166141. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szintetikus lepidokrokit /gamma-vasoxid-monohidrát/ előállítására
16Ó141 gel, állandó keverés és levegőbuborékoltatás közben. 7 és fél óra alatt a leválasztás befejeződik, a felhasznált ammóniaoldat 190 liter vagy 4,9 kilogramm a felhasznált ammónia gáz, a tartályban levő anyag térfogata 810 liter és tartalmaz 20,0 kg y-ferrioxid-hidroxidot (lepidokrokit). A pH végül 3,7-es értékre állt be. A kapott lepidokrokit összmennyisége per a kristálygóc mennyiség körülbelül 2:1, megfelel a felhasznált összes 28,8%-os ammóniumhidroxid oldat osztva a 38 °C-ra való melegítés előtt az elegyhez adott 28,8%-os ammóniumhidroxid oldat mennyiségével (összmenynyiség 29 liter és 14 liter az érlelési szakaszban). A termék röntgen diffrakciós vizsgálata 99% feletti y-ferrioxid-monohidrát tartalmat mutatott (lepidokrokit), elektronmikroszkóppal végzett vizsgálatok pedig azt mutatták, hogy a tűalakú kristályszemcsék nyalábokban fordulnak elő körülbelül 2 mikronig terjedő hosszúsággal és 20:1-től 50:1-ig terjedő hosszúság-szélesség aránnyal (részecskék előfordultak 1 mikron hosszúsággal és 0,02^ szélességgel is). Összehasonlításképpen a kísérleti termék és a standard lepidokrokit röntgen diffrakciós vizsgálati eredményeit az alábbi táblázatban közöljük (a standard lepidokrokit röntgen diffrakciós vizsgálata az ASTM nyilvántartásában mint ASTM 8—98 szerepel): Kísérleti „d" A° 1/10 ASTM 8—98 (lepidokrit) „d"A° 1/10 6,28 3,30 2,48 2,36 2,10 1,94 100 92 75 15 20 65 6,26 3,29 2,47 2,36 .2,09 1,937 100 90 80 20 20 70 Hasonló eredményeket kapunk, ha levegő helyett tiszta oxigént használunk és NH4 OH vagy NH 3 gáz helyett NaOH-ot vagy Ca(OH)2 -ot használunk. B) Szintetikus mágneses y-ferrioxid előállítása A kristályszemcsék felületének felületaktív anyaggal történő bevonása oly módon történik, hogy a tartályban levő szuszpenziót 80 °C-ra hevítjük, majd élénk keverés közben beadagoljuk a felületaktív anyagot, amely 0,5 kg kókuszolajsav, 0,1 kg morfolin és 15 liter forró víz elegye. Ezután tovább melegítünk 88 °C-ig, majd szűrünk és a szűrőpogácsát sómentesre mossuk. A termék majdnem tiszta lepidokrokit, amely 2,5% zsírsavas bevonó felületaktív anyagot tartalmaz. Ezt a terméket 400 °C-on hidrogén atmoszférában redukáljuk ferro-ferrioxiddá szakaszos vagy folyamatos működésű alagútkemencében, majd a redukciót követően 246 °C-on levegőáramban oxidáljuk y-ferrioxiddá, amelynek mágneses tulajdonságait golyósmalomban fél órán keresztül való mechanikai tömörítéssel javítják. Az így nyert vasoxid mágneses tulajdonságait 1000 oersted erősségű mágneses térben vizsgáljuk. A száraz por He = 365, Br = 2040, Bm = 3470 értéke-8 ket mutatott. Olajos diszpenzió formájában a megfelelő mért értékek a következők: He = 362, Br = 3365, Bm = 3760. Elektronmikroszkópos vizsgálatok a száraz ferrioxid szemcsékre körül-5 belül 2 mikron hosszúságot és 9,3:1 hosszúságszélesség arányt adtak. Hasonló ferrioxid terméket nyerhetünk a nedvesítőszerrel történő kezelés kihagyásával. 10 2. példa Az 1. példa A) fázisában a lepidokrokit érlelési szakaszban fémes vas is használható leválasztószerként. A következőkben kövessük végig ezt a módszert. Két azonos módon, ferrokloridból 15 ammóniával az 1. példa szerint készített 760 liternyi (egyenként) szintetikus lepidokrokit kristálygóc pépet egy 1900 literes tartályba teszünk. A tartálykeverő és levegőbuborékoltató mellett egy fémes vasat tartalmazó edénnyel is fel van 20 szerelve a levegő buborékoltató felett. Az egész elegyet 60 °C-ra melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk, amíg a bevezetett levegő a fémes vasat oxidálja és ferrioxid-monohidrát válik le. Ez a levegőbuborékoltatás 36 órán keresztül foly-25 tatódott, mialatt a lepidokrokittartalom az elegyben elérte a 34 kg-ot. A kapott lepidokrokit hasonló minőségű mint amit az 1. példa A) szakaszában kaptunk. Az 1. példa B) szakaszához hasonló módon a 30 kapott pépet, illetve a benne levő lepidokrokitot nedvesítőszerrel kezeltük, majd mértük, szűrés után mostuk, szárítottuk stb. az előző példa B) szakasza szerint a mágneses y-vasoxid nyerése céljából. A kapott termék szintén nagyon jó mágneses 35 tulajdonságokkal rendelkezett. A száraz por mágneses tulajdonságai a következők: He = 340, Br = 1987, Bm = 3500. Olajos diszperzió formájában a megfelelő értékek a következők: He = 363, Br = 3365, Bm = 3760. A mérés 1000 oersted 40 erősségű mágneses térben történt. 3. példa Ebben az esetben a mágneses forrioxid úgy készül, mint az 1. példában, azzal a különbséggel, 45 hogy a ferro-ferrioxiddá történő redukcióhoz külön gáz alakú redukálószert, mint például a hidrogén, nem használunk. A redukció a lepidokrokit szemcséket bevonó szerves felületaktív anyag redukáló hatására történik, ugyanazon a kemence-50 hőmérsékleten, mint a hidrogénnel történő redukálás esetében. Az így kapott termék szintén nagyon jó mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. A száraz por He = 303, Br = 1892, Bm = = 3388, olajos diszpenzió formájában pedig He = = 325, Br = 2841, Bm = 3207 értékeket mutat. 55 60 65 4. példa Egy 1900 literes, keverővel és levegőbuborékoltatóval felszerelt tartályba 980 liter 27 °C-os vizet és 59 kg ferrokloridot tartalmazó 150 liter oldatot öntünk. Keverés közben 9 kg NaOH-t tartalmazó 300 liter NaOH oldatot eresztünk a tartályba 10— 15 perc alatt. A keverést tovább folytatva oxidálunk, 2,4 liter/sec buborékoltatási sebesség mellett levegővel, amíg a ferro csapadék ferrivé nem ala-4
