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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林書弘
研究生(外文):Shu Hung Lin
論文名稱:由鋼鐵酸洗廢液製作氧化鐵粉末之研究
論文名稱(外文):Preparation of Iron Oxide Powders for Waste Liquor Recovery from Steel Industry Pickling Wastewater
指導教授:劉彥君劉彥君引用關係
指導教授(外文):Yen Chun Lin
口試委員:林正雄、劉彥君、葉玉莉、劉聯惠
口試委員(外文):Cheng Hsiuing Lin,Yen Chun Lin
口試日期:2014-07-07
學位類別:碩士
校院名稱:吳鳳科技大學
系所名稱:光機電暨材料研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:中和法、氧化鐵粉末、色度圖、廢酸資源化
外文關鍵詞:neutralization method, Fe2O3 powder, chromaticity diagram, waste acid recycling
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摘要
本研究以氯化亞鐵(酸性廢液)做為原料,以中和法回收成功的製備Fe3O4及摻雜Al2(SO4)3-氧化鐵粉末,由結果可以得知Fe3O4粉末燒結溫度到600℃時,會熱解離成α-Fe2O3,而平均粒徑及粉末的顏色會隨著燒結溫度升高而增大,從30.87nm增至41.45nm。

摻雜Al2(SO4)3不同比例的氧化鐵粉末,經XRD圖分析結果證實,當摻雜的量到7%時,未燒結的氧化鐵粉末成分為CaSO4-2H2O,經過高溫燒結後α-Fe2O3的成分才會出現,而CaSO4-2H2O轉變為CaSO4。SEM圖結果顯示隨著溫度升高與Al2(SO4)3添加的量導致表面形貌容易發生群聚現象,平均粒徑隨著溫度升高而增大。

從色度圖可以得知隨著Al2(SO4)3摻雜的量增加,粉末的顏色也會有所改變,本研究最為理想的摻雜量為15%,燒結溫度為750℃和800℃,製備出粉末的顏色為亮橘色是顏料市場較容易接受的顏色,而粉末的顏色可以藉由添加不同比例的Al2(SO4)3來達到控制顏色的深淺,本研究做的氧化鐵粉末可以應用在塗料、塑膠、橡膠、陶瓷、油墨、美術顏料等方面,就達到廢酸資源化的目的。



Abstract
This study used ferrous chloride (acid waste liquid) as the raw material to prepare Fe3O4 and Al2(SO4)3- Fe2O3 powder through neutralization recycling method. The results showed that as the sintering temperature is up to 600℃, and Fe3O4 powder turns into α-Fe2O3 based on thermal dissociation. As the sintering temperature rises, the average particle size increases from 30.87nm to 41.45nm, and powder color changes as well.
The Fe2O3 powder containing different proportions of Al2(SO4)3 was examined in the XRD diagram. As seen, when the Al2(SO4)3 content is up to 7%, the unsintered Fe2O3 powder is CaSO4-2H2O. After high-temperature sintering, α-Fe2O3 appears and CaSO4-2H2O turns into CaSO4. According to the SEM diagram, as the temperature rises and Al2(SO4)3 content increases, clustering appears on the surface. The average particles size increases as the temperature rises.
As shown in the chromaticity diagram, as the Al2(SO4)3 content increases, powder color changes. The optimal content of Al2(SO4)3 is 15% and optimal sintering temperatures are 750℃ and 800℃. Bright orange for the prepared powder is more acceptable pigment in the market. Light and dark colors of the powder can be controlled by adding different proportions of Al2(SO4)3. Fe2O3 powder prepared in this study can be applied in coating, plastic, rubber, ceramic, printing ink and art paint, thus achieve waste acid recycling.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 廢酸與顏料簡介 1
1.2 研究大綱與目的 2
第二章 理論基礎與文獻回顧 3
2.1 廢酸的來源 3
2.2 各種廢酸處理方式 4
2.2.1 噴霧焙燒法 4
2.2.2 流體化床焙燒法 5
2.2.3 真空蒸餾法 5
2.2.4 樹脂吸附法 6
2.2.5 擴散透析法 7
2.2.6 硫酸置換法 7
2.2.7 中和法 8
2.3 氧化鐵應用 9
2.3.1 透明氧化鐵顏料分類 10
2.4 透明氧化鐵顏料的光學性能與粒子特徵 11
2.5 透明氧化鐵顏料工業的發展現狀 13
2.5.1 國外透明氧化鐵顏料的研發、應用與生產概況 13
2.5.2 中國透明氧化鐵顏料的研發、應用與生產概況 14
2.6 透明氧化鐵的主要製備技術 15
2.6.1 透明氧化鐵黃的製備方法 15
2.6.1.1 空氣氧化法 15
2.6.1.2 膠體化學法 16
2.6.1.3 氯酸鹽氧化法 16
2.6.1.4 鐵鹽尿素水解法 17
2.6.1.5 羰基鐵法 17
2.6.2 透明氧化鐵紅的製備方法 17
2.6.2.1 α-水合氧化鐵加熱脫水法 18
2.6.2.2 空氣氧化法 18
2.6.2.3 水熱法 18
2.6.2.4 強迫水解法 19
2.6.2.5 羰基鐵法 19
2.6.3 其他色彩透明氧化鐵的製備方法 20
2.6.4 透明氧化鐵顏料的表面處理 20
2.6.5 目前合成透明氧化鐵技術中所存在的問題 21
2.7 CIE標準色度系統 22
2.7.1 CIE XYZ色彩空間 23
2.7.2 CIE xy色度圖 25
2.8 X光繞射光譜儀(XRD)基本原理 27
2.8.1 X光繞射光譜儀的功能與應用 28
第三章 實驗部分 35
3.1 實驗藥品及設備 35
3.1.1 實驗藥品 35
3.1.2 實驗設備 35
3.2 實驗方法及步驟 37
3.2.1 實驗流程圖 37
3.2.1.1 從廢酸中製造Fe2O3流程圖 37
3.2.1.2 摻雜不同比例Al2(SO4)3氧化鐵流程圖 38
3.2.1.3 試片製作步驟及流程圖 40
第四章 結果與討論 41
4.1 燒結溫度對Fe3O4粉末的影響 41
4.2 燒結溫度對摻雜不同比例Al2(SO4)3的影響 44
4.3 摻雜不同比例Al2(SO4)3氧化鐵表面型態分析 51
4.4 摻雜不同比例Al2(SO4)3對氧化鐵顏色的影響 58
第五章 結論 64
參考文獻 65

參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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