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1332-37-2

中文名稱 氧化鐵
英文名稱 Iron oxide
CAS 1332-37-2
分子式 Fe2O3
分子量 159.69
MOL 文件 1332-37-2.mol
更新日期 2024/12/23 13:16:36
1332-37-2 結(jié)構(gòu)式 1332-37-2 結(jié)構(gòu)式

基本信息

中文別名
Α相
Β相
氧化鐵
氧化鐵紅
氧化鐵99
食用氧化鐵紅
氧化鐵紅色素
納米氧化鐵紅
氧化鐵 1UM
改性四氧化三鐵
英文別名
BUS
NAT
RNF3
KN-O
RING3
AM 125
JC-CPW
MIO 2F
MIO-KS
NYB 40
所屬類別
無機化工:金屬氧化物

物理化學(xué)性質(zhì)

密度2.66 g/cm3
儲存條件-70°C
溶解度可溶于酸性水溶液(輕微)
形態(tài)固體
顏色黑色
Dielectric constant14.2(0.0℃)
EPA化學(xué)物質(zhì)信息Iron oxide(1332-37-2)

應(yīng)用領(lǐng)域

用途1
主要用作磁性材料、顏料、擦光劑、催化劑等,還用于電訊、儀表工業(yè)

安全數(shù)據(jù)

危險品運輸編號UN 1376 4.2/ PGIII
危險等級4.2
包裝類別III

常見問題列表

物理性質(zhì)
氧化鐵有天然的和人造的兩種。天然的稱西紅,是基本上純粹的氧化鐵,為紅色粉末。由于生產(chǎn)方法和操作條件的不同,它們的晶體結(jié)構(gòu)和物理性狀都有很大的差別,色澤變動于橙光到藍(lán)光至紫光之間。遮蓋力和著色力都很大。密度5-5.25。有優(yōu)越的耐光、耐高溫性能,并耐大氣影響、耐污濁氣體、耐一切堿類。只有在濃酸中加熱的情況下才會逐漸溶解。
基本性能
外觀:橙紅至紫紅色的三方晶系粉末。氧化鐵有天然的與合成的2種。天然的稱作西紅,相對密度55.25。細(xì)度0.4~20um。熔點1565(分解)。灼燒時放出氧氣,能被氫和—氧化碳還原成鐵。不溶于水,溶于鹽酸、硫酸,微溶于硝酸和酵類。氧化鐵具有優(yōu)異的耐光、耐高溫、耐酸、耐堿、防銹性。分散性好,著色力和遮蓋力很強,無油滲性和水滲性。無毒。空氣中最高容許濃度為5mg/m3。
氧化鐵
氧化鐵是僅次于鈦白的第二大無機顏料,也是第一大彩色無機顏料。氧化鐵顏料主要指以鐵的氧化物為基本物質(zhì)的氧化鐵紅、鐵黃、鐵黑和鐵棕四類著色顏料,其中以氧化鐵紅為主(大約占到氧化鐵顏料的50%),用作防銹顏料的云母氧化鐵以及用作磁性紀(jì)錄材料的磁性氧化鐵也屬于氧化鐵顏料的范疇。
化學(xué)參數(shù)
詳細(xì)說明
指 標(biāo)
HO 01-04
HO 01-02
130
190
103、104
混酸法
硫酸法
硝酸法
混酸法
鐵含量,以Fe2O3(105℃烘干)表示,
  %(m/m)≥
95
94
95
95
105℃揮發(fā)物,%(m/m)≤
1.0
1.0
1.0
1.0
水溶物,%(m/m)≤
0.3
0.3
0.3
0.3
水溶性氧化物及鹽,
  以C1和SO1表示,%(m/m)≤
0.2
0.2
0.2
0.2
篩余物(63um網(wǎng)眼),%(m/m)≤
0.3
0.3
0.3
0.3
水萃取液酸堿度,ml ≤
20
20
20
20
水懸浮液Ph值
5~7
5~7
5~7
5~7
吸油量,g/100g
15~25
15~25
15~25
15~25
鉻酸鉛
陰性
陰性
陰性
陰性
總鈣量,以CaO表示,%(m/m)≤
0.3
0.3
0.3
0.3
顏色1)、2)(與標(biāo)準(zhǔn)樣比)
95
95
95
95
相對著色力1)(與標(biāo)準(zhǔn)樣比),%≥
近似~微
近似~微
近似~微
近似~微
有機著色物的存在
陰性
陰性
陰性
陰性
色 光
紅黃色
淺紅色-
  紫紅色
桔紅色
棗紅色
產(chǎn)品分析

(1)Fe2O3含量測定

1)重鉻酸鉀溶液測定法:準(zhǔn)確稱取已干燥的樣品0.2~0.3 g(精確 至0.0002 g),置于500 mL錐形瓶中,加1:1鹽酸30 mL,加熱使其完全 溶解,并繼續(xù)加熱到微沸;然后滴加20%的氯化亞錫溶液至液體顏色 剛變?yōu)闊o色,再多加1滴;加入20 mL蒸餾水,冷卻至室溫。加入2% 的氯化汞溶液10 mL,搖蕩3 s,加入硫酸、磷酸混合酸[V(硫酸):V(磷 酸):V(蒸餾水)=150:150:700]20 mL及二苯胺磺酸鈉指示液(0.5% 的水溶液)5~7滴,用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色保持30 s不變,即 為終點。

2)計算:	氧化鐵含量的計算

式中:V——耗用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;

c——K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)液的量濃度,mol/L;

79.85——Fe2O3的摩爾質(zhì)量,g/mol;

m——試樣質(zhì)量,g。

(2)顏料色光測定

測定工具:4#調(diào)墨油(亞麻仁油制),描圖紙,刮刀(長178 mm、寬 7~18 mm),玻璃板,針筒。

用千分之一精度的天平準(zhǔn)確稱取試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣各1 g,分別置于 干凈的玻璃板上。用針筒抽取0.8 mL調(diào)墨油(或稱0.6 g),用刮刀將 樣品與油仔細(xì)調(diào)和,再用刮片用力刮使其成均勻之墨漿,直至無細(xì)粒 存在。再將標(biāo)準(zhǔn)樣用同法調(diào)成墨漿,用刮刀分別挑取標(biāo)準(zhǔn)樣與產(chǎn)品墨 漿少許,涂于描圖紙上,兩者相距約1 cm,用刮片均勻刮下,在室內(nèi)朝 北散射光線下比較色澤的差異。色光差異的分級為:近似、微、稍、較 四級。

毒性防護及貯運:非危險品。存放于干燥處,以防止受潮。與酸、 堿性物品隔離。

用途
用于塑料制品的著色,如熱固性塑料和熱塑性塑料,及橡膠制品的著色,如汽車內(nèi)胎,飛機內(nèi)胎,自行車內(nèi)胎等。用于高級精磨材料,使用于精密的五金儀器、光學(xué)玻璃等的拋光。高純度的是粉末冶金的主要基料,用來冶煉各種磁性合金和其他高級合金鋼。由硫酸亞鐵或氧化鐵黃或下腳鐵混經(jīng)高溫煅燒而得,或直接從液體介質(zhì)中制成。
制造方法

可分為干法和濕法兩大類。

(1)濕法

1)混酸法。主要原料是硝酸、硫酸和鐵皮,后者是工業(yè)加工鐵皮 的邊角料或機床加工后的廢鐵屑。生產(chǎn)過程分為晶種制備和鐵鹽氧 化兩步,晶種由硝酸和鐵皮反應(yīng)制取。

A.反應(yīng)式:

1332-37-2的合成_1

1332-37-2的合成_2

1332-37-2的合成_3

總反應(yīng)式:

1332-37-2的合成_4

帶有不定量結(jié)晶水的三氧化二鐵懸浮體(Fe2O3·nH2O)呈橘紅色, 作為生產(chǎn)鐵紅的晶種。在晶種存在下,加入硝酸亞鐵溶液與廢鐵皮, 鼓入空氣進行氧化。此時,硝酸亞鐵溶液中的Fe2+被空氣中的氧氧化 成氧化鐵,沉積在晶種上,同時生成的硝酸與鐵皮反應(yīng)生成硝酸亞鐵, 其中Fe2+再被氧化,如此不斷進行。氧化鐵顆粒不斷成長,顏色由淺 而深,達(dá)到所需色澤,氧化過程可終止。其氧化過程的反應(yīng)式可表示 為:

1332-37-2的合成_5

1332-37-2的合成_6

在氧化過程中,待料液達(dá)發(fā)膠階段,可加入硫酸亞鐵溶液補充 Fe2+。其反應(yīng)過程為:

1332-37-2的合成_7

1332-37-2的合成_8

氧化結(jié)束后,經(jīng)過篩、過濾、漂洗、干燥,得成品。

B.工藝流程: 1332-37-2的合成_9

a.硝酸亞鐵制備:鐵皮經(jīng)預(yù)處理,除去油污、雜質(zhì)等,放入反應(yīng)桶 ①(裝滿),加水到一定液位(約為容器的1/2容積)。96%的硝酸用水 以1:2稀釋至32%左右,徐徐加入反應(yīng)桶內(nèi)。反應(yīng)溫度不超過60℃, 為防止局部過熱,引起硝酸分解,反應(yīng)中要用泵進行料液循環(huán),使料液 溫度均勻并降低溫度。反應(yīng)終點pH=3~4,硝酸亞鐵含量15%左右, 然后送澄清桶備用。

b.硫酸亞鐵制備:在反應(yīng)桶②中裝滿鐵皮,再加水,然后徐徐加入 98%濃硫酸。m(水):m(濃硫酸)=4:1,反應(yīng)將停止時通蒸汽升溫至 95℃,使余酸繼續(xù)反應(yīng)至pH=4~6結(jié)束,F(xiàn)eSO4·7H2O含量達(dá)500 g/L, 移入澄清桶備用。

c.晶種制備:在晶種桶內(nèi)先放水,通入蒸汽加熱,同時放入拉松的 鐵皮(滿桶),加入32%的硝酸,V(稀硝酸):V(水)≈1:6。其中約2/3 的硝酸在3 h內(nèi)慢慢加入,反應(yīng)溫度在90~95℃,溫度變化不要過大, 以免晶種老化,活潑性能變差,氧化時收率低而單耗高。在冷卻到 87℃時,將余下的1/3左右的酸以較快速度加入,待反應(yīng)趨緩后(約 20 min后)續(xù)加余酸,前后加酸時間共約3.5 h。當(dāng)反應(yīng)進行到pH= 2~3,制得的晶種為色澤呈橘紅色漿狀,且8 h內(nèi)不沉淀。

將晶種與制備好的硝酸亞鐵同時加入氧化桶(桶內(nèi)裝滿鐵皮),晶 種液投入量約為氧化桶有效容積的1/3,硝酸亞鐵溶液的投加量約為 有效容積的1/4,桶內(nèi)硝酸亞鐵的含量約為0.3%~4%。投料后同時 通蒸汽和空氣,保持氧化溫度在80~85℃。當(dāng)升溫到80℃時測定硝酸 亞鐵的含量應(yīng)在3%~4%,不足時需補加。氧化48 h后,料液中硝酸 亞鐵的含量約0.3%,且料液已達(dá)到發(fā)膠階段,應(yīng)立即加硫酸亞鐵溶解 (FeSO4·7H2O含量為50%),并測定料液中的硫酸亞鐵含量在4%~ 5%左右。繼續(xù)氧化30 h左右,將亞鐵含量控制在1%。在此期間應(yīng) 經(jīng)常補加蒸發(fā)掉的水,保持一定液位(離桶口約20 cm)。氧化至90 h 后開始取樣檢驗色光,每4 h一次,直到色光接近標(biāo)準(zhǔn),放料。當(dāng)色光 接近標(biāo)準(zhǔn),料液中亞鐵在0.5%左右時,補加少量15%的硝酸亞鐵溶 液,以便亞鐵溶液耗盡為止準(zhǔn)備出料。在氧化過程必須嚴(yán)格控制亞鐵 [包括Fe(NO3)2和FeSO4]濃度,不允許在反應(yīng)過程中將Fe2+耗盡,否 則色光發(fā)暗。氧化過程中盡可能通入大量空氣,以保證反應(yīng)桶中粒子 不沉淀并反應(yīng)充分。氧化桶放出料漿應(yīng)經(jīng)篩網(wǎng)過篩,除去未反應(yīng)的鐵 屑等,再漂洗、壓濾,濾餅在150~200℃下干燥,粉碎為成品。

2)硫酸-硫酸亞鐵法。用硫酸與鐵皮(或鐵屑)制備成硫酸亞鐵, 或用工業(yè)副產(chǎn)物硫酸亞鐵結(jié)晶為原料,采用濕法制取鐵紅。主要過程 是晶種制備和氧化過程。

A.反應(yīng)式:

1332-37-2的合成_10

1332-37-2的合成_11

1332-37-2的合成_12

B.工藝流程:基本流程與混酸法相似,示意如下。 1332-37-2的合成_13

a.晶種制備:用硫酸亞鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀, 在堿性條件下經(jīng)空氣氧化為氫氧化鐵,呈紅棕色的膠狀懸浮體,作為 生產(chǎn)氧化鐵紅的晶種。

若硫酸亞鐵溶液的濃度過高或氧化時間較長,則晶種較稀薄,晶 粒大,形成不了膠態(tài)溶液。一般制備成50~60 g/L FeSO4·7H2O溶液, pH=2~3,放入晶種桶。在攪拌下加入5%左右的氫氧化鈉溶液,氫氧 化鈉與硫酸亞鐵的摩爾比,一般為2~1.1之間,并保持母液中余堿量 在0.3~0.5 g/L,pH在9~12范圍。pH過小和過大都不能形成鐵紅 晶種。在常溫下鼓入空氣,空氣量充足才能得到膠狀紅棕色晶種,且 不易沉降??諝饬坎蛔銜r容易生成鐵黑。一般工廠中空氣用量在 0.7 m3/min左右。晶種氧化的反應(yīng)溫度最好在10~20℃,若溫度超過 40℃,即使適當(dāng)?shù)膒H和空氣量也會使晶種變黑(成為Fe3O4),失去載 體作用。為了提高晶種穩(wěn)定性,改善鐵紅的色光,在晶種制備液中可 加入晶型轉(zhuǎn)化的促進劑,使晶格發(fā)生變化,粒度分布窄小,這樣可使色 光純正。常用的促進劑有碳酸鈣、硫酸鎂、磷酸鹽等,目前用磷酸鹽的 工廠較多些。在常溫下,晶種制備約1~2 h即成,然后移入氧化桶。

b.氧化過程:在此階段,硫酸亞鐵被氧化成高鐵鹽,后者水解,再 脫水成Fe 2O3沉淀于晶種表面,使晶體長大。隨著粒子不斷增大,顏 色會逐漸轉(zhuǎn)成鮮艷而變深,同時水解時生成的硫酸與鐵皮作用生成 FeSO4,再被氧化成高鐵鹽而水解。

在氧化桶內(nèi)裝滿鐵皮(或鐵屑),鐵皮應(yīng)拉松并去掉雜質(zhì),而且屬 低碳鋼的加工廢料。加入硫酸亞鐵溶液,亞鐵含量在50~70 g/L。晶 種液用稀硫酸中和呈偏酸性pH=6左右,再加入氧化桶。若晶種量過 少,鐵紅形成速度過快,則單位產(chǎn)量偏低,原料消耗增加,且色光進展 快,質(zhì)量不易控制。若晶種量過多,鐵紅形成速度較慢,則單位產(chǎn)量高 些,原料消耗也少些,但氧化后期料漿過分稠厚,將妨礙氧化過程的進 行,影響色光的進展。一般晶種加入量為氧化桶有效容積的1/4左右。 氧化溫度宜保持在80~85℃。若氧化溫度偏高,鐵紅成熟快,產(chǎn)量低, 色光偏紫相;若氧化溫度偏低,氧化時間長,色光不鮮艷。若空氣量 大,則反應(yīng)較充分,單位產(chǎn)量高,顏色較純正。所以氧化過程中應(yīng)盡量 加大氣量,切不能停氣。在色光達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)樣品相似后,停止氧化,經(jīng) 過篩、漂洗、過濾,在150~200℃下干燥,即得成品。

(2)干法

主要有鐵黃粉熱分解法、硫酸亞鐵熱分解法和硫酸亞鐵-純 堿法。

1)鐵黃粉熱分解法。將干燥的鐵黃粉在煅燒爐(回轉(zhuǎn)爐)中,在 500~600℃下煅燒,時間約40~60 min,得棕色氧化鐵紅,經(jīng)冷卻、過 篩,即為成品。

2)硫酸亞鐵熱分解法。將硫酸亞鐵在轉(zhuǎn)窯或馬弗爐中,于700~ 800℃高溫下脫水、氧化煅燒,生成氧化鐵,經(jīng)水洗除去可溶物,再過 濾、干燥、粉碎、篩分,得鐵紅成品。

3)硫酸亞鐵-純堿法。硫酸亞鐵與碳酸鈉在高溫下反應(yīng),可制得 鐵紅和芒硝。

1332-37-2的合成_14

B.工藝流程: 1332-37-2的合成_15

將碳酸鈉與硫酸亞鐵按n(Na2CO3):n(FeSO4·7H2O)=1:1.25混 合,磨細(xì)后投入焙燒爐,焙燒溫度為700℃(溫度過高Na2CO3易分解)。 焙燒料在室溫下用水浸取,使Na2SO4溶解。然后經(jīng)過濾(濾餅可先用 2 mol/L的H2SO洗滌,以除去殘留的Na2CO3),再用水洗滌,在150~ 200℃下干燥,即得鐵紅產(chǎn)品?;驗V液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后,得NaSO4·10H2O。

(3)原料消耗定額,

生產(chǎn)1 t產(chǎn)品約消耗:

原料   硫酸(按100%計) 硝酸(100%計)
混酸法/t   0.08 0.35
硫酸-硫酸亞鐵法/t   — —
干法/t   — —
硫酸亞鐵   (98% FeSO4·7H2O)
0.7
2.3
燒堿(98%)   鐵皮
—   0.9
0.13   1
1.75(碳酸鈉)   —

產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB1863—80,代號H101、H102、H103。

主要用途
在建材工業(yè)中氧化鐵主要用于彩色水泥、彩色水泥地磚、彩色水泥瓦、仿琉璃瓦、混凝土地磚、彩色灰漿、彩色瀝青、水磨石、馬賽克花磚、人造大理石及墻面粉刷等;用于各種涂料著色和保護物質(zhì),包括水性內(nèi)外墻涂料、粉末涂料等;也可適用于油性漆包括環(huán)氧、醇酸、氨基等各種底漆和面漆;也可用于玩具漆、裝飾漆、家具漆、電泳漆和磁漆。鐵紅底漆具有防銹功能,可以代替高價的紅丹漆,節(jié)約有色金屬。
食品添加劑最大允許使用量最大允許殘留量標(biāo)準(zhǔn)
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量(g/kg)
最大允許殘留量(g/kg)
氧化鐵
食品
食品工業(yè)用加工助劑
/
一般應(yīng)在制成最后成品之前出去,有規(guī)定食品中殘留量的除外
"1332-37-2" 相關(guān)產(chǎn)品信息
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