Hay muchos métodos para preparar oxido de hierro, que se puede dividir aproximadamente en dos tipos, método seco y método húmedo según el estado de los materiales de reacción. El método seco se divide en método en fase gaseosa y método en fase sólida. El método en fase gaseosa incluye principalmente el método de tostación, el método de descomposición térmica, el método de Ruther, etc. El método húmedo incluye principalmente el método sol-gel, el método de oxidación por aire, el método de hidrólisis, el método de precipitación, etc. Además, existen algunos métodos de mejora, como el método hidrotermal, el método catalítico y el método de nucleación.
>>> Método Seco
El método en fase de vapor a menudo utiliza hierro base o ferroceno como materia prima y se prepara mediante descomposición térmica con llama, deposición de vapor, deposición química con plasma a baja temperatura o descomposición térmica con láser. La ley de la fase sólida consiste en mezclar sales u óxidos metálicos según la fórmula y calcinarlos después de la molienda. Después de la reacción en fase sólida, las nanopartículas se pueden obtener directamente o mediante molienda.
>>> Método de tostado
El método de tostado tradicional se refiere principalmente al método de tostado de piedra de entintar verde, que consiste en obtener óxido de hierro rojo mediante la calcinación a alta temperatura de sulfato ferroso. Este método sólo es adecuado para la producción a pequeña escala debido a la grave contaminación del medio ambiente provocada por el SO2 y el SO3 producido. Además, existen métodos de calcinación con amarillo de hierro y negro de hierro. El proceso de preparación de óxido de hierro mediante el método de tostación es simple y fácil de operar, pero el método tiene un alto consumo de energía, la pureza del producto es baja, la sinterización a alta temperatura provoca fácilmente la aglomeración de cristales y el polvo obtenido tiene poca dispersión.
>>> Método de descomposición térmica
Los métodos de descomposición térmica suelen utilizar hierro base o ferroceno como materia prima y se preparan mediante descomposición en fase gaseosa, descomposición térmica con llama o descomposición con láser. Este método tiene las características de un proceso simple, pocos factores que influyen y un buen entorno operativo. Los productos producidos se caracterizan por su alta calidad, partículas ultrafinas y dispersión alimentaria. Pero la dificultad técnica es alta, los requisitos de estructura y materiales del equipo son altos y la inversión única también es grande.
>>> Método Ruther
El método Ruthner, también conocido como método de tostado por aspersión, es un método importante mediante el cual las primeras empresas siderúrgicas grandes y medianas utilizan el líquido residual de FeC1 producido durante el procesamiento del acero decapado y recuperan ácido clorhídrico para preparar óxido de hierro. Utiliza cloruro de hierro como materia prima, agrega restos de hierro para consumir ácido, y la solución se purifica y luego se tuesta por aspersión a alta temperatura. La solución de cloruro ferroso se hidroliza y oxida en condiciones de alta temperatura para generar cloruro de hidrógeno y óxido de hierro. El cloruro de hidrógeno se recupera con ácido clorhídrico y se devuelve al taller de decapado del acero para su reutilización. El óxido de hierro producido se puede utilizar para producir ferrita blanda. Este método tiene las características de proceso simple, ciclo corto, gran producción y bajo costo. Sin embargo, debido a la producción de ácido clorhídrico en el proceso de producción, la corrosión del equipo es grande y tiene altos requisitos para el equipo de producción.
>>> Método húmedo
El método húmedo, también conocido como método en fase líquida, es actualmente el principal método para preparar materiales en polvo ampliamente utilizado en laboratorios y campos industriales. Las principales ventajas de este método son el fácil control de los componentes, el equipamiento sencillo y el bajo coste de producción. La desventaja es que hay muchas impurezas y es difícil obtener partículas en polvo de alto rendimiento. Las partículas generadas son fáciles de formar pseudopartículas agregadas y difíciles de dispersar.
>>> Método sol-gel
El proceso principal de preparación de polvo de óxido de hierro mediante el método sol-gel es agregar una cierta cantidad de tensioactivo y álcali a la solución que contiene Fe3+ para preparar una solución de Fe(OH)3, luego filtrarla después de calentarla y lavarla con agua desionizada durante varios días. veces. Finalmente, se preparan partículas de α-Fe2O3 mediante secado. Este método tiene las ventajas de fácil disponibilidad de materias primas, bajo precio, proceso simple, etc. También es beneficioso para promover el equilibrio cloro-álcali. Este método puede preparar un polvo de óxido de hierro ideal ultrafino, uniforme y esférico. Las desventajas son que los disolventes orgánicos utilizados son inflamables y tóxicos y el coste del producto es elevado.
>>> Método de oxidación del aire
El método de oxidación al aire se puede dividir en método ácido y método álcali. El método ácido consiste en precipitar iones ferrosos en Fe (OH) con álcali, que es menor que la cantidad teórica de álcali, pasar la oxidación para preparar cristales semilla de FeOOH. Luego agregue sal ferrosa a los cristales semilla para continuar la oxidación por aireación, de modo que el Fe2+ se oxide directamente a FeOOH y se deposite sobre el cristal semilla para hacer que crezca el cristal semilla. Finalmente hay que filtrarlo, lavarlo, secarlo y calcinarlo. Este es un método importante para preparar óxido de hierro. El proceso es sencillo. Sin embargo, debido a que el método de oxidación con aire es una reacción trifásica de gas, sólido y líquido, su mecanismo de reacción y las condiciones del proceso son complicados y la forma de las partículas es difícil de controlar.
>>> Método de hidrólisis
El método de hidrólisis consiste en hidrolizar una cierta concentración de agua salada metálica controlando la temperatura y el valor de PH para generar precipitación de hidróxido y óxido. Durante el proceso de preparación, generalmente se agregan algunos coadyuvantes de cristalización para reducir la tasa de precipitación por hidrólisis y el crecimiento de cristales, así como para garantizar un crecimiento completo y uniforme de las partículas. Luego se seca el precipitado para preparar las nanopartículas correspondientes. El método de hidrosis incluye hidrólisis forzada e hidrólisis homogénea.
>>> Método de precipitación
Este es el método más antiguo para sintetizar nanopartículas de óxido metálico mediante una reacción química en fase líquida. Por lo general, las sustancias con diferentes composiciones químicas se mezclan en estado de solución y luego se agrega un agente precipitante apropiado para hacer precipitar un precursor. Luego el precipitado se seca o se calcina para obtener las correspondientes nanopartículas.
>>> Método Hidrotermal
El método hidrotermal se refiere a la reacción y cristalización de materias primas en un recipiente a presión sellado, utilizando fluidos como soluciones acuosas o vapor de agua como solventes en condiciones de alta temperatura y alta presión. Dado que la reacción se lleva a cabo en una solución acuosa a alta temperatura y alta presión, cierta forma de precursor exhibirá propiedades diferentes a las de la temperatura normal, como mayor limpieza de iones, mayor solubilidad, transformación de la estructura cristalina del compuesto y fácil deshidratación de hidróxidos. etc…