499 B2 JPS5951499 B2 JP S5951499B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、硫酸第1鉄水溶液を原料として、湿式方法で
ゲータイト (Fe。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention produces goethite (Fe) by a wet method using an aqueous ferrous sulfate solution as a raw material.
O、・ H。O)を製造する方法に関する。ゲータイト
は、それ自体無機黄色顔料として用いられるとともに顔
料用弁柄(Fe。O,・H. O). Goethite itself is used as an inorganic yellow pigment and also used as a pigment (Fe).
O0)の原料、磁性材料用酸化鉄(Fe。O、およびγ
・ Fe。O、)の原料、更には磁気保持力の高い純鉄
粉の原料として用いられる。以前顔料用弁柄は、硫酸第
1鉄の7水温
(FeSO、・ 7H。raw materials for magnetic materials, iron oxide (Fe.O, and γ)
・Fe. It is also used as a raw material for pure iron powder with high magnetic coercivity. Previously, Bengara for pigments was made using ferrous sulfate at 7 water temperatures (FeSO, 7H).
O)を焼結して製造されてきた。しかしこの方法は、焼
結にともない亜硫酸ガスが発生し公害があるため現在で
は次第にゲータイトを原料として使用し、これを焙結す
ることにより弁I柄を得る方法が採用されつつある。ま
た磁性材料用酸化鉄は、ゲータイトを脱水、還元してF
e、O。(磁性体)をつくり、さらにFe。O。を低温
酸化して、マグヘマイト化して得られる。また磁気保持
力の高い純鉄粉は、アルカリサイドで酸化して得られる
ゲータイトを還元することにより得られる。このような
各種の用途に用いられるゲータイトは、例えば次のよう
にして製造されている。It has been manufactured by sintering O). However, since this method causes pollution due to the generation of sulfur dioxide gas during sintering, a method is gradually being adopted in which goethite is used as a raw material and the valve I pattern is obtained by roasting it. In addition, iron oxide for magnetic materials is produced by dehydrating and reducing goethite.
e, O. (magnetic material) and further Fe. O. It is obtained by oxidizing at low temperature to form maghemite. Further, pure iron powder with high magnetic coercivity can be obtained by reducing goethite obtained by oxidation with an alkali side. Goethite used for such various purposes is manufactured, for example, in the following manner.
硫酸第1鉄の水溶液にあらかじめ一定量の苛性ソーダ’
あるいはアンモニアを添加して生じたFe(OH)Oを
酸化してゲータイトの種晶を生成せしめ引き続き空気ま
たは酸素を導入して酸化つづけ、かつ溶液の惧値を4〜
5に保持すべくアルカリ類を滴加し、液温を60〜70
℃に保持した状態で空気の類・を導入して酸化を継続し
てゲータイトを生成する。このゲータイトは、既存の種
晶(微細な針状晶)が針状晶に成長したものである。こ
の方法における反応は下式の通りであり、2モルの硫酸
鉄の酸化に2分の1モルの酸素を必要とする。l2Fe
SO4+1/202+4NH4OH二2FeOOH+
2(NH。)。SO、+H。Oしかしこの方法は、酸素
の溶解度の低い温度域で反応をおこなうため、反応効率
が低く、処理時間がかかる欠点がある。Add a certain amount of caustic soda to an aqueous solution of ferrous sulfate in advance.
Alternatively, Fe(OH)O produced by adding ammonia is oxidized to generate goethite seed crystals, and air or oxygen is then introduced to continue oxidation, and the solution value is 4 to 4.
Add alkali dropwise to maintain the liquid temperature at 60 to 70.
While maintaining the temperature at °C, air is introduced to continue oxidation to produce goethite. This goethite is obtained by growing existing seed crystals (fine needle-like crystals) into needle-like crystals. The reaction in this method is as shown in the formula below, and 1/2 mole of oxygen is required to oxidize 2 moles of iron sulfate. l2Fe
SO4+1/202+4NH4OH22FeOOH+
2 (NH.). SO, +H. However, this method has the disadvantage that the reaction efficiency is low and the processing time is long because the reaction is carried out in a temperature range where the solubility of oxygen is low.
すなわち常圧下における・酸素の水中への溶解度(1気
圧の酸素が水の1cm3中に溶解する容積cm3)は、
0℃で0.049、40℃で0.023、60℃で0.
019であり、60℃ではo℃の場合に比較して2.6
分のlに低下する。しかも空気を吹込む場合、酸素分圧
は5分の1になるためその溶解量が減少し反応、効率は
更に低下する。従つてこの方法では、加圧下での空気の
導入による酸素溶解量の増大あるいは空気の微細泡化に
jよる気液接触面積の増大などにより反応効率を高める
工夫が必要である。加圧下で反応をおこなう方法では、
常圧「で反応させる場合の数10分の1程度の短い時間
で酸化反応をおこなわせることができ、また液温を常温
から200℃近くまでの温度1に設定でき、その許容幅
があるなどの利点がある。しかし加圧下で反応させるた
めに装置が複雑になり操作が煩雑となる。また空気を微
細泡化する方法として、耐酸性金属のパイプに通気孔を
多数穿つたもの、あるいはl通気孔を有する撤気盤など
を用いる方法があるが、生成物が次第に通気孔を塞ぐ問
題があつた。That is, the solubility of oxygen in water under normal pressure (volume cm3 in which oxygen at 1 atm dissolves in 1 cm3 of water) is:
0.049 at 0°C, 0.023 at 40°C, 0.0 at 60°C.
019, and at 60°C it is 2.6 compared to 0°C.
decreases by a factor of 1. Moreover, when air is blown into the reactor, the partial pressure of oxygen becomes one-fifth, so the amount of dissolved oxygen is reduced, and the reaction efficiency is further reduced. Therefore, in this method, it is necessary to improve the reaction efficiency by increasing the amount of dissolved oxygen by introducing air under pressure or by increasing the gas-liquid contact area by making the air into fine bubbles. In the method of carrying out the reaction under pressure,
The oxidation reaction can be carried out in a few tenths of the time required for reaction at normal pressure, and the liquid temperature can be set from room temperature to nearly 200°C, and there is a permissible range. However, since the reaction is carried out under pressure, the equipment becomes complicated and the operation becomes complicated.Additionally, as a method of making air into microbubbles, an acid-resistant metal pipe with many ventilation holes or l There is a method using a ventilation plate with ventilation holes, but there is a problem that the product gradually blocks the ventilation holes.
また化繊の発達による耐熱性、耐酸性の織布を用いて空
気を微細泡化する方法がある。この方法によれば反応初
期には、微細な気泡が広い面積から2発生して有効であ
るが、反応の進行にともなつて網の目が付着物の沈着で
つまり、この結果空気抵抗がたかまり、気泡の発生にム
ラが生じる欠点がある。また織目は、一見均一にできて
いると考えられるが実際には織目の大きさは場所により
多少.の差があり、このため気泡は抵抗の少い場所に集
まり、かつ布を出た気泡は集合して大きな気泡となる。
更にゲータイトは、無拭黄色顔料として、また顔料用弁
柄の原料あるいは磁性材料用酸化鉄の原料として用いる
場合、ゲータイトの結晶が微細かつ均一なサイズである
ことが要求される。There is also a method of turning air into microbubbles using heat-resistant and acid-resistant woven fabrics made possible by the development of synthetic fibers. This method is effective in the early stage of the reaction, as fine bubbles are generated from a wide area, but as the reaction progresses, the mesh becomes clogged with deposits, resulting in high air resistance. Therefore, there is a drawback that the generation of bubbles is uneven. Also, although the weave appears to be uniform at first glance, in reality the size of the weave varies depending on the location. Because of this, the air bubbles gather in areas with less resistance, and the air bubbles that exit the cloth gather to form large air bubbles.
Furthermore, when goethite is used as a non-wiping yellow pigment, as a raw material for red pigments, or as a raw material for iron oxide for magnetic materials, it is required that the goethite crystals be fine and uniform in size.
例えば無拭黄色顔料としてのゲータイトは、その色相を
鮮明にするすなわち所謂’゛くすみ’’をなくするには
、ゲータイトの粒度を均一にする必要がある。ゲータイ
トの粒度を均一にするためには、空気を微細な気泡とす
るとともに均一に分散させて気液接触を良好におこなわ
せる必要がある。このことを図つた気液接触装置として
、第1図に示すものがある (特公昭43−13121
号)。For example, goethite, which is used as a non-wipeable yellow pigment, needs to have a uniform particle size in order to make its hue clear, that is, to eliminate so-called ``dullness''. In order to make the particle size of goethite uniform, it is necessary to form air into fine bubbles and uniformly disperse the air to achieve good gas-liquid contact. There is a gas-liquid contact device designed to achieve this purpose, as shown in Figure 1.
issue).
この装置は、槽1内に回転筒体2を設けるとともに回転
筒体2内に空気吹込管3を設けたもので、上記回転筒体
2を軸4で回転させるとともに空気吹込管3から空気を
矢印の如く吹込み、もつて微細気泡化及び均一な分散を
図つたものである。しかし硫酸第1鉄水溶液をアルカリ
存在下で酸素と気液接触させると、水酸化第1鉄及びゲ
ータイトが生成して粘稠度が増加する。This device has a rotary cylinder 2 in a tank 1 and an air blowing pipe 3 inside the rotary cylinder 2. The rotary cylinder 2 is rotated about a shaft 4 and air is supplied from the air blowing pipe 3. Blow in as shown by the arrow to achieve fine bubble formation and uniform dispersion. However, when a ferrous sulfate aqueous solution is brought into gas-liquid contact with oxygen in the presence of an alkali, ferrous hydroxide and goethite are produced and the viscosity increases.
このため第1図に示す気液接触装置では空気の微細気泡
化及び均一な分散をおこなうことが困難である。この結
果、微細でかつ均一なゲータイトを得がたく、例えば無
拭黄色顔料としてのゲータイトは、その色相が’’くす
み’’がちであつた。すなわち硫酸第1鉄を原料として
ゲータイトが生成される過程は、あらかじめ生成あるい
は添加した種晶が、第1鉄塩の酸化にともなつて成長し
、ゲータイトの針状結晶の長さ方向および巾方向の成長
がすすみ、その成長度合によつてゲータイトの特性が決
定されることになる。Therefore, in the gas-liquid contact device shown in FIG. 1, it is difficult to form fine bubbles of air and uniformly disperse the air. As a result, it is difficult to obtain fine and uniform goethite, and for example, goethite used as a no-wipe yellow pigment tends to have a ``dull'' hue. In other words, the process in which goethite is produced using ferrous sulfate as a raw material is that seed crystals that have been generated or added in advance grow as the ferrous salt oxidizes, and the acicular crystals of goethite grow in the length and width directions. The growth of goethite progresses, and the characteristics of goethite are determined by the degree of growth.
しかしこの反応の過程で水酸化第1鉄とゲータイトが生
成されると、これらを含有するスラリーの粘稠度が増加
し、攪拌が困難になる。However, when ferrous hydroxide and goethite are produced in the course of this reaction, the viscosity of the slurry containing them increases, making stirring difficult.
このため、このスラリー中に空気が均一に供給されるこ
とが妨害され、かつ空気泡はこのスラリー中を上昇する
につれて圧力が低下するとともに気泡同志の結合で大き
くなる。この結果気液の接触が不良となり、スラリー中
の酸化反応が不均一となり、結晶サイズの不均一が生じ
る。更に従来方法では、上述した製造技術上の問題にと
どまらず、原料の問題もある。This prevents air from being uniformly supplied into the slurry, and as the air bubbles rise through the slurry, the pressure decreases and the air bubbles become larger due to their bonding. As a result, the gas-liquid contact becomes poor, the oxidation reaction in the slurry becomes non-uniform, and the crystal size becomes non-uniform. Furthermore, in the conventional method, there are problems not only in the manufacturing technology described above but also in raw materials.
すなわち従来方法の原料である硫酸鉄は、主として熱延
鋼板を連続酸洗して生じた大量の硫酸ピツクリング廃液
から得ていた。しかし近年連続酸洗は、ほとんど塩酸ピ
ツクリンダに転換している。この塩酸ピツクリング廃液
から得られる塩化第1鉄は、ゲータイトの製造には結晶
形および色相の点で適しておらず、このため、この塩化
鉄溶液に硫酸を添加して加熱処理し、塩酸分を除去回収
して硫酸鉄をうることができる。しかしこの場合設備費
が大きく、原料コストが高くなる欠点がある。本発明は
、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは、反応効率が高く、かつ得られるゲータイトの結
晶が微細かつ均一であリ、また使用原料として純度が高
く安価なものを使用できるゲータイトの製造方法を得ん
とするものである。That is, iron sulfate, which is a raw material in the conventional method, was obtained mainly from a large amount of sulfuric acid pickling waste generated by continuous pickling of hot rolled steel sheets. However, in recent years, continuous pickling has mostly been replaced by hydrochloric acid picklinda. The ferrous chloride obtained from this hydrochloric acid pickling waste liquid is not suitable for the production of goethite in terms of crystal form and hue. Therefore, sulfuric acid is added to this iron chloride solution and heat treated to remove the hydrochloric acid content. Iron sulfate can be obtained by removal and recovery. However, in this case, there are disadvantages of high equipment costs and high raw material costs. The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to have high reaction efficiency, fine and uniform goethite crystals obtained, and high purity and inexpensive raw materials. The purpose is to obtain a method for manufacturing goethite that can be used.
すなわち本発明は、円板状回転基体と、該基体の下面内
側に設けた複数の垂直棒状攪拌体と、該攪拌体によつて
かこまれる空間内に下方向から上向きに空気を流入する
気体流入管をそれぞれ設けた気液接触装置を具備し、該
気液接触装置に硫酸第1鉄水溶液とゲータイトの種晶を
共存せしめた溶液を入れた状態で上記回転基体を回転す
るとともに気体流入管から酸素ガス又は該ガスを含むガ
スを吹込んでゲータイトの種晶を成長せしめることを特
徴とするゲータイトの製造方法である。That is, the present invention includes a disc-shaped rotating base, a plurality of vertical rod-shaped agitators provided on the inside of the lower surface of the base, and a gas inflow system that causes air to flow upward from below into the space surrounded by the agitators. A gas-liquid contact device is provided with a tube, and while a solution containing a ferrous sulfate aqueous solution and goethite seed crystals is placed in the gas-liquid contact device, the rotating base is rotated and gas is injected from the gas inflow tube. This is a goethite production method characterized by growing goethite seed crystals by blowing oxygen gas or a gas containing the gas.
また本発明の実施の態様は、硫酸第1鉄水溶液を得るに
際し、転炉0Gダストを硫酸溶液で加熱分解して硫酸第
1鉄を晶出させ、晶出した硫酸第1鉄を分離した後溶解
せしめて硫酸第1鉄溶液を調製して原料液とすることを
特徴とするものである。以下本発明を図面を参照して説
明する。Further, in an embodiment of the present invention, when obtaining an aqueous ferrous sulfate solution, converter 0G dust is thermally decomposed with a sulfuric acid solution to crystallize ferrous sulfate, and the crystallized ferrous sulfate is separated. This method is characterized in that it is dissolved to prepare a ferrous sulfate solution and used as a raw material liquid. The present invention will be explained below with reference to the drawings.
本発明方法は、硫酸第1鉄水溶液とゲータイトの種晶を
共存せしめた溶液を第2図〜第4図に示す如き気液接触
装置で攪拌しながら気液接触させ、ゲータイトを得る方
法である。The method of the present invention is a method for obtaining goethite by bringing a solution containing a ferrous sulfate aqueous solution and goethite seed crystals into gas-liquid contact while stirring in a gas-liquid contacting device as shown in FIGS. 2 to 4. .
この方法において原料である硫酸第1鉄水溶液を得るの
に、転炉0Gダストを用いる方法を開発した。In this method, we developed a method that uses converter 0G dust to obtain the ferrous sulfate aqueous solution that is the raw material.
転炉0Gダストは、転炉で精練中COガスを回収すると
きに集塵器でえられるダストで、その組成は、第1表に
例示するように金属鉄とFeOが主成分であり、硫酸に
溶解し難いFe2O3の含量は少ない。従つて事前に還
元処理を必要としないものである。なおミルスケールあ
るいは塩酸ピツクリング廃液から得られたものは、第1
表に併記するようにFe2O3を多く含み硫酸第1鉄水
溶液の原料として用いるには事前の還元処理を必要とす
る。この0Gダスト中には、鋼中のMnのほか、スラグ
の飛散で混入したと思われるSi,Al,CO,Mgな
どの不純物を含有するため、これらの不純物を除去精製
することが必要である。Converter 0G dust is dust obtained in a precipitator when recovering CO gas during scouring in a converter. Its composition is mainly composed of metallic iron and FeO, as illustrated in Table 1, and sulfuric acid. The content of Fe2O3, which is difficult to dissolve in iron, is small. Therefore, it does not require any reduction treatment in advance. In addition, those obtained from mill scale or hydrochloric acid pickling waste liquid are
As shown in the table, it contains a large amount of Fe2O3 and requires a prior reduction treatment to be used as a raw material for an aqueous ferrous sulfate solution. In addition to Mn in the steel, this 0G dust contains impurities such as Si, Al, CO, and Mg that are thought to have been mixed in by the scattering of slag, so it is necessary to purify and remove these impurities. .
まず第5図のフローシートに示すように、0G.ダスト
11を硫酸溶液12で70〜90℃程度に加熱分解する
。First, as shown in the flow sheet of FIG. The dust 11 is thermally decomposed with a sulfuric acid solution 12 at a temperature of about 70 to 90°C.
この加熱分解により0Gダスト11中に含まれている酸
化第2鉄は混在する金属鉄が溶解するときに発生する水
素で還元され、硫酸第1鉄となつて溶解する。硫酸第1
鉄の溶解度は、第.6図に示すように変化する(Bla
stFumaceandSteelPlantSept
l957)。図中a1は硫酸濃度0%、A2は5%、A
3は10%、A4は20%、A5は30%、A6は40
%、A7は50%をそれぞれ示し、又図中破線の右側で
は、硫酸第1鉄の1水塩(FeSO4・H2O)が、又
左側ではその7水塩(FeSO4・7H20)が生じる
。従つて第6図に示す硫酸第1鉄の溶解度曲線にもとず
き、溶解度の硫酸濃度を20%以上に保つことによつて
硫酸鉄をl水塩(FeSO4・H2O)として析出させ
る。As a result of this thermal decomposition, the ferric oxide contained in the 0G dust 11 is reduced by the hydrogen generated when the mixed metal iron is dissolved, and is dissolved as ferrous sulfate. Sulfuric acid No. 1
The solubility of iron is Changes as shown in Figure 6 (Bla
stFumaceandSteelPlantSept
1957). In the figure, a1 is 0% sulfuric acid concentration, A2 is 5%, A
3 is 10%, A4 is 20%, A5 is 30%, A6 is 40%
% and A7 indicate 50%, and on the right side of the broken line in the figure, ferrous sulfate monohydrate (FeSO4.H2O) is produced, and on the left side, its heptahydrate (FeSO4.7H20) is produced. Therefore, based on the solubility curve of ferrous sulfate shown in FIG. 6, by keeping the solubility sulfuric acid concentration at 20% or more, iron sulfate is precipitated as a hydrated salt (FeSO4.H2O).
次いで硫酸第1鉄の1水塩13を洗浄しないまま分離し
て水14に溶解し、不溶解残渣15を淵別除去したもの
を硫酸第1鉄水溶液16として用いる。なお硫酸第1鉄
の1水塩13を分離した上澄液17は、約1/20を棄
却し、濃硫酸を添加して再度硫酸溶液12として循環使
用される。なお約1/20を棄却するのは、不純物の蓄
積を防ぐためである。更に本発明は、このようにして得
られた硫酸第1鉄水溶液にゲータイトの種晶を共存せし
める。Next, the ferrous sulfate monohydrate 13 is separated without washing and dissolved in water 14, and the undissolved residue 15 is filtered off to be used as the ferrous sulfate aqueous solution 16. Approximately 1/20 of the supernatant liquid 17 from which the ferrous sulfate monohydrate 13 has been separated is discarded, concentrated sulfuric acid is added thereto, and the supernatant liquid 17 is recycled as the sulfuric acid solution 12 again. The reason for rejecting about 1/20 is to prevent accumulation of impurities. Furthermore, the present invention allows goethite seed crystals to coexist in the ferrous sulfate aqueous solution thus obtained.
この方法は従米と同様に硫酸第1鉄水溶液にあらかじめ
一定量の苛性ソーダあるいはアンモニアを添加した後酸
化してゲータイトの種晶を生成せしめることによりなさ
れる。本発明方法は、この溶液を攪拌し、気液接触させ
るが、この方法でおこなう気液接触装置は第2図ないし
第4図に示す如きものである。すなわちこの気液接触装
置は、槽21内に円板状回転基体22と、該基体22の
下面内側に設けた複数の垂直棒状攪拌体23と、該攪拌
体23によつてかこまれる空間内に下方向から上向きに
空気を流入する気体流入管24をそれぞれ設けたもので
ある。回転基体22には、中心に回転軸25が設けられ
、気密な軸受26を通じ−て槽21下部のベベルギヤな
どの伝導装置27を介してギヤードモータ28で回転さ
れる。また槽21の下部にはゲータイト排出管29が取
付けられている。槽21の上部には原料流入管30及び
空気排出管31が設けられている。この装置自体ノは、
特公昭53−42472号で公知のものである。本発明
は、この気液接触装置を用いたもので、回転基体22を
高速で回転すると、この回転基体22の回転とこれに伴
つて回転する攪拌体23との相乗効果により、回転基体
22の上下に破線で示すような循環流が生成する。これ
ら2つの循環流は、回転基体22の位置で円周方向すな
わち槽壁方向に流れるとき互いにある程度入りまじるの
で、全体として均質化される。気体流入管24から吹込
まれた空気は、攪拌棒23に囲まれた空間をやや大きい
気泡で上昇し、基体下面で気泡膜を形成し、徐々に周縁
部に移行し、これにともなつてますます薄膜化される。
さらに薄膜化された空気は、基体下面の周縁端において
、液との間で強い剪断力を生じて微小気泡となり、前述
の2つの循環流の流走にともなつて背心的に槽壁にむか
つて噴走する。この結果空気は、液全体に均一に分散し
、また気液接触が激しくおこなわれる基体の位置には空
気が絶えず供給されることとなる。この気液接触により
硫酸第1鉄が下式に示すように酸化されてゲータイトが
生成され、ゲータイトの種晶が成長する。2FeS0。This method is carried out by adding a certain amount of caustic soda or ammonia to a ferrous sulfate aqueous solution in advance, and then oxidizing it to produce goethite seed crystals, similar to the conventional method. In the method of the present invention, this solution is stirred and brought into gas-liquid contact, and the gas-liquid contact apparatus used in this method is as shown in FIGS. 2 to 4. That is, this gas-liquid contact device includes a disc-shaped rotating base 22 in a tank 21, a plurality of vertical rod-shaped agitators 23 provided inside the lower surface of the base 22, and a space surrounded by the agitators 23. Gas inflow pipes 24 are provided for inflowing air from below upwards. A rotating shaft 25 is provided at the center of the rotating base 22, and is rotated by a geared motor 28 through an airtight bearing 26 and a transmission device 27 such as a bevel gear at the bottom of the tank 21. Further, a goethite discharge pipe 29 is attached to the lower part of the tank 21. A raw material inflow pipe 30 and an air discharge pipe 31 are provided at the upper part of the tank 21 . This device itself is
This is known from Japanese Patent Publication No. 53-42472. The present invention uses this gas-liquid contact device, and when the rotating base 22 is rotated at high speed, the synergistic effect of the rotation of the rotating base 22 and the agitator 23 that rotates accordingly causes the rotation of the rotating base 22 to increase. A circulating flow as shown by the broken lines at the top and bottom is generated. These two circulating flows mix with each other to some extent when flowing in the circumferential direction, that is, in the tank wall direction, at the position of the rotating base 22, so that they are homogenized as a whole. The air blown from the gas inflow pipe 24 rises in the space surrounded by the stirring rod 23 as slightly large bubbles, forms a bubble film on the bottom surface of the base, and gradually moves to the periphery. Films are becoming increasingly thin.
Furthermore, the thinned air generates a strong shearing force with the liquid at the peripheral edge of the bottom surface of the substrate, forming microbubbles, and as the two circulation flows mentioned above flow, they are attached to the tank wall in an abcentric manner. Once spouted. As a result, air is uniformly dispersed throughout the liquid, and air is constantly supplied to positions on the substrate where intense gas-liquid contact occurs. Through this gas-liquid contact, ferrous sulfate is oxidized as shown in the formula below to produce goethite, and goethite seed crystals grow. 2FeS0.
+ 1/202+ 4NH,0H= 2Fe00H+
2(NH4)2S04+H2OFeOOHの生成によつ
て溶液がスラリー化し、その量が増大するにつれてスラ
リーの粘稠度が大きくなる。+ 1/202+ 4NH,0H= 2Fe00H+
The formation of 2(NH4)2S04+H2OFeOOH turns the solution into a slurry, and as its amount increases, the consistency of the slurry increases.
しかるにこの気液接触装置は、スラリー化しても2つの
循環流による攪拌は良好におこなわれ、スラリー内の均
一性を保持してゲータイトの結晶核の成長度合を均一と
し、もつて結晶サイズを微細かつ均一とすることができ
る。またこの気液接触装置によれば、供給する空気量あ
るいは回転数を変えることによつて酸化速度を調節でき
るのでゲータイトの結晶核の成長度合すなわち結晶サイ
ズの調整も可能である。なおこの気液接触反応における
温度条件及び田条件は、必要に応じて適宜選択される。
例えば液温については常温あるいは加熱し、坦条件はア
ルカリサイドあるいは酸性サイドでおこなう。なお本発
明は硫酸第1鉄水溶液とゲータイトの種晶を共存せしめ
ているが、この気液接触装置によれば温度条件、坦条件
の設定により、ゲータイトの種晶を共存せしめていなく
ともゲータイトを製造することができる。次に本発明の
実施例につき説明する。実施例 1
硫酸鉄(FeSO,)11%水溶液20旧を室温に保ち
、この溶液中の硫酸鉄に対して約10分の1当量に相当
する4Nアンモニア水(NH。However, with this gas-liquid contact device, even when the slurry is made, the two circulating flows perform good agitation, maintain uniformity within the slurry, uniformize the growth rate of goethite crystal nuclei, and reduce the crystal size to a fine level. And it can be made uniform. Furthermore, according to this gas-liquid contacting device, the oxidation rate can be adjusted by changing the amount of air supplied or the rotational speed, so it is also possible to adjust the growth rate of goethite crystal nuclei, that is, the crystal size. Note that the temperature conditions and temperature conditions in this gas-liquid contact reaction are appropriately selected as necessary.
For example, the liquid temperature is room temperature or heated, and the flattening condition is performed on the alkaline side or acidic side. In the present invention, a ferrous sulfate aqueous solution and goethite seed crystals coexist, but according to this gas-liquid contact device, goethite can be produced even without coexisting goethite seed crystals by setting temperature conditions and flat conditions. can be manufactured. Next, examples of the present invention will be described. Example 1 A 20% aqueous solution of 11% iron sulfate (FeSO) was kept at room temperature, and 4N ammonia water (NH) was added in an amount equivalent to about 1/10 of the iron sulfate in the solution.
7%)7.21を添加し、硫酸鉄の1部を水酸化鉄にか
えた。7%) 7.21 was added and part of the iron sulfate was replaced with iron hydroxide.
この容液に対して本発明に係る気液接触装置を空気導入
量201/Min、回転基板の回転数3000r.p.
m.の条件で約2時間作動してゲータイトの微細な種晶
を生成させた。次いでこの溶液に対し第2表の条件で気
液接触させ、この間4Nアンモニア水(NH,7%)を
少量づつ加えて坦値を4 〜4.5に保持した。The gas-liquid contact device according to the present invention was applied to this liquid at an air introduction rate of 201/min and a rotating board rotation speed of 3000 r. p.
m. It was operated for about 2 hours under these conditions to generate fine seed crystals of goethite. Next, this solution was brought into gas-liquid contact under the conditions shown in Table 2, during which time 4N ammonia water (NH, 7%) was added little by little to maintain the flat value at 4 to 4.5.
このようにして得られたゲータイトの性状を第2表に併
記する。これに対して耐酸、耐熱性の化学繊維製散気布
を用いて、硫酸第1鉄水溶液とゲータイトの種晶を共存
せしめた溶液を処理した場合及び第1図に示す従来の気
液接触装置を用いて処理した場合について、それぞれの
条件及び得られたゲータイトの性状を第2表に併記する
。The properties of the goethite thus obtained are also listed in Table 2. In contrast, when a solution containing an aqueous ferrous sulfate solution and goethite seed crystals was treated using an acid-resistant and heat-resistant chemical fiber diffuser cloth, and a conventional gas-liquid contact device shown in Fig. 1. The respective conditions and properties of the obtained goethite are also listed in Table 2.
上表から明らかなように本発明によれば、酸化時間が短
かくまた反応効率が高く、しかも得られlるゲータイト
の粒子を均一とすることができる。As is clear from the above table, according to the present invention, the oxidation time is short, the reaction efficiency is high, and the resulting goethite particles can be made uniform.
これは、本発明に係る気液接触装置によれば、酸化反応
は気液接触の界面の反応が律速となり、また空気は基体
下面周縁端で極めて微細な気泡となりその表面積が極め
て大となるためと考えられlる。実施例 2
硫酸第1鉄(FeSO4)3.0%水溶液11に対して
1/10当量の苛性ソーダを添加し、硫酸鉄の1部を水
酸化第1鉄にかえたのち、比較的ゆるやかな2気液接触
をおこなつて微細な含水酸化第2鉄(ゲータイト)の結
晶核を作つた。This is because, according to the gas-liquid contact device of the present invention, the oxidation reaction is rate-determined by the reaction at the gas-liquid contact interface, and the air forms extremely fine bubbles at the peripheral edge of the bottom surface of the substrate, resulting in an extremely large surface area. It is thought that. Example 2 After adding 1/10 equivalent of caustic soda to 3.0% aqueous solution 11 of ferrous sulfate (FeSO4) and converting part of the iron sulfate to ferrous hydroxide, a relatively mild 2 Through gas-liquid contact, fine crystal nuclei of hydrous ferric oxide (goethite) were created.
ついでこの溶液を65℃まで昇温したのち第2図に示す
気液接触装置の回転基体を周速5m/Secで回転させ
、0.31/Minの空気を導入した。またこれを併行
して4N苛性2ソーダ水溶液を滴加し、溶液の?値を4
〜5に保持した。ついでこのようにして得られた針状の
ゲータイトを洗浄濾過後乾燥した。この際の酸化所要時
間ならびに使用空気量を第3表に示す。また得られたゲ
ータイトの結晶の電子顕微鏡写真を第,7図に示す。ま
た得られたゲータイトは良好な黄色の色調で黄色顔料と
してすぐれた品質であつた。After this solution was heated to 65° C., the rotating base of the gas-liquid contact device shown in FIG. 2 was rotated at a circumferential speed of 5 m/Sec, and air was introduced at a rate of 0.31/min. At the same time, 4N caustic di-soda aqueous solution was added dropwise to remove the solution. value 4
It was maintained at ~5. The acicular goethite thus obtained was then washed, filtered, and dried. Table 3 shows the time required for oxidation and the amount of air used in this case. Furthermore, an electron micrograph of the obtained goethite crystals is shown in Fig. 7. The obtained goethite had a good yellow color tone and was of excellent quality as a yellow pigment.
次にこのゲータイトを脱水還元してFe3O4をつくり
これを低温酸化の工程を経てγ・Fe2O3を得.た。Next, this goethite is dehydrated and reduced to produce Fe3O4, which is then subjected to a low-temperature oxidation process to obtain γ.Fe2O3. Ta.
このγ・Fe2O3の結晶サイズ、軸比、保持力(HC
)を第4表に示す。これに対し化学繊維製織布を通して
空気を11/Minの割合で吹込み、ゲータイトを得た
。The crystal size, axial ratio, coercive force (HC
) are shown in Table 4. To this, air was blown at a ratio of 11/min through a chemical fiber woven cloth to obtain goethite.
このゲータイトは色相に若干の゜゛くすみ゛がみられ・
た。この場合の酸化所要時間及び使用空気量を第3表に
併記する。またこのゲータイトからγ・Fe2O3を得
、その結晶サイズ、軸比、保持力を第4表に併記する。This goethite has a slight dullness in its hue.
Ta. The time required for oxidation and the amount of air used in this case are also listed in Table 3. Furthermore, γ.Fe2O3 was obtained from this goethite, and its crystal size, axial ratio, and holding power are also listed in Table 4.
上表から本発明によれば、気液接触の反応効率が高く、
又反応時間が短かく、しかもゲータイトを原料として得
られたγ・Fe2O3の磁気特性も優れていることがわ
かる。実施例 3
硫酸第1鉄1水塩(FeSO4・H2O)を71の水に
溶解し、これに対し4N苛性ソーダ21を室温で混合し
、硫酸鉄を水酸化第1鉄にかえたところ、得られたスラ
リーの?値は12に達した。From the above table, according to the present invention, the reaction efficiency of gas-liquid contact is high;
It is also seen that the reaction time is short and the magnetic properties of γ.Fe2O3 obtained using goethite as a raw material are excellent. Example 3 Ferrous sulfate monohydrate (FeSO4.H2O) was dissolved in 71 parts of water, and 21 parts of 4N caustic soda was mixed at room temperature to replace iron sulfate with ferrous hydroxide. Of slurry? The value reached 12.
このスラリーを45℃まで昇温したのち第2図の気液接
触装置を用い、周速5m/Secの速度で回転基板を回
転し、空気を21/Minの割合で吹き込み、微泡化を
はかつた。反応は8.5時間で終了した。生成したゲー
タイトを淵過洗浄後乾燥した。ついでこのゲータイトを
水素雰囲気で還元することによつて純鉄粉を得た。この
ようにして得られた純鉄粉の磁気特性を調べたところ磁
気の保持力(Hc)は14000eと極めて高かつた。After raising the temperature of this slurry to 45°C, the rotating substrate was rotated at a circumferential speed of 5 m/Sec using the gas-liquid contact device shown in Figure 2, and air was blown in at a rate of 21/min to prevent microfoaming. Katta. The reaction was completed in 8.5 hours. The produced goethite was filtered and washed and then dried. Next, pure iron powder was obtained by reducing this goethite in a hydrogen atmosphere. When the magnetic properties of the pure iron powder thus obtained were investigated, the magnetic coercive force (Hc) was extremely high at 14,000e.
実施例 4前記第1表の組成の0Gダスト35kgを濃
度40%の硫酸溶液20旧中に投入し、攪拌しながら約
80℃で加熱を続けて分解した。Example 4 35 kg of 0G dust having the composition shown in Table 1 above was put into 20ml of 40% sulfuric acid solution, and heated at about 80° C. with stirring to decompose it.
分解後硫酸第1鉄1水塩の結晶約32kgが沈澱した。
ついで硫酸第1鉄を溶解している溶液部
(FeSO。After decomposition, about 32 kg of crystals of ferrous sulfate monohydrate were precipitated.
Next, a solution part in which ferrous sulfate is dissolved (FeSO.
5.4%、H。5.4%, H.
SO,25%)17旧を、先端に濾布のついたパイプで
吸引して除いた。ついでこの槽中に水を投入して60〜
70℃に加温して硫酸第1鉄1水温を溶解し、ろ過して
不溶解残渣を除いたのち別の反応槽に移してゲータイト
製造用の硫酸第1鉄水溶液をえた。この硫酸第1鉄水溶
液中には、原料ダスト中のマンガン以外の不純物はほぼ
除去することができる。SO, 25%) 17O was removed by suction using a pipe with a filter cloth at the tip. Next, pour water into this tank and wait for 60~
The mixture was heated to 70° C. to dissolve one portion of ferrous sulfate in water, filtered to remove undissolved residues, and then transferred to another reaction tank to obtain a ferrous sulfate aqueous solution for goethite production. In this ferrous sulfate aqueous solution, almost all impurities other than manganese in the raw material dust can be removed.
従つてこの硫酸第1鉄水溶液を原料液として用いること
ができることが認められた。なお、硫酸第1鉄を溶解し
ている溶液部1701については、これから約1旧を抜
きとり、廃水処理へまわし、残り16旧に対し濃硫酸(
98%)55kgを添加し、水を加えて20旧とし、硫
酸濃度を40%に調製し、つぎの0Gダストの溶解に使
用した。Therefore, it was recognized that this ferrous sulfate aqueous solution can be used as a raw material liquid. Regarding the solution part 1701 in which ferrous sulfate is dissolved, about 1 year old is extracted and sent to wastewater treatment, and the remaining 16 year old is dissolved in concentrated sulfuric acid (
98%) was added thereto, water was added to make the solution 20%, the sulfuric acid concentration was adjusted to 40%, and the solution was used for the next dissolution of 0G dust.
以上の如く本発明によれば、スラリー化した溶液につい
ても、空気を微細かつ均一に分散させて気液接触を良好
とし、反応効率を高めるとともに処理を短時間でおこな
うことができ、更に気液接触を均一におこなえるので、
結晶サイズを均一とすることができる。As described above, according to the present invention, air can be finely and uniformly dispersed in a slurry solution to improve gas-liquid contact, thereby increasing reaction efficiency and processing in a short time. Because the contact can be made evenly,
The crystal size can be made uniform.
従つてこの方法で得られたゲーータイトは、無拭黄色顔
料、顔料用弁柄の原料、磁性材料用酸化鉄の原料、更に
は磁気保持力の高い純鉄の原料としてきわめて有効であ
る。また転炉0Gダストを硫酸第1鉄水溶液の原料とし
て用いることにより、原料コストを安くすることができ
る。Therefore, the goethite obtained by this method is extremely effective as a raw material for non-wiping yellow pigments, red pigments for pigments, iron oxide for magnetic materials, and pure iron with high magnetic coercivity. Furthermore, by using the converter 0G dust as a raw material for the ferrous sulfate aqueous solution, the raw material cost can be reduced.
第1図は従来の気液接触装置の断面図、第2図は本発明
方法に用いる気液接触装置の断面図、第3図は同装置の
回転基体の側面図、第4図は同平面図、第5図は0Gダ
ストから本発明方法の原料である硫酸第1鉄水溶液を製
造する工程を示すフローシート図、第6図は温度と硫酸
鉄の溶解度との関係を示す図、第7図は本発明方法で得
られたゲータイトの結晶を示す電子顕微鏡写真である。
1 ・・・・・・槽、2 ・・・・・・回転筒体、3
・・・・・・空気吹込管、4 ・・・・・・軸、11・
・・・・・0Gダスト、12・・・・・・硫酸溶液、1
3・・・・・・硫酸第1鉄のl水塩、14・・・・・・
水、15・・・・・・不溶解残渣、16・・・・・・硫
酸第1鉄水溶液、17・・・・・・上澄液、21・・・
・・・槽、22・・・・・・回転基体、23・・・・・
・攪拌体、24・・・・・・気体流入管、25・・・・
・・回転軸、26・・・・・・軸受、27・・・・・・
伝導装置、28・・・・・・ギヤードモータ、29・・
・・・・ゲータイト排出管、30・・・・・・原料流入
管、31・・・・・・空気排出管。Fig. 1 is a sectional view of a conventional gas-liquid contact device, Fig. 2 is a sectional view of a gas-liquid contact device used in the method of the present invention, Fig. 3 is a side view of the rotating base of the same device, and Fig. 4 is the same plane. Figure 5 is a flow sheet diagram showing the process of producing an aqueous ferrous sulfate solution, which is a raw material for the method of the present invention, from 0G dust, Figure 6 is a diagram showing the relationship between temperature and solubility of iron sulfate, and Figure 7 is a diagram showing the relationship between temperature and solubility of iron sulfate. The figure is an electron micrograph showing goethite crystals obtained by the method of the present invention. 1...tank, 2...rotating cylinder, 3
・・・・・・Air blowing pipe, 4 ・・・・・・Shaft, 11・
...0G dust, 12...Sulfuric acid solution, 1
3... Ferrous sulfate hydrate salt, 14...
Water, 15... Insoluble residue, 16... Ferrous sulfate aqueous solution, 17... Supernatant liquid, 21...
... Tank, 22 ... Rotating base, 23 ...
- Stirring body, 24... Gas inflow pipe, 25...
...Rotating shaft, 26...Bearing, 27...
Transmission device, 28...Geared motor, 29...
... Goethite discharge pipe, 30 ... Raw material inflow pipe, 31 ... Air discharge pipe.
Claims (1)
の垂直棒状攪拌体と、該攪拌体によつてかこまれる空間
内に下方向から上向きに空気を流入する気体流入管をそ
れぞれ設けた気液接触装置を具備し、該気液接触装置に
硫酸第1鉄水溶液とゲータイトの種晶を共存せしめた溶
液を入れた状態で、上記回転基体を回転するとともに気
体流入管から酸素又は該ガスを含むガスを吹込んで気液
接触せしめゲータイトの種晶を成長せしめることを特徴
とするゲータイトの製造方法。 2 硫酸第1鉄水溶液は、転炉OGダストを硫酸溶液で
加熱分解して硫酸第1鉄を晶出させ、晶出した硫酸第1
鉄を分離した後溶解せしめて硫酸第1鉄水溶液を調製し
て原料液とする特許請求の範囲第1項記載のゲータイト
の製造方法。[Claims] 1. A disc-shaped rotating base, a plurality of vertical rod-shaped stirring bodies provided inside the lower surface of the base, and air flowing upward from below into the space surrounded by the stirring bodies. A gas-liquid contact device is provided, each having a gas inflow pipe, and with a solution containing a ferrous sulfate aqueous solution and goethite seed crystals coexisting in the gas-liquid contact device, the rotating base is rotated and the gas is A method for producing goethite, which comprises blowing oxygen or a gas containing the gas through an inflow pipe to cause gas-liquid contact and grow goethite seed crystals. 2 Ferrous sulfate aqueous solution is produced by thermally decomposing converter OG dust with sulfuric acid solution to crystallize ferrous sulfate.
The method for producing goethite according to claim 1, wherein iron is separated and then dissolved to prepare an aqueous ferrous sulfate solution to be used as a raw material liquid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56004673A JPS5951499B2 (en) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | Goethite manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56004673A JPS5951499B2 (en) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | Goethite manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57118034A JPS57118034A (en) | 1982-07-22 |
| JPS5951499B2 true JPS5951499B2 (en) | 1984-12-14 |
Family
ID=11590413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56004673A Expired JPS5951499B2 (en) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | Goethite manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951499B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115118U (en) * | 1988-01-29 | 1989-08-02 | ||
| JPH02197084A (en) * | 1989-01-26 | 1990-08-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp lighting circuit block |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60137831A (en) * | 1983-12-22 | 1985-07-22 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Preparation and production apparatus for goethite particle powder of needle-like crystal |
-
1981
- 1981-01-16 JP JP56004673A patent/JPS5951499B2/en not_active Expired
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Also Published As
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| JPS57118034A (en) | 1982-07-22 |
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