کاربرد سولفات آهن در تولید رنگ و جوهر

این ماده برای تولید سایر نمک های معدنی که دارای آهن دو ظرفیتی هستند نیز کاربرد دارد. ترکیب معدنی سولفات آهن‎ یا زاج سبز به طور گسترده در تولید انواع جوهر رنگی به کار می رود. مهم ترین جوهر تولید شده با این نمک آهن، جوهر آهن تیره رنگ است. استفاده از این جوهر از قرون وسطی تا پایان قرن 18 میلادی رواج داشته است. جوهر آهن تیره رنگ، یک نوع جوهر به رنگ بنفش تیره یا سیاه است که از استخراج سولفات آهن و اسید تانیک از منابع گیاهی به دست می آمد.

جوهرهای رنگی که توسط سولفات آهن تولید می شوند برای رنگرزی پشم، به کار می روند. سولفات آهن در این فرآیند، نقش تثبیت کننده و پایدار کننده رنگدانه ها را بر روی بافت پشم یا پارچه دارد.

استفاده از ترکیب زاج سبز، سولفات آهن، نقطه آغاز تهیه رنگدانه های آهن به شمار می رود. در حالت خالص، این ماده به صورت کریستال های سبز مایل به آبی دریایی یافت می شود، خاصیت سمی ندارد و به راحتی در آب حل می گردد. پس از تماس با هوا، کریستال های فرو سولفات به صورت ذرات جامد با پوسته های رنگی مشاهده می شوند که نمک پایه سولفات آهن را تشکیل می دهند.

فرآیند استفاده از ترکیبات آهن در تولید رنگ ها و جوهرهای رنگی بسیار جالب است. اکسید آهن موجود در ساختار فرو سولفات – زاج سبز – در اثر تماس با هوا اکسید شده و به ترکیب اکسید فریک تبدیل می شود. این فرآیند، چیزی شبیه به هنگامی است که سولفات آهن‎ در تماس با هوا قرار گرفته و اکسیداسیون رخ می دهد.

هنگامی که زاج سبز یا هر نمک دیگری از آهن در تماس با عامل اکسنده مانند کلرین یا اسید نیتریک قرار می گیرد، خیلی سریع به حالت فریک تبدیل می شود. این انتقال از یک حالت به حالت دیگر، عاملی است که در تولید رنگدانه های صنعتی بسیار اهمیت دارد.

دو روش مهم برای رنگرزی در بیان کاربردهای سولفات آهن بیان شده است. دو روش متفاوت که کاربرد رنگ آبی نیلی را در انگلستان در قرن های 18 تشریح می کند، این روش تا قرن 19 نیز رواج داشت. یکی از این روش ها، آبی چینی معرفی شد که حاوی ترکیب سولفات آهن II بود.

شاید تعجب کنید اگر بگوییم نمک معدنی سولفات آهن‎ در تولید رنگ های غیر رنگ آبی و سبز نیز استفاده می شود. دی اکسید تیتانیوم، یکی از مهم ترین رنگدانه های صنعتی است که در صنایع مختلف نظیر تولید مواد آرایشی و بهداشتی، کاشی و لعاب و ... مورد استفاده قرار می گیرد. سولفات آهن، یکی از موادی است که در تولید این رنگدانه مهم به کار می رود.

در فرآیند سولفات تولید رنگدانه دی اکسید تیتانیوم، مقادیر زیادی از اسید سولفوریک استفاده می شود. یک نوع سنگ معدن خاص، معمولاً ایلمنیت (Ilmenite) در اسید سولفوریک حل می شود تا مخلوطی از سولفات ها به دست آید. نقش ترکیب سولفات آهن دقیقاً در همین نقطه آشکار می گردد.

یکی از ترکیبات سولفاته که در مرحله قبل در مخلوط وجود دارد، سولفات آهن است. این نمک باید به نوعی از مخلوط، جداسازی شود. به این ترتیب، رنگ محصول نهایی متعادل خواهد بود. برای این کار، مخلوط سولفات را تحت فرآیند خنک سازی قرار می دهند تا سولفات آهن به صورت کریستال هایی درآید.

پس از حذف و جداسازی سولفات آهن هپتا هیدراته، پیش از آنکه دی اکسید تیتانیوم هیدراته هیدرولیز گردد، تحت فرآیند تغلیظ سازی قرار می گیرد. هیدرولیز رنگدانه تولید شده تیتانیوم به دلیل حذف بقایای آهن موجود در مخلوط رنگ است.

خرید سولفات آهن برای تولید انواع رنگ و جوهر به طور معمول در بسته بندی های 25، 50 یا 500 کیلوگرمی امکان پذیر است. این ترکیب در صنایع تولید رنگ، نقش غلظت دهنده را ایفا می کند؛ تمام رنگ هایی که بر مبنای همین ترکیب تولید می شوند در رنگرزی به عنوان یک عامل کیلیت دهنده عمل می کنند. عامل کیلیت دهنده، ترکیباتی هستند که با عامل رنگزا تشکیل کمپلکس داده و باعث تثبیت رنگ روی بافت پارچه می گردند.