Автоматизированный контроль параметров на всех этапах
  Многоступенчатый мониторинг качества сырья и готовой продукции
  Экологичная переработка побочных продуктов
  Энергоэффективные технологии производства

Наш процесс построен на методе контролируемого окисления в среде раствора железного купороса: именно он позволяет точно управлять размером и формой частиц, а значит — и оптическими свойствами пигмента.

  Стабильность цветовых характеристик от партии к партии
  Высокая дисперсность частиц
  Отличная укрывистость
  Устойчивость к внешним воздействиям
  Чистота продукта
  Экологичность продукта

Мы выпускаем жёлтый железооксидный пигмент по строго контролируемой технологии, где каждый параметр влияет на итоговый результат.
Такой подход гарантирует стабильность цвета от партии к партии и предсказуемое поведение пигмента в различных материалах.
Технология изготовления желтого железооксидного пигмента заключается в получении затравочных кристаллов путем высаждения 2-х валентного железа из раствора железного купороса аммиачной водой с последующим окислением кислородом воздуха.
Полученные кристаллы перекачивается в реактор синтеза, где в присутствии металлического железа, в среде раствора железного купороса, при непрерывной подаче пара и воздуха в течение до 100 часов протекает синтез пигмента. При синтезе происходит рост микрочастиц затравочных кристаллов, их укрупнение, в результате пигмент приобретает насыщенный цвет, высокую красящую способность, отличную укрывистость и маслоемкость.
Суспензия пигмента отмывается от водорастворимых солей, фильтруется, паста высушивается, полученный пигмент упаковывается.

Желтый железооксидный пигмент по химической природе является гидратом оксида железа состава Fe₂O₃ ⋅ Н₂О.
Моногидрат оксида железа (III) может кристаллизоваться в трех кристаллических модификациях: α (гетит), метастабильная β и γ (лепидокрокит).
В качестве пигмента применяется, главным образом, гетит.

Все гидраты оксида железа (III) обладают различным цветом (оттенком) и различными пигментными свойствами, в соответствии, с чем можно, изменяя условия образования гидрата оксида железа (III), изменять цвет (оттенок) и пигментные свойства желтых железооксидных пигментов в очень широких пределах. Например, пигмент, получаемый окислением металлического железа, обладает чистым и ярким цветом и известен под названием желтый железооксидный пигмент.

Обычно выпускается несколько марок желтого железооксидного пигмента, различающихся главным образом по цвету, содержанию основного вещества и по дисперсности.

Желтый железооксидный пигмент получают обычно в результате гидролиза ионов Fe³⁺ в кислой среде, которые образуются в растворе при окислении ионов Fe²⁺ кислородом  воздуха.
Непосредственным осаждением гидрата оксида железа (III) из растворов Fe³⁺ получить продукт, обладающий пигментными свойствами, невозможно, так как он неизбежно образуется в виде коллоидного осадка, поэтому процесс проводят в растворе солей железа (II), осуществляя гидролиз ионов Fe³⁺, получающихся при окислении кислородом воздуха ионов Fe²⁺:

Fe²⁺ + O₂ + H+ → Fe³⁺ + H₂ O.

От значения рН при осаждении зависят многие свойства получаемого пигмента, регулирование проводится путем введения аммиака или, чаще, металлического железа. В этом случае суммарная реакция образования желтого железоксидного пигмента соответствует следующему уравнению:

Fe + O₂ + H₂O → FeO(OH).

Для исключения образования коллоидного гидроксида железа синтез проводят в присутствии зародышей, которыми служит гидроксид железа (III), полученный окислением гидроксида железа (II), обычно осаждаемого аммиаком:

[Fe(H₂O)₅OH]+ + OH– → Fe(OH)₂ + H₂ O;
Fe(OH)₂ + O₂ → FeO(OH) + H₂O.

Зародыши готовят в отдельных реакторах или в реакторах синтеза пигмента, куда затем погружают железные стружки или обрезь и заливают раствор сульфата железа (II).
Через реакционную массу продувают воздух в течение 2-3 суток. Раствор сульфата железа, в среде которого происходит синтез пигмента, практически не расходуется, но загрязняется примесями, имеющимися в железе, и ионами аммония, вводимыми с суспензией зародышей. Поэтому весь раствор или его часть обновляется в каждом цикле периодически осуществляемого процесса синтеза.
Раствор сульфата железа, отделенный фильтрованием от полученного пигмента, окисляют кислородом воздуха при температуре 60 – 70 °С и нейтрализуют до рН = 7,5. Высажденный темно - желтый осадок также используется в качестве пигмента.
Промывные воды освобождаются от ионов железа и сульфат-ионов нейтрализацией гидроксидом кальция с одновременной продувкой воздуха.
Описанный выше способ, является наиболее широко распространенным, однако, существуют множество других методов получения желтых железооксидных пигментов, отличающихся по свойствам, структуре и используемому сырью.

Преимущества технологии

Особенности технологического процесса

Как мы получаем стабильный оттенок

Производство жёлтого железооксидного пигмента

Наш процесс построен на методе контролируемой термообработки: именно он позволяет точно управлять фазовым составом и морфологией частиц, а значит — и оптическими свойствами пигмента.
Стабильность оттенка достигается за счёт поддержания жёстких допусков по температуре, времени выдержки и скорости нагрева, а также за счёт использования предварительно стандартизированного жёлтого пигмента в качестве сырья.

Красный железооксидный пигмент: теперь и осадочным методом

Мы расширили технологические возможности: наряду с прокалочным способом теперь выпускаем красный железооксидный пигмент и осадочным методом— по аналогии с производством жёлтого пигмента.
В основе процесса — контролируемое осаждение и формирование кристаллической структуры непосредственно в реакционной среде. Ключевые отличия от прокалочного пути: пигмент формируется без высокотемпературной стадии, за счёт точного управления pH, температурой и окислительно‑восстановительными процессами. Это позволяет получать продукт с особой морфологией частиц и рядом ценных свойств.
Технология отработана на опытно‑промышленном уровне и подтверждена выпуском готового продукта.

Новые внедряемые технологии

Наша технология изготовления красного железооксидного пигмента выстроена так, чтобы надёжно сохранять высокие химические и технические  характеристики продукта. Продукт  имеет стабильный цвет и свойства от партии к партии и надёжно ведёт себя в любых составах.
Технология изготовления красного железооксидного пигмента основана на прокалочном методе: в качестве исходного сырья используется жёлтый железооксидный пигмент, который подвергается термической обработке в специализированных печах при точно выверенной температуре и продолжительности нагрева. В ходе прокалки происходят контролируемые фазовые превращения оксидов железа — жёлтый пигмент трансформируется в красный за счёт изменения кристаллической структуры и степени окисления железа, что обеспечивает насыщенный и чистый оттенок.
Процесс термообработки ведётся в условиях равномерного распределения температуры и строгого контроля атмосферы печи, чтобы исключить локальные перегревы и неоднородность окраски. После завершения прокалки пигмент проходит стадию гашения. Далее продукт отмывается от возможных поверхностных примесей и водорастворимых солей, фильтруется, высушивается до нормируемой влажности и упаковывается с учётом требований к сохранности свойств при транспортировке и хранении.

По химическому составу красный железооксидный пигмент – это оксид железа (III) гексагональной структуры (гематит), он светостоек и атмосферостоек. Цвет пигмента в зависимости от размера частиц изменяется от оранжево-красного до пурпурного. Размер частиц оранжево-красного пигмента – 0,2–0,4 мкм, красного – 0,4–0,6 мкм, малиново-красного – 1,0–1,5 мкм, пурпурного – 2–3 мкм.
Красный железооксидный пигмент получают чаще всего термическим разложением железного купороса с предварительной его дегидратацией до одноводного сульфата, иначе происходит спекание конечного продукта:

FeSO4 ⋅ H2O → Fe2O3 + SO2 + SO3 + H2O

При температуре 700–725°C получается красно-оранжевый пигмент, при 730–780°C – красный, при 850°C – пурпурно-фиолетовый.
Получают красный железооксидный пигмент и дегидратацией желтого:

FeO(OH) + O2 → Fe2O3 + H2O.

Используется для получения красного железооксидного пигмента также и осадочный способ, аналогичный способу получения желтого.

Преимущества технологии

Особенности технологического процесса

Как мы получаем стабильный оттенок

Производство красного железооксидного пигмента

Каждый оттенок формируется путём дозированного смешивания базовых железооксидных пигментов  на оборудовании с высокой точностью дозировки. Пропорции подбираются по эталонным образцам, а процесс сопровождается контролем колориметрических показателей. Благодаря этому мы гарантируем повторяемость цвета от партии к партии.
Для коричневых оттенков варьируем соотношение красных, жёлтых и чёрных компонентов — так получаем гамму от тёплого бежево‑коричневого до глубокого тёмно‑коричневого. Оранжевые пигменты создаём за счёт баланса жёлтого и красного, добиваясь чистых, ярких тонов без «серого» подтона.
Зелёные и синие пигменты — изготавливаются гомогенизацией с последующей адсорбцией в струйном реакторе исходных компонентов под воздействием ударных волн, генерируемых сверхзвуковой струей воздуха, истекающего из сверхзвукового сопла струйного реактора.

Мы производим смесевые пигменты в востребованных оттенках — коричневые (разных тонов), оранжевые и зелёные. Это готовые решения, которые позволяют точно попадать в нужный цвет без подбора компонентов на стороне клиента.

Коричневые железооксидные пигменты представляют собой смесь красного и черного оксидов железа, получаемых путем осаждения, прокаливания или механического смешения.
Цвет этих пигментов колеблется в широких пределах в зависимости от соотношения между оксидом железа (II) и оксидом железа (III), а в случае гидрогематитов – от содержания воды. Во всех случаях на цвет пигмента оказывает большое влияние физическое состояние частиц.
Коричневые железооксидные пигменты характеризуются, как правило, меньшей длинной волны, т.е. меньшим содержанием красного компонента; оттенок их в разбеле (при смешении с белилами) колеблется от желтоватого до холодного синеватого.

Виды коричневых железооксидных пигментов:

• Пигменты на основе смеси оксидов и гидроксидов железа

Коричневые железооксидные пигменты на основе смеси оксидов и гидроксидов железа в зависимости от соотношения компонентов имеют различные оттенки. Компонентами смесей являются: гидроксид железа α – Fe₂ OOH (гетит) желтого цвета, смешанный оксид железа (II) и (III) – Fe₂O₃ (магнетит) черного цвета, оксид железа (III) α – Fe₂O₃ (гематит) красно-коричневого цвета.
Коричневые железооксидные пигменты обладают высокой дисперсностью, хорошей красящей способностью и укрывистостью, светостойкостью и стойкостью к щелочам, однако, благодаря присутствию желтого гидроксида железа, они не кислотостойки. Наличие нетермостойких компонентов – гидроксида железа и оксида железа (II), претерпевающих полиморфное превращение в оксид железа (III) при температуре 200⁰ С, обуславливает низкую термостойкость пигмента: при температуре выше 180⁰ С начинается изменение цвета.

• Пигменты на основе смеси оксидов железа и других металлов

Коричневые пигменты, основой которых является смесь оксидов железа и других металлов ( марганца, хрома, меди, никеля, кобальта).
С марганцем: получают осаждением из растворов сульфатов железа и марганца при pH 3,5–6,5 с последующим окислением, промывкой, сушкой и прокаливанием при 600–800 °C. При соотношении Fe: Mn от 10:1 до 50:1 выходят разные оттенки коричневого; содержание диоксида марганца — 1–20%. Пигменты отличаются насыщенным цветом, хорошей укрывистостью и термостойкостью.
С хромом: синтезируют восстановлением хроматов/дихроматов солями железа (II) и осаждением гидроксидов, затем промывают, сушат и прокаливают при 500–900°C.
При прокаливании может образовываться феррит: если прокаливать соосаждённые гидроксиды — реакция идёт при более низкой температуре (400–500 °C), чем при обработке механической смеси оксидов (от 800 °C и выше).

• Пигменты на основе гидратированного оксида железа

Пигмент образуется при взаимодействии растворов солей железа (III) с растворами щелочей и имеет состав Fe₂O₃ • nН₂О, где n может в зависимости от условий осаждения принимать различные значения. Наиболее устойчивым является моногидрат.
Пигменты на основе гидратированного оксида железа имеют коричневый цвет с желтым оттенком, зависящим от условий осаждения, и благодаря очень малым размерам частиц, обладают лессирующей способностью.
Эти пигменты обладают низкой термостойкостью и плохой диспергируемостью, применяются ограниченно.

• Пигменты на основе γ – оксида железа

Пигменты получают путем соосаждения и механического смешения компонентов. Соосаждение проводится аналогично получению желтых железооксидных пигментов, подбором соответствующих условий соосаждения (температуры, концентрации, рН реакционной смеси и др.) достигается различное соотношение между образующимися продуктами. Затем пигмент промывают, сушат.
Коричневые пигменты, получаемые путем механического смешения, отличаются большой однородностью по гранулометрическому составу в связи с примерно одинаковой дисперсностью исходных компонентов.

Смесевые железооксидные пигменты

Преимущества для клиента

Особенности технологического процесса

Как мы получаем стабильные оттенки

Смесевые пигменты: широкая палитра для любых задач

В результате мы выпускаем чёрный железооксидный пигмент, который широко применяется в лакокрасочной промышленности, производстве строительных смесей, пластиков и резиновых изделий.

На нашем предприятии мы используем комбинированный подход, который позволяет точно контролировать состав и получать пигмент с заданными свойствами (укрывистостью, дисперсностью, термостойкостью).
Этапы нашего процесса включают подготовку сырья, стадии осаждения окисления и синтеза магнетита в реакторе при контролируемом pH среды. Для управления процессом мы регулируем температуру, подачу окислителя (воздуха) и время выдержки.
Далее следуют стадии отмывки от водорастворимых солей и сушка.
Мы тщательно подбираем параметры на каждом этапе — от соотношения реагентов до скорости подачи воздуха. Это позволяет стабильно получать магнетит нужной чистоты и с предсказуемым поведением в разных средах (в ЛКМ, бетоне, полимерах).

Чёрный цвет в таких пигментах даёт соединение магнетит (Fe₃O₄) — смешанный оксид железа (II) и (III) со структурой шпинели. Именно наличие двухвалентного железа (FeO) в составе (не менее 17–18% по массе) обеспечивает характерный глубокий чёрный оттенок.
Все методы получения магнетита мокрыми способами основаны на способности гидратов оксида железа (II) и оксида железа (III) вступать между собой во взаимодействие с образование оксида железа (II, III) по схеме:

Fe(OH)₃ + Fe(OH)₂ → FeO•Fe₂O₃ + 4H₂O

Получение магнетита основано на двух методах:
· Окисление в щелочной среде. Сначала из соли железа (II) осаждают гидроксид, затем в присутствии кислорода воздуха он частично окисляется до гидроксида железа (III). Далее эти соединения взаимодействуют между собой с образованием магнетита:

2Fe(OH)₃ + Fe(OH)₂ → FeO·Fe₂O₃ + 4H₂O

· Окисление металлического железа. В водном растворе солей железа металлическое железо (например, в виде стружки или гранул) корродирует, образуя гидрат оксида железа (II), который затем окисляется до нужного соединения.
· Термическая обработка природного сырья. При обжиге некоторых природных материалов (например, болотных железных руд, содержащих гетит) в восстановительной среде (иногда с минерализующими добавками вроде хлорида натрия) также можно получить магнетит.
· Существует также технология, позволяющая получать черный железооксидный пигмент из гетита (желтого железооксидного пигмента), путем прокаливания при температуре 500 – 600 °С без доступа воздуха и при использовании восстановителей в реакционной массе
При прокаливании на воздухе оксид железа (II, III) (Fe₃O₄) окисляется в красный оксид железа (III) Fe₂O₃.