[发明专利]具有改进的色值的红色氧化铁颜料

说明书

本发明涉及具有改进的色值的红色氧化铁颜料，涉及一种用于根据使用硝酸盐的Penniman工艺(也称为硝酸盐工艺或直接红工艺)生产这些改进的红色氧化铁颜料的方法，并且涉及一种用于生产所述颜料的装置。

本发明涉及具有改进的色值的氧化铁红颜料、一种用于通过使用硝酸盐的Penniman红色工艺(也称为硝酸盐工艺或直接红工艺)生产这些改进的氧化铁红颜料的方法以及一种用于其生产的装置。

铁氧化物被用于许多工业领域中。因此，例如，它们在陶瓷、建筑材料、塑料、漆料、表面涂料和纸中用作着色颜料，充当各种催化剂或载体材料的基础并且能够吸附或吸收污染物。磁性氧化铁被用于磁记录介质、调色剂、铁磁流体或用于医疗应用中，例如用作用于磁共振断层摄影术的造影剂。

铁氧化物可以通过铁盐的沉淀、水解和分解反应获得(乌尔曼的工业化学百科全书(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)，VCH魏因海姆(Weinheim)2006，第3.1.1.章氧化铁颜料，第61-67页)。到目前为止，Laux、绿矾(Copperas)、沉淀、煅烧和Penniman红色工艺具有最大的工业重要性。

然而，对应于改性α-Fe₂O₃的精细分散的赤铁矿的水性生产是显著更复杂的。使用熟化步骤和加入作为核的磁赤铁矿改性(γ-Fe₂O₃)或纤铁矿(γ-FeOOH)的精细分散的氧化铁使得还通过直接水性沉淀生产赤铁矿成为可能[US 5,421,878；EP0645437A；WO 2009/100767A]。

生产氧化铁红颜料的另一种方法是Penniman红色工艺，也称为硝酸盐工艺或直接红工艺(US 1,327,061；US 1,368,748；US 2,937,927；EP 1106577A；US 6,503,315)。在此，氧化铁颜料是通过在添加铁盐和氧化铁核下将铁金属溶解并且氧化产生的。因此，SHEN,Qing；SUN,Fengzhi；Wujiyan Gongye 1997,(6),5-6(CH),Wujiyan Gongye Bianjib(CA128:218378n)已经披露了在其中稀硝酸在升高的温度下作用于铁的一种方法。这形成赤铁矿核悬浮液。这以本身已知的方式积聚以产生红色颜料的悬浮液，并且如果希望的话，将该颜料以常规方式从该悬浮液中分离。然而，通过该方法产生的红色颜料具有相对低的颜色饱和度，其类似于商业130标准的颜色饱和度，并且因此主要用于建筑工业中。该130标准对应于通常用于氧化铁颜料颜色测量的参考标准130(德国朗盛德国有限公司(LANXESS Deutschland GmbH,Germany)的产品)。

EP 1106577A披露了Penniman红色工艺的变体，其包括稀硝酸在升高的温度下作用于铁以产生核，即具有小于或等于100nm的粒度的精细分散的氧化铁。铁与硝酸的反应是复杂的反应，并且取决于实验条件，可以导致或者铁的钝化并且从而停止反应或者导致铁的溶解以形成溶解的硝酸铁。两个反应路径都是不希望的，并且因此精细分散的赤铁矿的产生因此仅在有限的实验条件下是成功的。EP 1106577A描述了用于生产精细分散的赤铁矿的此类条件。在此，铁与稀硝酸在从90℃至99℃范围内的温度下反应。

WO 2013/045608描述了一种用于生产氧化铁红颜料的方法，其中已经改进了生产核(即具有小于或等于100nm的粒度的精细分散的赤铁矿)的反应步骤。

在根据现有技术的硝酸盐工艺中，通常首先加入铁或铁和水的混合物。然后通常将赤铁矿核悬浮液加入至少铁中，并且随后将硝酸铁(II)溶液加入该混合物中。该反应通常在反应混合物的温度已经增加(典型地到从70℃至99℃)后并且在已经开始引入含氧气体后开始。