γ-三氧化二铁

1．产品性能

γ-Fe₂0₃磁粉是最早用于磁带、磁盘的磁粉，这种材料具有良好的记录表面。在音频、射频、数字记录以及仪器记录中都能得到理想的效果，而且价格便宜，性能稳定。

γ-Fe₂O₃通常制成针状颗粒，长度为0.1-0.9 um，长度与直径比为3:1至10:1，具有明显的形状各向异性，为立方尖晶石结构，它是亚铁质。内禀矫顽力为15.9-31.8kA/m，饱和磁化强度约为0.503Wb/m² (400emu/cm³)。

2．生产方法

(1)酸法制备γ-Fe₂O₃将氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液混合进行中和和氧化反应，生成铁黄晶种α-Fe00H，经生长后制得大小符合要求的铁黄α-Fe00H,再经水洗、干燥、脱水、还原、氧化制得γ-Fe₂0₃。

4FeSO₄＋8NaOH＋0₂→4α-Fe00H＋4Na₂S0₄＋2H₂0

4FeS0₄＋6H₂0＋O₂→4α-Fe00H＋4H₂SO₄

2α-FeooH→α-Fe₂0₃＋H₂O

3α-Fe₂0₃＋H₂→2Fe₃0₄＋H₂O

4Fe₃O₄＋O₂→6γ-Fe₂0₃

(2)碱法制备γ-Fe₂O₃将质量比W_NaOH/W_FeSO4.7H20约为0.7的氢氧化钠和硫酸亚铁分别制成溶液，在40-45℃温度下混合生成白色沉淀物Fe(OH)₂，然后保持温度40-45℃ ,pH>13，吹入空气氧化制得铁黄γ-Fe00H，再经水洗、干燥、脱水、还原一氧化制得y-Fe₂O₃。

FeSO₄＋2NaOH→Fe(OH)₂↓＋Na₂SO₄

4Fe(OH)₂＋O₂→4α-Fe00H＋2H₂0

2α-Fe00H→α-Fe₂0₃＋H₂0

3α-Fe₂0₃＋H₂→2Fe₃0₄＋H₂O

4Fe₃0₄＋O₂→6γ-Fe₂O₃

(3)氯化亚铁法（γ-Fe00H法）在氯化亚铁水溶液中加氢氧化钠稀溶液，在约20℃下进行中和氧化反应生成γ-Fe00H晶核。然后升温至40一60℃, pH维持在3左右，进一步氧化生长到需要的粒子尺寸。经水洗、干燥、脱水、还原、氧化制得γ-Fe₂O₃。

FeC1₂＋2NaOH→Fe(OH)₂↓＋2NaC1

4Fe(OH)₂＋0₂→4γ-Fe00H＋2H₂0

4FeC1₂＋8NaOH＋0₂→4γ-Fee00H＋8NaC1＋2H₂0

2γ-Fe00H→α-Fe₂0₃＋H₂0

3α-Fe₂0₃＋H₂→2Fe₃O₄＋H₂O

4Fe₃O₄＋O₂→6γ-Fe₂0₃

(4）溶胶一凝胶法(Sol-Gel法）溶胶一凝胶工艺以硝酸铁［Fe(NO₃)₃·9H₂0]和乙醇钠（C₂H₅ONa)为原料，采用钠与铁不同的摩尔比混合，然后溶解在乙二醇中，溶液在氮气流中，于80℃加热生成凝胶。凝胶在110℃烘干，碾成粉末，于700℃温度下锻烧得γ-Fe₂0₃。在这个过程中加入第三种元素，如硼，则可改善γ-Fe₂0₃相的热稳定性和提高磁矩。

3．工艺流程

(2）碱法

(3）氯化亚铁法（γ-FeOOH法）

(4)溶胶一凝胶法

4．技术配方

5．生产工艺

(1)酸法

将经过提纯的硫酸亚铁水溶液，按要求量放入带有搅拌器的反应槽中，加入适当浓度的氢氧化钠溶液，在40℃温度下不断搅拌，使混合物逐渐由深蓝变绿、变棕黄直到黄棕色，晶种α-FeOOH生成，此时反应液的pH约为3。然后，将晶种悬浊液移到盛有硫酸亚铁、铁皮和水的生长槽中，升温至60℃，吹空气进行氧化，新生成的α-Fe00H析出到晶种上，此时晶粒呈亮黄色。反应中产生的硫酸与铁皮生成硫酸亚铁，以补充硫酸亚铁的消耗。当α-Fe00H生长到所需尺寸时停止其反应。制好的铁黄悬浮液经过滤后，用沉降法或板框压滤机或转鼓式洗涤机等洗涤设备，加纯水（去离子水）洗去残存的钠离子、硫酸根或氢氧根等离子，经干燥、粉碎制成粉状铁黄。然后在转炉中于200-300℃高温下进行焙烧脱水，生成红色α-Fe₂0₃。然后向炉中通氮气赶走空气，将温度升至300-400℃，送入氢气进行还原生成黑色Fe₃0₄。还原完成后停止送氢气，调节炉温至200一250℃，并用氮气赶走炉内剩余氢气，通入空气进行氧化反应，生成褐色γ-Fe203。

(2)碱法

将质量比W_NaOH / W _FeS04.7H20约为0.7的氢氧化钠和硫酸亚铁（经提纯），按设计浓度配制成溶液。先将氢氧化钠溶液打入带搅拌的反应槽内，升温并保持温度40-45℃，迅速打入硫酸亚铁溶液，充氮搅拌，待反应液呈乳白色后保持pH>13，通空气氧化10余小时，随着颜色由乳白变成灰绿，直至亮黄色，检查无二价铁离子存在即完成铁黄a-Fe00H生成反应。制好的铁黄悬浮液经过滤送入洗涤设备（板框压滤机，转鼓式洗涤机等）加纯水（去离子水）进行水洗至pH为7一8，干燥粉碎。

将铁黄送入转炉中于200-300℃高温下进行焙烧脱水，生成α-Fe₂0₃，向炉中通氮气赶走空气，将炉温升至300--400℃，送入氢气进行还原生成Fe₃O₄，还原完成后停止送氢气，调节炉温至200-250℃，并用氮气赶走炉内剩余氢气，通入空气进行氧化反应，生成褐色γ-Fe₂0₃。

(3)氯化亚铁法

（γ-Fe00H法）先将配制好的符合浓度要求的氯化亚铁溶液打入反应槽中，在氮气保护和约20℃下加入浓度符合要求的氢氧化钠稀溶液，同时搅拌生成灰白色Fe(OH)2：沉淀，待搅拌均匀后停止通氮气，送空气进行氧化反应，反应液颜色逐渐变成橙黄色时即得到含氯化亚铁的γ-Fe00H晶核悬浮液，此时pH为3左右。然后升温至40-60℃，搅拌通空气，并滴加氢氧化钠溶液以维持pH，使晶种生长，直到达到需要的粒子尺寸为止。然后用板框压滤机或离心机等加纯水（去离子水）清洗，再经干燥、粉碎制得粉状Fe00H。

粉状γ-Fe00H在转炉中于400-700℃温度下焙烧脱水生成α-Fe₂0₃，然后将炉温调至300-360℃，通氢气进行还原反应生成Fe₃O₄，最后将炉温调至200-250℃，通空气进行氧化制得γ-Fe₂0₃磁粉。

6．产品标准

7．产品用途

γ-Fe₂O₃认磁粉主要用于制造录音磁带、电影磁片、计算机磁带、计测磁带、软磁盘、磁卡等。γ-Fe00H法制得的γ-Fe₂O₃：磁粉主要用于制造各种高质量的录音磁带等。