Способ обработки писчего карбонатного мела Советский патент 1989 года по МПК B43K23/00 

Изобретение относится к способу обработки писчего карбонатного мела и может быть использовано в области образования в учебных процессах.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет его упрощения и улучшение качества защитной пленки о

Пример 1 о Способ обработки стержней писчего карбонатного мела осуществляют по следующей технологии. На поверхность обычных стержней писчего мела наносят запщтную пленку фосфата кальция Са-( путем его погружения в 10%-ный раствор фосфорной кислоты HjPO. плотностью D, 1,056 г/см со средней скоростью 90 м/мин. При погружении мела в указанный раствор возникают быстротекущие реакции образования фосфата кальция:

,со

ЗСаСО,+ 2Н„Р04- Саз(Р04)а+

НгО S

и начинается проникновение раствора в смежные с поверхностью слои мела. Реакция завершается на глубине 0,15 мм в процессе сушки мела на воздухе при комнатной (20-25°С) температуре в течение 3-6 ч. -В первой стадии процесса, протекающего в пленкообразующем растворе, начинается интенсивное выделение углекислого газа COj, поток которого омывает поверхность мела и способствует быстрому течению реакции Промывка мела не требуется, так как продукты реакции COi и , как и пленкообразующий раствор, не являются вред- ньми реагентами; кроме того, СО самопроизвольно улетучивается после

СП

.3151

реакции, а молекулы воды испаряются в процессе сушки мела.

Пример 2. Для изготовления немажущего руки писчего мела последний обрабатывают 25%-ным раствором фосфорной кислоты (D 1,119 г/см со скоростью ПО м/мин и сушат на воздухе в течение 5-8 ч„ После сушки на поверхности мела формируется защитная пленка толщиной 0,05 мм. Мел готов к употреблению.

Пример 3. Обычный выпускаемый промьшленностью мел опускают в 20%-ный раствор (В 1,1 г/см) фосфорной кислоты со скоростью 106 м/мин и подвергают сушке на воздухе при комнатной температуре (20-25°с) в течение 2-5 ч. Сухой мел с толщиной защитного слоя из фос фата кальция ) порядка 0,1 мм готов к употреблению.

Пример 4. На поверхности стержней писчего мела наносят защитную пленку метафосфата кальция Са(РОз)-2 путем его- погружения в 10%-ный раствор метафосфорной кислоты НРОд плотностью D 1,061 г/см со средней скоростью 90 м/мин. При погружении мела в указанный раствор между поверхностью мела и разбавленным раствором начинается образо- ование метафосфата кальция:

2НРО„- Са(РО, )о+

/

СО-о

н,о

и проникновение раствора в смежные с поверхностью слои мела. Реакция завершается на глубине 0,15 мм в процессе мушки мела на воздухе при комнатной температуре (20-25 с) в течение 4-6 ч В первой стадии процесса, протекающего в пленкообразующем растворе, начинается интенсив- ное выделение углекислого газа СО-2, поток которого омывает поверхность мела и способствует быстрому течени реакции.

Пример 5. Для изготовления немажущего руки писчего мела последний обрабатывают 25%-ным раствором метафосфорной кислоты D 1,115 г/см- со скоростью 110 м/мин и сущат на воздухе в течение 4-6 ч. После сушки на поверхности мела образуется защитная пленка толщиной 0,05 мм.

5 0

5 О

5

0 5

0 5

Пример 6. Писчий карбонатный мел погружают в 20%-ный (D 1,11 г/см) раствор метафосфорной кислоты со средней скоростью 95 м/мин и после удаления их раствора с той же скоростью подвергают сушке на воздухе при комнатной температуре (20-25°С) в течение 3-6 ч. На сухом меле образуется защитный слой из метафосфата кальция Ca(PO.j)j толщиной 0,11 мм, предохраняющий поверхность от меления.

Пример 7о На поверхность писчего карбонатного мела наносят защитную пленку пирофосфата кальция Ca. погружения мела в 10%-ный

раствор ПИрофОСфОрНОЙ кислоты

(D 1,061 г/см) со средней скоростью 90 м/мин. Вьшодится мел из реакционной смеси с той же средней скоростью. При погружении мела в указанный раствор возникает быстротекущая реакция образования пирофосфата кальция и начинается проникновение раствора в смежные с поверхностью слои мела. Реакция завершается на глубине О, I) мм в процессе сушки мела на воздухе в течение 3-6 ч. В первой стадии процесса, протекающего в пленкообразующем растворе, начинается интенсивное выделение углекислого газа СО, поток которого омывает поверхность, мела и способствует быстрому, течению реакции. Промывка мела не нужна, так как продукты реакции - CO-i., - и пленкообразующий раствор не являются агрессивными реагентами. Кроме того, углекислый газ самопроизвольно улетучивается, а молекулы воды испаряются в процессе сушки мела.

Пример 8. Для изготовления немал ущего писчего мела его обрабатывают 25%-ным раствором пирофос- форной кислоты (D 1,123 г/см) со средней скоростью 110 м/мин сушат на воздухе в течение 6-8 ч. После сушки на поверхности мела образуется защитная пленка толпщной 0,05 мм, и мел готов к употреблению

Пример 9. Писчий мел (карбонатный) опускают в 20%-ный (D 1,11 г/см) раствор пирофос- фатной кислоты со скоростью 95 м/мин и подвергают сушке на воздухе при комнатной температуре (20-25°С) в течение 3-5 ч. Сукой мел с толщиной защитного слоя из пирофосфата каль515

ция Ca, -, порядка О, 1 мм готов к употреблению.

Пример 10. На поверхности стержней писчего мела наносят защитную пленку оксалата кальция путем его погружения в 10%-ный раствор щавелевой кислоты с плотностью 1,01 г/см со средней скоростью 90 м/мин. Мел из реакционной смеси выводят с той же средней скоростью. При погружении мела в указанный раст вор между поверхностью мела и разбавленным пленкообразующим раствором возникает быстротекущая реакция обра зования оксалата кальция;

СаС02+ Н С Оц- СаС204+

СОг

и начинается проникновение раствора в смежные с поверхностью слои мела. Реакция завершается на глубине 0,15 мм в процессе сушки мела на воздухе при ком 1атной температуре (20- ) в течение 5-6 ч. В первой стадии процесса, протекающего в пленкообразующем растворе, начинается интенсивное выделение СО, поток которого омывает поверхность мела и способствует быстрому течению реакции.

Пример П. Для изготовления немаж5Ш1его руки писчего мела последний обрабатывают 25%-ным раствором щавелевой кислоты (D 1,1 г/см- ) со скоростью 110 м/мин и подвергают сушке на воздухе при комнатной температуре (20-25 с) в течение 4-6 ч. На сухом меле образуется защитный слой из оксалата кальция с толщиной 0,11 м, предохраняющий поверхность от меления.

Пример 12. Писчий карбонатный мел погружают в 20%-ный ( D 1,09 г/см-) раствор щавелевой кислоты со скоростью 95 м/мин и подвергают сушке на воздухе при комнатной температуре (20-25°С) в течение 4- 6 ч. На сухом меле образуется защитный слой из оксалата кальция с толщиной О,1 мм, предохраняющей поверхность от меления.

.Себестоимость мела с фосфатным покрытием (орто-, мета-, пирофосфат- ным) и оксалатным покрытием уменьшается в 1,5-2,5 раза от носительно мела с сульфатным покрытием (образованным с применением раствора серной кислоты).

149

В таблице представлены данные по свойствам полученного мела с защитным покрытием по предлагаемому способу и прототипу.

Таким образом, при применении данного предлагаемого существенно, упрощается технология изготовления немаж}тцего руки мела, так как не

,д проводятся операции.вьщержки после пропитки и промывки, а также сушки при высоких температурах. Кроме того, существенно уменьщается (в 1,2- 3,2 раза) толщина покрытия при од- 2 повременном увеличении прочности

(в 1,5 раза), адгезии к поверхности (в 1,2-1,5 раза) и сопротивления к истиранию (в 1,2-3,5 раза).

Растворимость образзтощихся по

20 предлагаемому способу защитных пленок в воде (при 30°С) в 1,35 раз меньше в случае фосфатов, в 1,25 раз меньше в случае мета- и пирофосфатов ив 1,2 раза меньше в случае окса25 латов, чем в случае применения пленок сульфатов.

Химостойкость по отношению к щелочам возрастает в 1,5-2 раза в случае фосфатных пленок, в 1,2-1,8 раза

-. в случае метафосфатных пленок в 1,5- 2,5 раза в случае пирофосфатных пленок, в 1,2-1,5 раза в случае оксала- тов. Химостойкостьк кислотным средам возрастает в 1,2-1,5 раза в случае фосфатных защитных пленок, в 1,5Т f-

- 1,8 раза в случае метафосфатных пленок и в 1,2-1,7 раза в случае окса- латных пленок. Кроме того, используют менее агрессивные кислоты.

Формула изобретения

Способ обработки писчего карбонатного мела, включающий пропитку мела кислотой и сушку с формированием защитной пленки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет его упрощения и улучшения качества защитной пленки, пропитку осуществляют 10-25%-ным раствором орто-, мета-, пирофосфор- ной или щавелевой кислот с плотностью, соответственно равной 1,056- 1,119г/см, 1,013-1,115 г/смЗ, 1,061-1,123 г/см и 1,010-1,112 г/см путем погружения мела в кислоту со скоростью 90-110 м/мин с формированием защитной пленки толщиной 0,05- ,15 мм.

Изобретение относится к образованию и позволяет повысить эффективность процесса за счет его упрощения и улучшения качества защитной пленки. Стержни писчего карбонатного мела погружают в 10-25%-ный раствор орто-, мета-, пирофосфорную или щавелевую кислоту с плотностью, соответственно равной 1,056-1,119 г/см³, 1,013-1,115 г/см³, 1,061-1,123 г/см³ и 1,010-1,112 г/см³. Погружение мела в кислоту осуществляют со скоростью 90-110 м/мин. Затем производят сушку мела при комнатной температуре (20-25°С) в течение 3-6 ч, при этом формируется защитная пленка толщиной 0,05-0,15 мм. 1 табл.