Способ получения кадмиевых пигментов

 

Способ получения кадмиевых пигментов, используемых в производстве пластмасс. Взаимодействие кадмиевого электролита со смесью растворов сульфид-селенида и гидроксида натрия при массовом соотношении Na₂S·NaOH=1:(0,04-04), фильтрация, сушка и прокаливание осадка, а затем промывка сушка и измельчение готового пигмента. Технический результат: удешевление способа за счет замены дорогостоящего реактивного сульфата кадмия промышленным электролитом, а также снижение продолжительности и температуры прокалки пигмента. 2 табл.

Изобретение относится к технологии пигментов, а именно к способу получения кадмиевых пигментов (от средне-желтого до темно-красного цвета), используемых для окрашивания пластмасс, оргстекла, керамики.

Известны способы получения кадмиевых пигментов (сульфид-селенидов кадмия) путем взаимодействия водорастворимых солей кадмия с карбонатом натрия в водной среде в присутствии различных добавок с последующим осаждением сульфид-селенида кадмия при взаимодействии карбоната кадмия с сульфид-селенидом натрия, промывкой, фильтрацией, сушкой, прокалкой и дополнительной промывкой и сушкой пигмента [1,2] Недостатками этих способов являются длительность процесса, большое количество образующихся водорастворимых солей и сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения кадмиевых пигментов, включающий взаимодействие растворов, содержащих сульфат кадмия и сульфид-селенид натрия, фильтрацию, сушку и прокалку осадка с последующей промывкой, сушкой и измельчением готового пигмента [3] Недостатками известного способа являются использование дорогостоящего сырья реактивного сульфата кадмия, большая продолжительность и высокая температура процесса прокалки, приводящие к повышенным передельным затратам, а также к агрегации частиц и получению жесткого пигмента.

Способ, включающий взаимодействие растворов, содержащих сульфат кадмия и сульфид-селенид натрия, фильтрацию, сушку и прокалку осадка с последующей промывкой, сушкой и измельчением готового пигмента, в котором согласно изобретению в качестве раствора, содержащего сульфат кадмия, используют кадмиевый электролит, а раствор сульфид-селенида натрия используют в смеси с раствором гидроксида натрия при массовом соотношении Na₂S NaON равном 1: (0,04 0,4).

Способ проведен в лабораторных условиях.

Соотношение Na₂S NaOH определено экспериментально. При массовом соотношении, большем чем 1: 0,04 увеличиваются время и температура прокалки (пример 10 табл. 2), что приводит к увеличению затрат на производство пигментов. При массовом соотношении меньшем, чем 1 0,4 (1 0,45пример 9) увеличивается содержание водорастворимых солей в пигменте, что не способствует требованиям ТУ 6-10-661-86.

Для разработанного способа в качестве кадмиевого электролита используют промышленный раствор сульфата кадмия, предназначенного для электролиза кадмия, следующего состава, (г/дм³:CdSO₄ 260 350, ZnSO₄ 0 80, MnSO₄ 0 6, FeSO₄ 0 1 NiSO₄ 0 0,4, который обеспечивает получение пигмента, соответствующего требованиям ТУ. Уменьшение содержания CdSO₄ менее 260 г/дм³ в кадмиевом электролите нецелесообразно из-за снижения производительности процесса. Увеличение содержания CdSO₄ выше 350 г/дм³ повышает вязкость суспензий в процессе осаждения и затрудняет работу с ними, увеличение содержания ZnSO₄ выше 80 г/дм³ препятствует получению красного цвета пигмента, а увеличение содержания Mn выше 6 г/дм³, Fe выше 1 г/дм³ и Ni выше 0,4 г/дм³ ухудшает цвет пигмента, придавая ему грязноватый оттенок (пример 11).

Были использованы промышленные растворы кадмиевого элеткролита трех составов (табл. 1).

В примерах 1 11, (табл. 2) представлены условия получения и физико-химические свойства кадмиевых пигментов темно-красного, оранжево-красного и средне-желтого цветов по предлагаемому способу и прототипу.

Пример 1 (по прототипу).

400 см³ раствора сульфид-селенида натрия, содержащего 13,6 г Se и 50 г Na₂S, нагретого до температуры 80 900^oC, вливают в течение 30 мин в предварительно нагретый до температуры 80 90^oC раствор реактивного сульфата кадмия объемом 375 см³, содержащего 260 г/дм³ CdSO₄. Количество Se по отношению к CdSO₄ составляет 14% Температуру суспензии в процессе осаждения поддерживают 80 90^oC, конечное значение pH Составляет 6 8.

Полученную суспензию перемешивают в течение 30 мин при той же температуре, поддерживая значение pH 8 8,5, введением раствора сульфида натрия, после чего добавляют раствор фосфорной кислоты до pH 7 7,3, перемешивают 30 мин и фильтруют.

Осадок промывают, сушат и прокаливают 2,5 ч. при 640^oC. Получают пигмент темно-красного цвета; содержание в нем веществ, растворимых в воде (BPB), составляет 0,3% pH суспензии 7,4; содержание Cd растворимого в 0,07 м/дм³ HCl 0,08% Пигменты оранжево-красного (пример 2) и средне-желтого (пример 3) цветов получают по прототипу аналогично примеру 1, изменив количество Se по отношению к CdSO₄.

Пример 4 (по предлагаемому способу). 400 см³ раствора сульфид-селенида натрия, содержащего 13,6 г Se; 36,4 г Na₂S и 14 г NaOH, нагретого до температуры 80 90^oC вливают в течение 30 мин в предварительно нагретый до температуры 80 90^oC раствор кадмиевого электролита КЭ-1 (состав указан в табл. 1) объемом 375 см³.

Количество Se по отношению к CdSO₄, составляет 14% соотношение Na₂S NaOH 1 04.

Далее процесс проводят аналогично примеру 1. Время прокалки высушенного осадка при температуре 600^oC составляет 1 ч. Получают пигмент темно-красного цвета с физико-химическими свойствами, аналогичными пигменту по примеру 1.

Пигменты оранжево-красного (пример 5) и средне-желтого (пример 6) цветов получают по предлагаемому способу аналогично примеру 4, изменив количество Se по отношению к CdSO₄ и соотношение Na₂S NaOH.

Из данных табл. 2 следует, что по сравнению с прототипом, предлагаемый способ получения кадмиевых пигментов из кадмиевых электролитов указанного состава (КЭ-1 и КЭ-2 в табл. 1) при использовании раствора сульфид-селенида в смеси с раствором гидроксида натрия при массовом соотношении Na₂S NaOH 1 (0,04 0,4) (примеры 4 7) позволяет сократить время и снизить температуру прокладки пигмента, а также использовать производственный кадмиевый электролит вместо дорогостоящего реактивного сульфата кадмия без ухудшения физико-химических свойств пигмента.

Пигмент, полученный из кадмиевого электролита, но без использования смеси растворов сульфид-селенида и гидроксида натрия, требует длительной прокладки при повышенной температуре (пример 8), что подтверждает необходимость использования указанной смеси.

Формула изобретения

Способ получения кадмиевых пигментов, включающий взаимодействие растворов, содержащих сульфат кадмия и сульфид-селенид натрия, фильтрацию, сушку и прокалку осадка с последующей промывкой, сушкой и измельчением готового пигмента, отличающийся тем, что в качестве раствора, содержащего сульфат кадмия, используют кадмиевый электролит, а раствор сульфид-селенида натрия используют в смеси с раствором гидроксида натрия при массовом соотношении Na₂S NaOH-1: 0,04 0,4.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3