Сырьевая смесь для получения термостойких неорганических пигментов, способ получения термостойких неорганических пигментов и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2418830:
Щипицын Альберт Львович (RU)
Ширинкин Михаил Викторович (RU)
Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в производстве пластмасс, стекла, эмалей, глазури. Сырьевая смесь для получения термостойких неорганических пигментов включает носитель и цветообразующие добавки и имеет следующий состав, мас.%: глинозем или отходы производства электроизоляторов - бой глазурованных и неглазурованных фарфоровых изоляторов или бой высушенных необожженных изоляторов - 40-95; оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов - 5-60. Для получения пигментов сырьевую смесь указанного состава подвергают сухому помолу и перемешиванию в устройстве периодического действия до тонины, обеспечивающей прохождение через сито 10000 отв./см2 в течение 1-4 часов. Затем полученную смесь подвергают термообработке до температуры 650-1340°С, выдерживают при этой температуре 1,5-4 часа. Далее печь охлаждают до комнатной температуры, полученную смесь повторно подвергают сухому помолу в устройстве периодического действия в течение 1-8 часов до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0%. Устройство для получения пигментов содержит вращающийся корпус с внутренней футеровкой, частично заполненный помольными телами, загрузочно-разгрузочное устройство и привод. Корпус выполнен с конусообразными торцами и снабжен установленным снаружи пылезащитным кожухом, соединенным с емкостью для готового продукта, установленной под корпусом. Внутренняя футеровка выполнена из полиуретана, а помольные тела имеют стальной сердечник с наружным покрытием из полиуретана. Изобретение позволяет получить термостойкие пигменты широкой цветовой гаммы с использованием отходов электроизоляторного производства, повысить экологическую безопасность. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к технологии получения цветных неорганических пигментов и их оттенков, представляющих собой минеральные красители типа твердых растворов, химических соединений или механических смесей окислов металлов. Может быть использовано в производстве глазурованных керамических покрытий, для окрашивания автомобильных и других эмалей, грунтовок, шпатлевок, художественных красок, стекла, пластмасс, искусственных кож, архитектурно-строительных изделий, строительных и других материалов.
Известны способы получения термостойких пигментов: 1) расплавлением реагентов в кристаллизационной воде с последующим обезвоживанием, 2) совместным осаждением карбонатов и гидроксидов с последующей промывкой и сушкой и 3) осадочно-прокалочным методом синтеза, при котором готовят исходные водные растворы требуемых веществ, очищают их от примесей, сливают в определенной последовательности и осаждают пигмент. Оставляют на вызревание полученный в осадке продукт, отделяют его от маточного раствора, отмывают от примесей, сушат, подвергают термической обработке при 900-1400°С и измельчают (О.В.Орлова, Т.Н.Фомичева. Технология лаков и красок. - М.: Химия, 1990 с.381; Е.Ф.Беленький, И.В.Рискин. Химия и технология пигментов. - Л.: Химия, 1974., с.467; П.И.Ермилов, Е.А.Индейкин, И.А.Толмачев. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы. - Л.: Химия. 1987, с.196 Пигменты для художественных красок (каталог), часть 1, Черкассы, 1982 и часть II, Черкассы, 1984).
Недостатком известных способов является длительность технологического процесса, высокая температура обжига пигментов, значительное количество промывных сточных вод, содержащих вредные компоненты, выделение вредных газов, загрязняющих окружающую среду.
Известен способ получения керамических пигментов, состоящий в использовании гидратированных соединений или гидратированных отходов производства и техногенного сырья с общим содержанием воды до 50%, а смесь исходных материалов, входящих в состав пигментов, путем механической активации подвергают измельчению, смешению и взаимодействию в активаторе при энергонапряженности 5-100 Вт/г, отношении массы исходных смесей и массы мелющих тел от 0,01 до 0,5 в течение 1-15 мин. Обжигают пигменты при 800-1200°С, после чего подвергают размолу до стандартной дисперсности. Согласно изобретению достигается упрощение технологии получения неорганических термостойких пигментов, снижение температуры их обжига и улучшение экологической обстановки их производства (RU №2114886, МПК С09С 1/00, опубл. 10.07.1997).
Недостатками способа являются многостадийность и длительность процесса получения пигментов, наличие промывных вод и отходящих газов, загрязняющих окружающую среду.
Известен способ получения термостойких керамических пигментов, в котором растворы хлоридов или нитратов циркония и хромофорного металла, взятые в мольном соотношении 1:0,01-0,03 в расчете на соли, смешивают с тонкодисперсным оксидом кремния при числе Re=2·104-5·104. Полученную суспензию обрабатывают водным раствором аммиака до рН 8-9, осадок отжимают на фильтре, сушат и прокаливают в две стадии: сначала при 700-900°С с последующим охлаждением и добавлением минерализатора, а затем путем нагревания до 1100-1300°С со скоростью нагрева 5-10°С/мин. Уменьшается размер частиц пигмента в несколько раз и составляет в среднем 0,5-3,0 мкм, усилена интенсивность ярко-желтого цвета, дозировка хромофорной добавки снижена в 10-30 раз (RU №2044013, МПК С09С 1/00, опубл. 20.09.1995). Недостатками данного способа являются длительность процесса получения пигментов, значительный расход энергии на мокрую подготовку, отжим, сушку и ступенчатый обжиг сырьевой смеси, наличие промывных вод и отходящих газов, загрязняющих окружающую среду.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и выбранным в качестве прототипа является способ получения керамических пигментов для окраски эмалей и глазурей (патент РФ №1423514, МПК С03С 1/04, опубл. 15.09.1988). Керамический пигмент готовят следующим образом. Компоненты шихты, мас.%: глинозем 40, борат кальция 13, марганцевая паста 10 и шлам от электрокоагуляции очистки сточных вод (предварительно высушенный) 64, измельчают в шаровой мельнице до тонины, обеспечивающей прохождение через сито 10000 отв./см2 и спекают в тигле при 1100°С в течение 50 минут.
Недостатками способа-прототипа является ограниченная гамма пигментов, загрязнение готового продукта металлическими частицами от шаровой мельницы, значительный износ оборудования. Использован шлам от электрокоагуляционной очистки сточных вод (предварительно высушенный), который не является стабильным по химическому составу, следовательно, в полученном пигменте будут происходить изменения тона цвета. Для постоянного химического состава и стабильности цветового тона данного пигмента нужно шлам от электрокоагуляционной очистки сточных вод усреднять и промывать. Добавляется фильтрация и сушка шлама. Кроме того, после спекания вышеуказанного сырья добавляется стадия предварительного измельчения спека перед загрузкой в шаровую мельницу. Процесс по прототипу является многостадийным.
Известно, что тонкий помол производится в шаровых мельницах периодического действия (см. Никулин Н.В., Кортнев В.В. Оборудование и технологии производства электрокерамических конструкций. - М.: Энергия, 1969 г. Стр.41-43; патент РФ №2114886, МПК С09С 1/00, опубл. 10.07.1997), выбран в качестве прототипа для предлагаемого устройства. Чаще всего осуществляется мокрым способом, т.е. в присутствии мелющих тел - кремниевой гальки или глиноземными телами и воды, так как вода, попадая в трещинки частиц - каменистых материалов, облегчает их разрушение. Кроме того, тонко измельченные частицы находятся в воде во взвешенном состоянии, а крупные частицы, располагаясь около футеровки мельницы, подвергаются дальнейшему дроблению и истиранию мелющими телами. Внутренняя поверхность шаровой мельницы имеет футеровку из кремниевых или фарфоровых кирпичей (клепки), которая предотвращает металлические части мельницы от быстрого износа, а измельчаемые каменистые части мельницы от загрязнений металлическими частицами. Шаровые мельницы, как правило, приводятся во вращение от индивидуального электропривода с помощью редуктора, фрикционной муфты и зубчатой передачи. В данном случае помол производиться сухим способом, что приводит к резкому износу футеровки и мелющих тел, соответственно к загрязнению приготовления пигмента.
Задачей создания изобретения является расширение сырьевой базы, разработка экологически безопасной технологии с более широким спектром применения термостойких неорганических пигментов, с использованием отходов электроизоляторного производства и создание более надежного и долговечного оборудования для его осуществления.
Поставленная задача достигается сырьевой смесью для получения термостойких неорганических пигментов, которая включает носитель и цветообразующие добавки. В качестве носителя она содержит глинозем или отходы производства электроизоляторов, а в качестве цветообразующих добавок оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глинозем или отходы производства электроизоляторов: | |
| череп или сушье | 40-95 |
| оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов | 5-60 |
«череп» - бой глазурованных и неглазурованных фарфоровых изоляторов ГОСТ 20419-83;
«сушняк» - бой высушенных необожженных изоляторов;
глинозем марки ГЭФ, ГК-1, ГК-2 ГОСТ - 30559-98.
Химический состав компонентов-носителей указанных материалов приведен в табл.1.
| Таблица 1 | |||||||||
| Химический состав компонентов-носителей. | |||||||||
| Компонент-носитель | химический состав, мас.% | ||||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | K2O | Na2O | ппп | |
| глинозем | 0,00 | 99,71 | 0,02 | 0,00 | 0,71 | 0,41 | 0,00 | 0,14 | 0,01 |
| сушняк | 44,24 | 48,96 | 0,63 | 0,49 | 0,90 | 0,31 | 3,36 | 1,11 | нет |
| череп | 44,30 | 48,00 | 0,61 | 0,51 | 0,89 | 0,37 | 3,31 | 0,99 | нет |
Поставленная задача достигается способом получения термостойких неорганических пигментов, который включает стадии измельчения и смешения исходных компонентов сухим способом, с последующим обжигом полученной смеси. В качестве сырьевой смеси используют глинозем или отходы производства электроизоляторов и оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глинозем или отходы производства электроизоляторов: | |
| череп и/или сушье | 40-95 |
| оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов | 5-60, |
которую подвергают сухому помолу и перемешиванию компонентов в устройстве периодического действия с внутренней футеровкой корпуса из полиуретана, помольными телами с внутренним стальным сердечником, покрытым полиуретаном, до тонины, обеспечивающей прохождения через сито №0056 (10000 отв./см2) в течение 1-4 часов при объемном соотношение помольных тел и сырья 1,5:1, затем полученную смесь подвергают термообработке до температуры 350-1340°С, выдерживают при этой температуре 1,5-4 часа, затем печь охлаждают до комнатной температуры, повторно полученную смесь подвергают сухому помолу в устройстве периодического действия в течение 1-8 часов до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0%.
В качестве источников хромофора использовали оксиды, карбонаты и оксалаты металлов квалификации ч, чда, хч, а в качестве носителя цвета применяли отходы электроизоляторного производства или глинозем.
Соотношение помольных тел и сырья 1,5:1 выбрано опытным путем. Не соблюдение соотношений, т.е. в случае уменьшения или увеличения мелющих тел увеличивается продолжительность помола.
При изготовлении наиболее ярких и сочных тонов хромовых пигментов прокаливание пигментов производят при высоких температурах 900-1200°С в течение 1,5-4 часов для получения однородного цвета.
При изготовлении синих кобальтовых Со пигментов прокаливание производят при температуре 1300-1340°С и дают выдержку 1,5-4 часа для получения однородного цвета пигмента, так как при более низкой температуре эти пигменты не будут иметь чистых синих тонов.
При изготовлении железосодержащих пигментов обжиг ведут в течение 1,5-4 часов при температуре не выше 900°С, при более высоких температурах сложно уловить оттенок цвета, т.к. пигменты неустойчивы.
При изготовлении кадмиевых и селенокадмиевых пигментов обжиг ведут в течение 1,5-4 часов при температуре не выше 750°С, при более высоких температурах пигмент разваливается и сгорает, ниже 350°С реакция получения пигмента не произойдет.
Относительно операции помола - хотя твердофазовые реакции получения пигментов определенного состава легко осуществимы, следует учитывать, что получение требуемых технических свойств пигментов (оттенок, интенсивность, стойкость) зависит не только от химического состава, но и от условий их изготовления. Зависит от предварительного помола, который увеличивает количество дефектов кристаллической решетки, от температуры и продолжительности прокаливания, которые определяют адсорбционное взаимодействие с окрашиваемой средой, размеры и формы первичных частиц кристаллов, возникающих и растущих в ходе его обжига и образующихся из них прочных агрегатов и агломератов, которые, в свою очередь, обусловливают свойства пигментов. При низких значениях температуры менее 350°С и времени прокаливания менее 1 часа не происходит изменения кристаллической структуры соединений, соответственно и получение высококачественного пигмента.
Поставленная задача достигается устройством для получения термостойких неорганических пигментов, содержащим горизонтально расположенный цилиндрический корпус с внутренней футеровкой, частично заполненный помольными телами, вращающийся в подшипниках, загрузочно-разгрузочное устройство, привод. Корпус выполнен с конусообразными торцами и снабжен установленным снаружи противопыльным кожухом, соединенным с емкостью для готового продукта, установленной под корпусом, при этом внутренняя футеровка выполнена из полиуретана, а помольные тела имеют стальной сердечник с наружным покрытием из полиуретана. При этом помольные тела имеют форму шара или цилиндра.
Автор конструктивно видоизменил шаровую мельницу (прототип), в предложенной конструкции принцип работы аналогичен мельнице периодического действия, но уменьшает «мертвые зоны», которые находятся (по прототипу) внутри мельницы возле прямоугольных торцов барабана, предлагаемое решение ведет к полному извлечению из мельницы полученного сырья после помола за счет выполнения торцевых стенок конусообразными. Внутреннюю футеровку изготовили из полиуретана, а помольные тела с внутренним стальным сердечником покрыты полиуретаном, что практически исключило износ футеровки и мелющих тел, а также и загрязнение пигмента. Наличие кожуха позволяет исключить потери компонентов сырьевой смеси и готового продукта.
Изобретение иллюстрируется чертежами и примерами. На фиг.1 представлен разрез устройства в общем виде; на фиг.2 - вид устройства сбоку.
Устройство для получения термостойких неорганических пигментов (фиг.1) содержит горизонтально расположенный цилиндрический корпус 1 с внутренней футеровкой 2, частично заполненный помольными телами 3, вращающийся в подшипниках 4, на опорах 5, загрузочно-разгрузочное устройство 6, привод 7 (фиг 2). Корпус 1 выполнен с конусообразными торцами (угол 45-60°) 8 и снабжен установленным снаружи противопыльным кожухом 9, соединенным с емкостью 10 для готового продукта 11, установленной под корпусом 1, при этом внутренняя футеровка 2 выполнена из полиуретана толщиной 8-10 мм, а помольные тела 3 имеют стальной сердечник 12 с наружным покрытием из полиуретана толщиной 4-5 мм. При этом помольные тела имеют форму шара (диаметр 40 мм) или цилиндра: диаметр 40 мм, длина 40 мм. Противопыльный кожух 9 снабжен загрузочным люком 13 для сырья 14 и разгрузочной воронкой 15, соединенной с емкостью 10.
Пример №1. Общие условия проведения процесса
Получение пигментов осуществляли следующим образом. В качестве сырьевой смеси используют глинозем или отходы производства электроизоляторов и оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глинозем или отходы производства электроизоляторов: | |
| череп и/или сушье | 40-95 |
| оксиды и/или карбонаты и/или оксалаты металлов | 5-60 |
Смесь носителя и красящих соединений подвергали сухому помолу и перемешиванию компонентов в устройстве (фиг.1) с внутренней футеровкой 2 из полиуретана с помольными телами с внутренним стальным сердечником, покрытым полиуретаном, измельчение и гомогенизация исходных компонентов ведется до полного прохождения через сито №0056 (10000 отв./см2) в течение 1-4 часов, при объемном соотношение помольных тел и сырья 1,5:1, тонкое измельчение и перемешивание компонентов ведет к образование дефектов в кристаллической решетке составляющих веществ и к частичной аморфизации, от данной стадии зависит дальнейшее формирования получаемого продукта. Полученную смесь в виде порошка подвергали термообработке (температура 350-1340°С) в газовой печи (на чертеже не показана) по режиму: подъем до максимальной температуры, от состава смеси зависит время выдержки и температура, также взаимодействие компонентов данной смеси и качество получаемого пигмента. Общее время выдержки на заданной температуре обжига составляло 1,5-4 часа, далее охлаждение до комнатной температуры. В табл.2 приведены составы пигментов и режимы обжига полученных предложенным способом. Обожженную смесь в течение 1-8 часов подвергали сухому помолу в устройстве (фиг.1) с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными телами со стальным сердечником, покрытым слоем полиуретана, до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0%.
Пример №2
Для получения пастельно-синего пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 95% черепа и 5% оксида кобальта, подвергали сухому помолу и перемешиванию компонентов в устройстве периодического действия с внутренней футеровкой из полиуретана, с помольными полиуретановыми телами с внутренним стальным сердечником, измельчение и гомогенизация исходных компонентов. Время помола до полного прохождения через сито №0056 (10000 отв./см2) составляет 1,5 часа, объемное соотношение помольных тел и сырья 1,5:1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 1300-1340°С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником, объемное соотношение помольных тел и сырья 1,5:1. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 6 часов.
Пример №3
Для получения транспортно-синего пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из сушья - 77,5% и оксида кобальта - 22,5%, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 1300-1340°С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 6 часов.
Пример №4
Для получения фиолетово-синего пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из глинозема - 60% и оксида кобальта - 40%, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 1300-1340°С и выдерживали при этой температуре 1,5 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 8 часов.
Пример №5
Для получения бледно-зеленого пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 95% черепа и 5% трехвалентного оксида хрома, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 1100-1200°С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 4 часа.
Пример №6
Для получения резедово-зеленого пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из сушья - 77,5% и 22,5% трехвалентного оксида хрома, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 1100-1200°С и выдерживали при этой температуре 1,5 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 4 часа.
Пример №7
Для получения изумрудно-зеленого пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 60% глинозема и 40% трехвалентного оксида хрома, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 1100-1200°С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 4,5 часа.
Пример №8
Для получения розового пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 55% глинозема, из 35% оксида железа и 10% оксида магния, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 800-900°С и выдерживали при этой температуре 1,5 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 3 часа.
Пример №9
Для получения бежево-красного пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 50% сушья или черепа, из 35% оксида железа и 15% оксида магния, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 800-900°С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 2 часа.
Пример №10
Для получения медно-коричневого пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 72,5% черепа, из 27,5% оксида железа, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 800-900°С и выдерживали при этой температуре 1,5 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 3 часа.
Пример №11
Для получения песочно-желтого пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 40% черепа или сушья, из 45% оксалата железа и 15% оксида олова, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 650-700°С и выдерживали при этой температуре 2 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% вставляет 1,5 часа.
Пример №12
Для получения пигмента желтого - ракитника, см. табл. №2, смесь, состоящую из 40% глинозема, из 30% оксалата железа и 30% оксида олова, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в газовую печь, нагревали до 650-700°С и выдерживали при этой температуре 1,5 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите №004 (20000 отв./см2) не более 1,0% составляет 2 часа.
Пригодность и цветовые характеристики каждого полученного пигмента данным способом определялись и сравнивались с импортными образцами в ЗАО «Пиастрелла» г.Екатеринбург, ОАО «Лысьвеннский металлургический завод» г.Лысьва, ООО Кирпичный завод «Керамокс» г.Пермь, «Чернушкастройкерамика» г.Чернушка, ООО «ЗКС» г.Снежинок.
Полученные пигменты имеют санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии санитарным и гигиеническим нормативам. Предлагаемое изобретение дает возможность значительно сократить количество операций технологического цикла; проводить смешивание и помол сухим способом; значительно сократить расход энергии подготовку сырья до обжига; уйти от ступенчатого обжига; является экологически чистым, т.к. исключает загрязнение окружающей среды отходящими газами и сточными водами.
С экологической и экономической точки зрения в данном способе не используют галогеносодержащие соли, минерализаторы и т.п., что исключает при получении пигментов операции промывки и очистки, соответственно исключает сточные воды и выбросы вредных веществ в атмосферу. Учитывая данный факт, использовались только оксиды и органические соли красящих металлов. Пигменты, полученные данным способом, не уступают по цветности и тону зарубежным аналогам, таким фирмам как «Ferro», «Torresid».
Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
| Таблица №2 | |||
| Соответствие цветов полученных пигментов цветовому стандарту RAL | |||
| № экс. | Состав смеси компонентов, мас.% | Температура обжига, °С | Получаемый цвет пигмента по стандарту RAL |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Череп - 95% | 1300-1340°С | пастельно-синий - 5024 |
| СоО - 5% | |||
| 2 | Сушье - 77,5% | 1300-1340°С | транспортный синий - 5017 |
| СоО - 22,5% | |||
| 3 | Глинозем - 60% | 1300-1340°С | фиолетово-синий - 5000 |
| СоО - 40% | |||
| 4 | Череп или сушье 95% | 1100-1200°С | бледно-зеленый -6021 |
| Cr2O3 - 5% | |||
| 5 | Сушье - 77,5% | 1100-1200°С | резедово-зеленый - 6011 |
| Cr2O3 - 22,5% | |||
| 6 | Глинозем - 95% | 1100-1200°С | бело-зеленый - 6019 |
| Cr2O3 - 5% | |||
| 7 | Глинозем - 60% | 1100-1200°С | изумрудно-зеленый - 6001 |
| Cr2O3 - 40% | |||
| 8 | Череп - 72,5% | 800-900°С | медно-коричневый - 8004 |
| Fe2O3 - 27,5% | |||
| 9 | Глинозем - 55% | 800-900°С | розовый - 3017 |
| Fe2O2 - 35% | |||
| MgO - 10% | |||
| 10 | Сушье или череп - 40% | 650-700°С | песочно-желтый - 1002 |
| Fe2(C2O4)3 - 45% | |||
| SnO - 15% | |||
| 11 | Глинозем - 40% | 650-700°С | желтый ракитник - 1032 |
| Fe2(C2O4)3 - 30% | |||
| SnO - 30% | |||
| 12 | Сушье или череп - 40% | 650-700°С | транспортно-желтый - 1023 |
| Fe2(C2O4)3 - 30% | |||
| SnO - 30% | |||
| 13 | СоСО3 - 51,6% | 1300-1320°С | ультрамариново-синий - 5002 |
| Бой обож. изоляторов - 48,4% | |||
| 14 | СоС2О3 - 57% | 1300-1320°С | горечавково-синий - 5010 |
| Бой не обож. изоляторов - 43,0% | |||
| 15 | СоСО3 - 22% | 1300°С | транспортный синий - 5017 |
| Cr2O3 - 20% | |||
| Бой обож. изоляторов - 58,0% | |||
| 16 | СоС2О3 - 28,5% | 1300-1320°С | капри синий- 5019 |
| Cr2O3 - 20% | |||
| Бой не обож. изоляторов - 51,5% | |||
| 17 | СоСО3 - 22% | 1300-1320°С | водная синь -5021 |
| Cr2O3 - 40% | |||
| Бой обож. изоляторов - 38,0% |
Пример №13
Ультрамариново-синий пигмент получают, см. табл. №2, смесь, состоящую из 51,6% карбоната кобальта, 48,4% боя обожженных фарфоровых изоляторов, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в муфельную печь, нагревали до 1300-1320°С и выдерживали при этой температуре 4 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0% составляет 3-4 часа.
Пример №14
Для получения горечавково-синеного пигмента, см. табл. №2, смесь, состоящую из 57% ацетата кобальта, 43% боя необожженных фарфоровых изоляторов, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в муфельную печь, нагревали до 1300-1320°С и выдерживали при этой температуре 4 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0% составляет 3-4 часа.
Пример №15
Транспортный синий пигмент получают, см. табл. №2, смесь, состоящую из 22,0% карбоната кобальта, 22,0% оксида хрома и 58% боя обожженных фарфоровых изоляторов, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в муфельную печь, нагревали до 1300-1320°С и выдерживали при этой температуре 4 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0% составляет 4 часа.
Пример №16
Капри-синий пигмент получают, см. табл. №2, смесь, состоящую из 28,5% ацетата кобальта, 20,0% оксида хрома и 51,5% боя необожженных фарфоровых изоляторов, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в муфельную печь, нагревали до 1300-1320°С и выдерживали при этой температуре 4 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0% составляет 3-4 часа.
Пример №17
Для получения насыщенную волную синь получают, см. табл. №2, смесь, состоящую из 22,0% карбоната кобальта, 40,0% оксида хрома и 38,0% боя обожженных фарфоровых изоляторов, подвергали сухому помолу и перемешиванию аналогично, как указано в примере №1. Полученную смесь помещали в муфельную печь, нагревали до 1300-1320°С и выдерживали при этой температуре 4 часа. Затем печь охлаждалась, полученную смесь подвергали сухому помолу в устройстве с внутренней футеровкой из полиуретана с помольными полиуретановыми телами со стальным сердечником. Время помола до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0% составляет 3-4 часа.
1. Сырьевая смесь для получения термостойких неорганических пигментов, включающая носитель и цветообразующие добавки, отличающаяся тем, что в качестве носителя она содержит глинозем или отходы производства электроизоляторов, а в качестве цветообразующих добавок - оксиды, и/или карбонаты, и/или оксалаты металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
глинозем или отходы производства электроизоляторов:
| Бой глазурованных и неглазурованных фарфоровых изоляторов или бой высушенных необожженных изоляторов | 40-95 |
| Оксиды, и/или карбонаты, и/или оксалаты металлов | 5-60 |
2. Способ получения термостойких неорганических пигментов, включающий сухой помол и перемешивание исходных компонентов с последующим обжигом полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве сырьевой смеси используют глинозем или отходы производства электроизоляторов и оксиды, и/или карбонаты, и/или оксалаты металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
глинозем или отходы производства электроизоляторов:
| Бой глазурованных и неглазурованных фарфоровых изоляторов или бой высушенных необожженных изоляторов | 40-95 |
| Оксиды, и/или карбонаты, и/или оксалаты металлов | 5-60 |
которую подвергают помолу и перемешиванию компонентов в устройстве периодического действия с внутренней футеровкой корпуса из полиуретана, помольными телами с внутренним стальным сердечником, покрытыми полиуретаном, до тонины, обеспечивающей прохождение через сито 10000 отв./см2 в течение 1-4 ч при объемном соотношении помольных тел и сырья 1,5:1, затем полученную смесь подвергают термообработке до температуры 650-1340°С, выдерживают при этой температуре 1,5-4 ч, затем печь охлаждают до комнатной температуры, повторно полученную смесь подвергают сухому помолу в устройстве периодического действия в течение 1-8 ч до получения остатка на сите 20000 отв./см2 не более 1,0%.
3. Устройство для получения термостойких неорганических пигментов из сырьевой смеси по п.1, содержащее вращающийся корпус с внутренней футеровкой, частично заполненный помольными телами, загрузочно-разгрузочное устройство и привод, отличающееся тем, что корпус выполнен с конусообразными торцами и снабжен установленным снаружи пылезащитным кожухом, соединенным с емкостью для готового продукта, установленной под корпусом, при этом внутренняя футеровка выполнена из полиуретана, а помольные тела имеют стальной сердечник с наружным покрытием из полиуретана.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что помольные тела имеют форму шара или цилиндра.
