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

(54) (57) 1, ТОЙ-ОКИДЛЯ ИЗГОТОВ включающийрастворов сза и гидроо ной гидроза ПОСОБ ПОЛУЧЕНИ И ЖЕЛЕЗА, ИСПО ЕНИЯ МАГНИТНЫХ заимодействие, ли двухвалентн иси окисление иси железа, по ГОСУДАРСТВЕННЬ 9 КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, ОТКРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Шосткинское ордена ОктябРеволюции производственное обнение "Свема" им. 50-летия СС(56) 1, Авторское свидетель У 477944, кл.С 016 49/06,32. Авторское свидетельст и аявке 11 2813426/23-26, к С 01 0 49/0630,08.79 нуд обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси железа гидро- окисью и поверхностно-активным веществом и последующую отмывку, обезвоживание, восстановление и окисление моногидрата окиси железа, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения относительной частотной характеристики магнитных носителей за счетповышения однородности продукта, окисление гидроза.киси железа ведут при 26-30 фС с расходом окислителя 0 0075-0 027 г-моль 02/л ч до рН 48-53 а обработку: частиц моногидрата окиси железа гидроокисью осуществляют при расходе последней 0,06-0,15 г-ион ОН /л.ч.2, Способ по п.1, о т л и ч. а ющ и й с я тем, что для окисления гидрозакиси железа используют воздух,3. Способ по па, 1 и 2 о т л ич а ю щ и й с я тем, что отмывку частиц моногидрата окиси железа ве.дут до рН 6,8-7,2.1 103Изобретение относится к технологии получения железоокисных магнитных 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, включающийвзаимодействие водных растворов солидвухвалентного железа и аммиака, окис 1 ления полученной гидрозакиси желе. за кислородсодержащим газом, обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси железа гидроокисью прирН 5,0-5,5,оканчивая процесс приРН 7,0-7,3, и последующую термообработку с получением игольчатой Г -окиси железа :13Однако указанный способ не позволяет получать -окись железа свысокими показателями магнитныхсвойств и магнитные носители, изго"товленные на ее основе, имеют неудовлетворительные электроакустические показатели.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ получения игольчатой "-окиси железадля изготовления магнитных носителейвключающий взаимодействие воднь 1 храстворов соли двухвалентного железаи гидроокиси до получения суспензиигидрозакиси железа концентрации 2080 г/л, окисление последней кислородсодержащим газом со скоростью0,1-0,2 г-ион Ге( ) Гл-.ч при 0-24 С,последовательную обработку образовавшихся частиц моногидрата окиси жеолеза гидроокисью при 20-60 С до рН10-12 и ПАВ на основе жирной кислоты отмывку при рН 8,0-9,5, восстанов0ление при 430-650 С и окисление при300-550 С моногидрата окиси же,.леза 2. 0315 Однако продукт, полученный известным способом, не обеспечивает достаточно высоких значений относительной частотной характеристики магнитных носителей 1,равной около 4 дб / из-за неоднородности частиц -окиси железа по размеру, а следом(26 4- вательно, по коэрцитивнои силе (2630 кА/м),Цель изобретения " увеличение относительной частотной характеристики магнитных носителей за счет повышения однородности продукта. Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияигольчатой-окиси железа для изготовления. магнитных носителейвключающему взаимодействие водныхрастворов соли двухвалентного железаи гидроокиси, окисление полученнойгидроэакиси железа, последовательнуюобработку образовавшихся частиц моно 10 гидрата окиси железа гидроокисью иповерхностно-активным веществом ипоследующую отмывку, обезвоживаниевосстановление и окисление моногидрата окиси железа, окисление гидрозакиси железа ведут при 26-30 С срасходом окислителя 0,0075-;0,027 г-моль 02/л ч до рН 4,8-5,3,а обработку частиц моногидрата окиси железа гидроокисью осуществляютпри расходе последней 0,060,15 г-ион ОН /л ч.. Кроме того, для окисления гидрозакиси железа используют воздух.При этом отмывку частиц моногидрата окиси железа ведут до рН6,8-.7,2.Способ. осуществляют следующимобразом.В реактор синтеза с водным раствором соли двухвалентного железаприливают рассчитанное количествоводного раствора гидроокиси, обеспечивающее осаждение в виде гидратазакиси железа 45-70 соли при концентрации суспенэии 45-60 г/л. РеакЗ 5 ционную смесь выдерживают в течение 1 ц при перемешивании, а затемвводят окислитель, например воздух,с расходом 0,0075-0,027 г-мольО/лч тем самым обеспечивают ско 40 рость окисления 0,03-0,09 г-ионГе/л.ч, и процесс ведут до рН4,8-5,3 после чего проводят обработку частиц моногидрата окиси железа при 40-50 С ратвором гидрооки 45 си с расходом 0,06-0,15 г-ион ОН /лц,обеспечивающем рН среды 5,0-5,5 искорость роста кристаллов моногидрата окиси железа 1-18 м /мин до исчезновения ионов Ге(11),По оконцании указанного процессарН суспензии доведят до 75-85температуру повышают до 55-65 С иЕ Оне прекращая перемешивания, в суспензию вводят подогретый до 80-90 С55 раствор поверхностно-активного вещества ПАВ) в качестве которогомогут быть использованы, например,триметаноламиновые соли алкигасФор45 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, цто вес чистого ПАВ составляет 2-44 от веса моногидрата окиси железа. Затем суспензию охлаждают, отжимают на фильтре, промывают по лученную пасту моногидрата окиси железа обессоленной водой до рН. 6,8- 7,2,сушат при температуре не выше 80 аС,. порошок размалывают и подвергают термообработке для получения магнитной-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. подвергнутуплотнению с целью улучшения диспергирования в ферролаке.Предлагаемое ведение процесса окис. ления гидоозакиси железа при, 26-30 С с расходом окислителя 0,0075 Ъ 0,027 г-моль 02/л.ц 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 З 5 по размеру и совершенных по внутренней структуре.В конечном продукте это проявляется в уменьшении коэффициента неоднородности частиц по полям перемагничивания в уменьшении неоднородности по коэрцитивной силе, что обеспечивает в магнитных носителях улучшение относительной частотной характеристи-. кие Уменьшение температуры и рН процесса окисления гидрозакиви железа ниже 26 С и 4,8, соответствено, и увеличение расхода окислителя выше 0,027 г-моль О /лч а также увели чение расхода гидроокиси выше 0,15 г-ион ОН /л.ч при обработке частиц моногидрата окиси железа приводит к получению менее однородных кристаллов как по размеру, так и по 55 внутренней структуре, к уменьшению относительной частотной характеристики магнитных носителей,15 4Напротив, увеличение температуры и рН процесса окисления гидроозакиси железа выше 30 С и 5,3,соответственно, и уменьшение расхода окислителя ниже 0,0975 г-моль О /л, ч, атакже уменьшение расхода гидроокисиниже 0,06 г-ион ОН /л ч при обработке частиц моногидрата окиси железаприводит к формированию слишком крупных кристаллов, которые могутломаться при дальнейшей переработке моногидрата окиси железа в Г-окисьжелеза,. увеличивая неоднородностькристаллов по размеру и ухудшая относительную частотную характеристикумагнитных носителей.Отмывка частиц моногидрата окисижелеза до рН 6,8-7,2 обеспечиваетналичие в порошке такого количества анионов (50 С 1 и др.), котороенеобходимо для получения рН воднойвытяжки готовой-окиси железа впределах 4-6 обеспечивающих хорошее сцепление частиц порошка с полимером в лаковой композиции в процессе отверденияОтмывка до рН ниже6,8 приводит к увеличению количествакислых ионов сверх необходимого вконечном продукте, что ведет кухудшению электроакустических свойств,например коэффициента нелинейных ис-кажений магнитных носителей. Отмывка до рН выше 7,2 приводит к значительному уменьшению количества кислыхионов в готовом продукте, что обуславливает плохое сцепление частиц порошка с полимером в процессе отвердения магнитного лака,П р и м е р 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 скоростью0,03 г-ион Ге(1)/л,ч при расходе окислителя 0,0075 г-моль 0/л.ч, что обеспечивается при перемешивании в реакторе со .скоростной мешалкойтурбинно-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 цего непрерывно приливают 10-ный водный раствор аммиака со скоростью 3,8 л/мин в течение 12 ц. при рН 5,0-5,5,что-тотная характеристика магнитного но"сителя, дб Свойства порошка фу",-окиси железа коэрцитивнря сила коэффициент некА/м однородности-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, по" 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.( Заказ 5097/25 . Тираж 471 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППЯ "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 10303 обеспечивает скорость роста кристал" лов 1 м /мин. По окончании укаэанной обработки добавлением водного раствора аммиака доводят рН до 7,5,Онагревают суспензию до 60 С, вводят 200 л водного раствора ПАВ - 10.-ного стеарата натрия, подогретого до 85 С, перемешивают в течение 1 ч, охлаждают суспенэию при перемешивании до 30 С, фильтруют ее и промыва О ют до рН промывной воды 6,8. Сушку пасты ведут в вакуум-сушилках при 80 С. После размола порошок подверогают термообработке во вращающейся печи. Обезвоживание и восстановле" 15 ние проводят при 450 С в атмосфере продуктов разложения ПАВ и водорода, а окисление проводят в токе воздуха при 220 С.П р и м е р 2. Условия осуществле ния способа аналогичны примеру 1, но процесс окисления гидрозакиси железа ведут при 26 фС до рН 4,8 с расходом окислителя 0,027 г-моль О/л, ч, что обеспечивает скорость окисления 25 ,0,09 г-ион Ге(1)/л, ч, обработку частиц моногидрата окиси железа гидро" 15 6окисью аммония ведут при расходе.последнего 0,15 г-ион ОН /л,ч (скорость роста кристаллов составляет18 Я /мин), в качестве ПАВ используют гексадецилфосфат триэтаноламина,кристаллы моногидрата окиси железапромывают до рН 7,2.П р и м е р 3, Условия осуществления способа аналогичны примеру 1,.но процесс окисления ведут при 28 фСдо рН 5,0 с расходом окислителя0,02 г-моль О/л,ч, обеспечивающий .скорость окисления 0,046 г-ион Ге(11)//л,.ч, обработку частиц моногидратаокиси железа гидроокисью аммония ве"дут при расходе последнего 0,1 г-ионОН, /л, ч (скорость роста кристалловсоставляет 10 3 /мин), в качествеПАВ используют додецилфосфат триэтаноламина, кристаллы моногидратаокиси железа промывают до рН 7,0.Свойства образцов Э-.окиси железа,полученной по предлагаемому и известному способам и свойства магнитных носителей, изготовленных сиспользованием этих продуктов, при"ведены в таблице,