Лако-красочные материалы — производство

Закись-окись железа встречается в природе в виде минерала магнетита и может быть получена искусственным путем из солей закиси и окиси железа. Она представляет собой шпинель типа МО • М203, в которой железо присутствует в виде двух — и трехва­лентного окисла. В соответствии с этим состав закись-окиси же­леза может быть представлен формулой ЕеОЖегОз.

Все методы получения черной окиси железа мокрыми спосо­бами основаны на способности гидратов закиси и окиси железа вступать между собой во взаимодействие с образованием закись — окиси железа по следующей схеме:

2Fe (ОН)з + Fe (ОН)2 —► FeO ■ Fe203 — f~ 4Н20

Протекание этой реакции обусловлено кислотным характером гидрата окиси и основным характером гидрата закиси железа. Вначале, по-видимому, получаются продукты присоединения гид­ратов окиси и закиси железа, которые затем дегидратируются [76]: 2Fe <ОН)з + Fe <ОН)2 —5- Ре <ОН)2 ■ 2Ре (ОН)3 —►

Условия образования оказывают очень большое влияние на со­став и свойства закись-окиси железа. Часто закись-окись железа получается в виде непрочного активного соединения, адсорбирую­щего значительные количества воды и легко окисляющегося кис­лородом воздуха в окись или гидратированную окись железа. Та­кая закись-окись железа образуется, в частности, при взаимодей­ствии гидрата закиси железа со свежеосажденным аморфным гид­ратом окиси.

Получение закись-окиси железа основано на двух методах:

!) взаимодействие соли закиси железа с едкими или углекис­лыми щелочами и окисление выпадающего осадка в закись-окись железа;

2) окисление металлического железа ароматическими нитросо­единениями в водном растворе солей железа.

Первый из этих методов заключается в окислении гидрата за­киси железа кислородом воздуха в гидрат окиси, который всту­пает во взаимодействие с еще неокислившимся гидратом закиси с образованием закись-окиси железа:

2Fe (ОН)2 ф Н20 ф 0,5О2 —* 2Ре (ОН)3
2Fe (ОН)з ф Ре (ОН)2 —► FeO • Fe203 ф 4Н20

Вместо гидрата закиси железа можно применять углекислое железо, которое при нагревании гидролизуется, образуя гидрат ‘закиси, окисляющийся затем в закись-окись железа:

FeC03 ф Н20 —> Fe {ОН)2 ф С02
3Fe (ОН)2 ф 0,5О2 —► Fe304+3H20

Окисление производят при нагревании, но даже и в этом слу­чае оно протекает медленно. По данным некоторых исследовате­лей, окисление может быть значительно ускорено добавлением к гидрату закиси железа небольших количеств азотистокислого натрия или хлористого цинка.

Закись-окись железа, получаемая по этому методу, обладает высокой устойчивостью: она не окисляется кислородом воздуха и отличается очень высокими пигментными свойствами [76].

Приготовление закись-окиси железа окислением металличе­ского железа ароматическими нитросоединениями в растворе элек­тролитов начинается с коррозии железа и образования гидрата закиси, который затем окисляется в гидрат окиси железа. Послед­ний вступает во взаимодействие с вновь образующимся в резуль­тате коррозии гидратом закиси железа. В результате этой реак­ции получается закись-окись железа:

Fe-f Н20ф0,502 —> Fe (ОН)2 2Fe (ОН)2 ф Н20 ф 0,5О2 —> 2Fe (ОН}3 2Ре (ОН)3 ф Fe (ОН)э —► Fe304 ф 4НаО

Образование закись-окиси железа при окислении металличе­ского железа происходит, как уже было указано (стр. 424), толь­ко в среде электролитов, не гидролизующихся в присутствии же­леза.

Условия реакции оказывают очень большое влияние на состав и свойства закись-окиси железа; поэтому для получения высоко­качественного пигмента процесс окисления следует вести при строго определенных условиях.

При приготовлении искусственной черной окиси железа любым методом не удается получить чистую закись-окись железа FeO* • Fe303, содержащую расчетное количество закиси железа, т. е. 31,03% FeO. Содержание закиси железа в технических продуктах находится обычно в пределах 17—25%, причем чем активнее за­кись-окись железа в стадии получения, т. е. чем легче она окис­ляется, тем меньше в ней содержится закиси железа. В качестве пигментов следует применять соединения, содержащие не менее 17—18% FeO,