СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРИЧНЕВОГО ЖЕЛЕЗООКИСНОГО ПИГМЕНТА Российский патент 2015 года по МПК C09C1/24 

Изобретение относится к производству неорганических пигментов, а именно железоокисных пигментов коричневого цвета, и может быть использовано в лакокрасочной промышленности, производстве строительных и других пигментированных материалов.

Известен способ получения железоокисных пигментов со структурой, содержащих 0,1-12,0% SiO₂ и 0,02-5,0% Al₂O₃. путем обжига смеси Fe₃O₄, SiO₂, Al₂O₃ при 200-700°C при подаче воздуха и кислорода. Способ предназначен для получения пигментов коричневого цвета. Недостатком данного способа является нестабильность химического состава, что не исключает появление различных оттенков.

Известен также способ получения красного железоокисного пигмента из красного шлама, отхода глиноземного производства, путем его прокаливания в смеси с фосфомелом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Способ получения железоокисных пигментов» [Патент №2047631. Заявлен 17.08.1992. Опубликован 10.11.1995. Авторы - Калиниченко И.И., Соколов В.И., Никоненко Е.А., Колесникова М.П., Пуртов А.И.]. В данном способе предварительно производится разделение по классам крупности с отбором фракции частиц не крупнее 0,02 мм, и прокаливание этой фракции при 290-850°C. Пигменты получаются чистого красного цвета за счет α-Fe₂O.

Недостатком данного способа является невозможность получения коричневого пигмента вследствие перехода γ-Fe₂O₃ в α-Fe₂O₃ в указанном температурном диапазоне.

Задачей изобретения является получение пигмента коричневого цвета за счет отбора фракции до 0,01 мм при сохранении однородности дисперсного состава и укрывистости 8-9 г/м² [Калиниченко И.И., Колесникова М.П., Никоненко Е.А., Соколов В.И., Пуртов А.И. Гранулометрический состав красных шламов. Депон. ВИНИТИ 27.09.96, №2892 - B96. - Москва, 1996. - 5 с.].

Эта задача решается тем, что красный шлам перед прокаливанием разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,01 мм, причем прокаливание этой фракций осуществляют в воздухе при температуре 220-280°C.

Понижение содержания сульфидной серы за счет уменьшения размера отбираемой фракции и понижение размера частиц приводит к увеличению содержания оксидов железа, что обуславливает стабильный коричневый цвет получаемого пигмента, а наличие крупности не более 0,01 мм обеспечивает достаточную однородность состава и укрывистость полученного пигмента.

Нижний предел температурного интервала прокаливания обусловлен тем, что при 220°C шлам полностью обезвоживается. Верхний предел составляет 280°C, так как при более высокой температуре начинается образовании пигмента красного цвета вследствие перехода γ-Fe₂O₃ в α-Fe₂O₃.

Заявленным способом осуществлялось получение коричневого железоокисного пигмента из отвального шлама, взятого из шламохранилища Богословского алюминиевого завода, следующего химического состава в пересчете на оксиды, мас.%:, Fe₂O₃ - 38,3; Al₂O₃ - 15,89; CaO - 13,5; S - 1,45; TiO₂ - 3,8; SiO₂ - 6,72; Na₂O - 3,4; CO₂ - 3,24 (без ППП).

Пробу красного шлама массой 35 кг с влажностью 39% разделяли по классам крупности. Отбирали фракцию не крупнее 0,01 мм, которая имела следующий химический состав в пересчете на оксиды, мас.%: Fe₂O₃ - 45,0; Al₂O₃ - 14,28; CaO - 7,0; S - 0,74; TiO₂ - 3,84; SiO₂ - 8,78 (без ППП). Выход фракции 66,7%.

После разделения по классам крупности отобранную фракцию отфильтровывали, промывали до pH промывных вод, равного 8,5, и высушивали, после чего пробу делили на части и прокаливали по различным режимам. В таблице приведены технологические параметры и характеристики целевого продукта, полученного заявленным способом. Химический состав продукта определяется составом фракции - 0,01 мм. Отличием от прототипа является цвет пигмента, меньший процент выхода полезной фракции, температурный интервал.

Определение цвета и укрывистости полученного пигмента проводилось на основании стандартных методик [Добровольский И., Большаков А. и др. Методы технического анализа пигментного производства. - Челябинск, Южно-Уральское книжное издательство, 1973. С.212-213].

Использование заявляемого способа обеспечивает следующие технические результаты:

- получение железоокисного пигмента коричневого цвета с укрывистостью 8-9 г/м²;

- использование отхода производства глинозема - овального шлама (до 68%), без дополнительного сырья и добавок;

- отсутствие вредных выбросов в окружающую среду.

Таблица 1 Характеристика полученных пигментов Класс крупности, мм
Масса пробы, кг Температура прокаливания °С Среда Цвет Остаток после мокрого просеивания на сите 0063, % Укрывистость г/м² Диспергируемость, мкм По заявляемому способу Мельче 0,045 мм Масса 31 кг 220 Воздух Коричневый 0,03 8 27 Воздух Коричневый 0,03 9 28 Воздух Коричневый 0,03 8 27 240 Воздух Коричневый 0,04 9 27 Воздух Коричневый 0,03 8 28 Воздух Коричневый 0,04 9 27 260 Воздух Коричневый 0,03 8 29 Воздух Коричневый 0,03 9 30 Воздух Коричневый 0,03 9 30 280 Воздух Коричневый 0,04 8 29 Воздух Коричневый 0,04 9 29 Воздух Коричневый 0,04 9 30 По способу -прототипу Мельче 0,02 мм Масса 24 кг 290 Воздух Темно-красный 0,05 9 32 500 Воздух Чистый красный 0,03 7 27 850 Воздух Чистый красный 0,05 11 30

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в производстве строительных материалов. Для получения коричневого железоокисного пигмента прокаливают красный шлам - отход глиноземного производства. Перед прокаливанием красный шлам разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,01 мм. Прокаливание этой фракции осуществляют на воздухе при температуре 220-280°C. Изобретение позволяет получить пигмент коричневого цвета с укрывистостью 8-9 г/м² без дополнительных добавок, снизить количество вредных выбросов в окружающую среду. 1 табл.

Способ получения коричневого железоокисного пигмента из красного шлама - отхода глиноземного производства, включающий его прокаливание, отличающийся тем, что красный шлам перед прокаливанием разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,01 мм, причем прокаливание этой фракции осуществляют в воздухе при температуре 220-280°C.