Способ получения игольчатой @ -окиси железа,используемой для изготовления магнитных носителей

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИГОЛЬЧАТОЙ Т -ОКИСИ ЖЕЛЕЗА, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ НОСИТЕЛЕЙ включающий взаимодействие, водных растворов соли двухвалентного железа и гидроокиси, окисление полученной гидрозакиси железа, последователь-нуй обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси железа гидроокисью и поверхностно-активным веществЬй и последующую отмывку, обезвоживание , восстановление и окисле ние моногидрата окиси железа, отличающийся тем, что, с целью увеличения относительной частотной характеристики магнитных носителей за счет повышения однородности продукта, окисление гидрозакиси железа ведут при 2б-30 С с расходом окислителя 0,,027 г-моль до рН t,8-5,3, а обработку частиц моногидрата окиси железа гидроокисью осуществляют при расходе последней 0,06-0,15 г-ион ОН Ул..ч. 2.Способ по П.1, о т л и ч. а ю (Л щ с я тем, что для окисления гидрозакиси железа используют воздух, 3.Способ по па. 1 и 2 о т л и чающийся тем, чт отмывку частиц моногидрата окиси железа вё- дут до рН 6,8-7,2. с о САЭ ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) Ыо C01 G4 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ.:(21) 3422406/23-26 (22) 17.02.82 (46) 23.07.83. Бюл. и 27 (72) H.Ç.Êîñòîâà, А.A.Ñîëîìêî, .В.П.Ковтун, В.С.Дьяченко, П.E.Àâðàìкин, Н.И.Харитоненко и М.А.Ходьков (71) Шосткинское ордена Октябрьской

Революции производственное объединение "Свема" им. 50-летия СССР (53) 661 .872.2(088,8} . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 477944, кл. С 01 6 49/06,31. 05. ?3.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2813426/23-26, кл. С 01 G 49/06,,30.08.79 (прототип (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ.ИГОЛЬЧАТОЙ ф -ОКИСИ ЖЕЛЕЗА, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ

ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ НОСИТЕЛЕЙ, включающий взаимодействие, водных растворов соли двухвалентного железа и гидроокиси, окисление полученной гидрозакиси железа, последователь ную обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси железа гидроокисью и поверхностно-активным веществом и последующую отмывку, обезвоживание, восстановление и окисле-. ние моногидрата окиси железа, о тл и ч а ю шийся тем, что,. с целью увеличения относительной частотной характеристики магнитных носителей за счет повышения однородности продукта, окисление гидроза.киси железа ведут при 26-30 C с расходом окислителя 0,0075-0,027 r-моль

0g/л.ч до рН 4,8-5,3, а обработку: частиц моногидрата окиси железа гидроокисью осуществляют при расходе пос. ледней 0,06-0,15 г-ион ОН /л..ч. 3

2. Способ по п.1, о т л и ч. а юшийся тем, что для окисления гидрозакиси железа используют воздух, 3. Способ по па. 1 и 2 о т л ич а ю шийся тем, что отмывку Я частиц моногидрата окиси железа ве .дут до рН 6,8-7,2.

1 103

Изобретение относится к технологии получения железоокисных магнит ных материалов, используемых для изготовления магнитных носителей, и может найти применение. в химико-фотографической промышленности.

Известен способ получения игольчатой у -окиси железа для изготовления магнитных носителей, включающий взаимодействие водных растворов соли двухвалентного железа и аммиака, окис1ления полученной гидрозакиси железа кислородсодержащим газом, обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси железа гидроокисью при

РН 5,0-5,5,оканчивая процесс при

РН 7т0-7,3, и последующую термообработку с получением игольчатой g -окиси железа 51j.

Однако указанный способ не поз- . воляет получать -окись железа с высокими показателями магнитных свойств и магнитные носители, изго" товленные на ее основе, имеют неудовлетворительные электроакустические показатели.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения игольчатой Я -окиси железа для изготовления магнитных носителей включающий взаимодействие воднь1х растворов соли двухвалентного железа и гидроокиси до получения суспензии гидрозакиси железа концентрации 2080 г/л, окисление последней кислородсодержащим газом со скоростью

О, 1-0,2 r-ион Fe(II)/ë-.ч при 0-24 С, последовательную обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси жео леза гидроокисью при -20-60 С до РН

10-12 и ПАВ на основе жирной кислоты отмывку при РН 8,0-9,5, восстанов1

О ление при 430-650 С и окисление при

300-550 С моногидрата окиси же.леза 2 .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения игольчатой Я -окиси железа для изготовления.магнитных носителей,. включающему взаимодействие водных растворов соли двухвалентного железа и гидроокиси, окисление полученной гидроэакиси железа, последовательную обработку образовавшихся частиц моно10 гидрата окиси железа гидроокисью и поверхностно-активным веществом и последующую отмывку, обезвоживание,, восстановление и окисление моногидРата окиси железа, окисление гидрозакиси железа ведут при 26-30 С с расходом окислителя 0,0075-.

0,027 г-моль 02/л-ч до рН 4,8-5,3, а обработку частиц моногидрата окиси железа гидроокисью осуществляют при расходе последней 0,060,15 г-ион OH /л ч. . Кроме того, для окисления гидрозакиси железа используют воздух.

При этом отмывку частиц моногидрата окиси железа ведут до рН

6,8-.7,2.

Способ. осуществляют следующим образом.

В реактор синтеза с водным раствором соли двухвалентного железа приливают рассчитанное количество водного раствора гидроокиси, обеспечивающее осаждение в виде гидрата закиси железа 45-70 соли при концентрации суспенэии 45-60 г/л. РеакЗ5 ционную смесь выдерживают в течение 1 ч при перемешивании, а затем вводят окислитель, например воздух, с расходом 0,0075-0,027 г-моль

О /л,ч, тем самым обеспечивают скорость окисления 0,03-0,09 г-ион

Fe /ë ° ч, и процесс ведут до рН

4,8-5,3 после чего проводят обработку частиц моногидрата окиси железа при 40-50 С ра твором гидрооки45 си с расходом 0,06-0,15 г-ион ОН /л ч, обеспечивающем рН среды 5 0-5,5 и скорость роста кристаллов моногидрата окиси железа 1-18 А /мин до исчезновения ионов Fe(II).

По окончании указанного процесса

РН суспензии доведят до 7,5-8,5, температуру повышают до 55-65 С и, -6 О не прекращая перемешивания, в суспензию вводят подогретый до 80-90 С

5 раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ), в качестве которого могут быть использованы, например, триметаноламиновые соли алки(фасфорОднако продукт, полученный известным способом, не обеспечивает достаточно высоких значений относительной частотной характеристики магнитных носителей 1,равной около

4 дб ) иэ-за неоднородности частиц -окиси железа по размеру, а следо(26 4вательно, по коэрцитивнои силе,26Ä

30 кА/м).

Цель изобретения - увеличение относительной частотной характеристики магнитных носителей за счет повышения однородности продукта.

0315 . 2

3 10303 ной кислоты с длиной углеродной цепи 7-18 углеродных атомов или аммонийные соли и соли щелочных металлов жирных кислот с длиной углеводородных цепей 6-18 углеродных атомов.

Раствор ПАВ добавляют в таком количестве, что вес чистого ПАВ составляет 2-44 от веса моногидрата окиси железа. Затем суспензию охлаждают, отжимают на фильтре, промывают по- ц лученную пасту моногидрата окиси железа обессоленной водой до рН. 6,87,2,сушат при температуре не выше

80вС, порошок размалывают и подвергают термообработке для получения магнитной Я -окиси железа, Обезвоживание и восстановление проводят одновременно при 450-600 С в атмосфере продуктов термической диссоциации

ПАВ. и водорода до получения магнетита, окисление которого до Я -окиси железа проводят при 220-250 С в атмосфере окислительного агента. Полученный продукт может быть. подвергнут уплотнению с целью улучшения диспергирования в ферролаке.

Предлагаемое ведение процессз окис ления гидоозакиси железа при, 26-30 С с расходом окислителя 0,0075Ъ

0,027 г-моль 02/л,ч до рН 4,8-5,3 и обработка моногидрата окиси железа гидроокисью при расходе последней

0,06-0,15 г-ион ОН /л,ч имеет целью замедление .процесса кристаллизации частиц моногидрата окиси железа дляполучения кристаллов, однородных З5 по размеру и совершенных по внутренней структуре.8 конечном продукте это проявляется в уменьшении коэффициента неоднородности частиц по полям пере магничивания в уменьшении неоднород- 40 ности по коэрцитивной силе, что обеспечивает в магнитных носителях улучшение относительной частотной характеристи-. ки °

Пример 1. К 7200 л водного: раствора сернокислого закисного желе- за с концентрацией 115 г/л добавляют при перемешивании 1140 л 103-ного вод" ного раствора гидроокяси аммония.

Окисление суспензии гидрата закиси железа проводят со скоростью

0,03 г-ион F (l l)/ë.÷ при расходе окислителя 0,0075 г-моль 0 /л.ч, что обеспечивается при перемешивании в реакторе со .скоростной мешалкой турбинно-диффузионного типа при скорости вращения 250-об/мин за счет свободно; го захвата воздуха в течение 11 ч. Окисление заканчивают при рН 5,3 и 30 С, затем повышают температуру в реакторе до 50 С, после чего непрерывно приливают 103-ный водный раствор аммиака со скоростью 3,8 л/мин в течение 12 ч. при рН 5,0-5,5 .что

Уменьшение температуры и рН процесса окисления гидрозакиви железа ниже 26 С и 4,8, соответствено, и увеличение расхода окислителя выше

0,027 r-моль 0 /л ч а также увеличение расхода гидроокиси выше

0,15 г-ион ОН /л.ч при обработке частиц моногидрата окиси железа при водит к получению менее однородных кристаллов как по размеру, так и по N внутренней структуре, к уменьшению относительной частотной характеристики магнитных носителей, 15 4

Напротив, увеличение температуры и рН процесса окисления гидроо закиси железа выше 30 С и 5,3,соответственно, и уменьшение расхода окислителя ниже 0,0975 r-моль О /л, ч, а также уменьшение расхода гидроокиси ниже 0,06 г-ион ОН /л ч при обработке частиц моногидрата окиси железа приводит к формированию слишком крупных кристаллов, которые могут ломаться при дальнейшей переработке моногидрата окиси железа в g -окись железа,, увеличивая неоднородность кристаллов по размеру и ухудшая относительную частотную характеристику магнитных носителей.

Отмывка частиц моногидрата окиси железа до рН 6,8-7,2 обеспечивает наличие в порошке такого количества анионов (SO, С1 и др.), которое необходимо для получения рН водной вытяжки готовой -окиси железа в пределах 4-6,, обеспечивающих хорошее сцепление частиц порошка с полимером в лаковой композиции в процессе отвердения ° Отмывка до рН ниже

6,8 приводит к увеличению количества кислых ионов сверх необходимого в конечном продукте, что ведет к ухудшению электроакустических свойств, например коэффициента нелинейных ис- кажений магнитных носителей. Отмывка до рН выше 7,2 приводит к значительному уменьшению количества кислых ионов в готовом продукте, что обуславливает плохое сцепление частиц порошка с полимером в процессе отвердения магнитного лака..

Относительная час-тотная характеристика магнитного но" сителя, дб

Свойства порошка ".-окиси железа коэрцитивнря сила коэффициент некА/м однородности

Способ

Предлагаемый

+ 0,6

+ 0,8

+ 1,0

-4,0

0,82

26,5 по примеру 1 по примеру 2 по примеру 3

0,81

27,2

28,0

0,79

0,85-0,97

26,4-30,0.. Известный

Как видно из таблицы, образцы, no"I, .неоднородности частиц по полям перелученные по предлагаемому способу,, магничивания и неоднородности по и изготовленные из них магнитные но-,. корэцитивной силе. сители имеют улучшенные значения от-. Изобретение позволяет повысить носительной частотной характеристи- относительную частотную характеристики эа счет уменьшения коэффициента,ку магнитных носителей до 0,6-1,0 дб.

CA l

Составитель В.Попов

Редактор Г.безвершенко Техред N.Kîñòèê Корректор В, Гирняк

Заказ 5097/25 . Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, ««осква, «««-35, Раушская наб., д, 4/5

Ю

Филиал ППЯ "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

10303 обеспечивает скорость роста кристал" лов 1 А /мин. По окончании укаэанной обработки добавлением водного раствора аммиака доводят рН до 7,5, О нагревают суспензию до 60 С, вводят

200 л водного раствора ПАВ - 103.-ного стеарата натрия, подогретого до

85 С, перемешивают в течение 1 ч, охлаждают суспенэию при перемешивании до 30 С, фильтруют ее и промыва- «р ют до рН промывной воды 6,8. Сушку пасты ведут в вакуум-сушилках при

80 С. После размола порошок подверо гают термообработке во вращающейся печи. Обезвоживание и восстановле" «s ние проводят при 450 С в атмосфере продуктов разложения ПАВ и водорода, а окисление проводят Ь токе воздуха при 220 С.

Пример 2. Условия осуществле- 2ц ния способа аналогичны примеру 1, но процесс окисления гидрозакиси железа ведут при 26 С до рН 4,8 с расходом окислителя 0,027 г-моль О /л. ч, что обеспечивает скорость окисления 2s ,0,09 г-ион Ре(««)/л. ч, обработку частиц моногидрата окиси железа гидро15 6 окисью аммония ведут при расходе. последнего 0,15 г-ион ОН /л,ч (скорость роста кристаллов составляет

18 М /мин), в качестве ПАВ используют гексадецилфосфат триэтаноламина, кристаллы моногидрата окиси железа промывают до рН 7,2.

Пример 3. Условия осуществле-. ния способа аналогичны примеру 1,. но процесс окисления ведут при 28 С до рН 5,0 с расходом окислителя

0,02 r-моль О /л,ч, обеспечивающий . скорость окисления 0,046 г-ион Fe(II)/

/л,.ч, обработку частиц моногидрата окиси железа гидроокисью. аммония ведут при расходе последнего 0,1 r-ион

ОН, /л, ч (скорость роста кристаллов составляет 10 А /мин), в качестве

ПАВ используют додецилфосфат триэтаноламина, кристаллы моногидрата окиси железа промывают до рН 7,0.

Свойства образцов g-.окиси железа, полученной по предлагаемому и известному способам и свойства магнитных носителей, изготовленных с использованием этих продуктов, при" ведены в таблице.