Способ обработки писчего карбонатного мела

 

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/см<SP POS="POST">3</SP>, 1,013-1,115 г/см<SP POS="POST">3</SP>, 1,061-1,123 г/см<SP POS="POST">3</SP> и 1,010-1,112 г/см<SP POS="POST">3</SP>. 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 511149 (51)4 В 43 К 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4315481/31-12 (22) 01.06.87 (46) 30.09,89. Бюл. 1Ô 36 (71) Институт кибернетики АН ГССР (72) О.Е,Модебадзе, M.Î.Ìoäåáàäçe и,А.Н.Мумладзе (53) 667.563.564(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н - 711076, кл. С 09 D 13/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР и 1207463, кл. В 43 К 23/00, 1982. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПИСЧЕГО КАРБОНАТНОГО МЕЛА (57) Изобретение позволяет повысить эффективность процесса за счет его

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.

Пример 1. Способ обработ ки стержней писчего карбонатного мела осуществляют по следующей технологии. На поверхность обычных стержней писчего мела наносят защитную пленку фосфата кальция Са (РОф) путем

его погружения в 10% — ный раствор фосфорнои KHcJIQTbl HYPO плотностью

D, = 1,056 г/см со средней скоростью

90 м/мин. При погружении мела в указанный раствор возникают быстротекущие реакции образования фосфата кальция:

2 упрощения и улучшения качества защитной пленки. Стержни писчего карбонатного мела погружают в 10-25%ный раствор арто-, мета-, пирофосфатной или щавелевой кислоты с плотностью, соответственно равной 1,0561,119 г/см3, 1,013-1,115 г/см>, 1,061-1,123 г/см и 1,010-1,112 г/см

Погружение мела в кислоту осуществляют со скоростью 90-110 м/мин.

Затем производят сушку мела при комнатной температуре (20-25 С) в тео чение 3-6 ч, при этом формируется защитная пленка толщиной 0,050,15 мм. 1 табл.

СО, t

ЗСаСОз+ 2НзР04 Саэ(РО+) g+ ЗН СО, Н,О В

> 4 начинается проникновение раствора и в смежные с поверхностью слои мела.

Реакция завершается. на глубине

0 15 мм в процессе сушки мела на воздухе при комнатной (20-25С С) температуре 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 требуется, так как продукты реакции СО и Н „О, как и пленкообразующий раствор, не являются вредными реагентами; кроме того, СО самопроизвольно улетучивается после

3 1511 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 110 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 промышленностью мел опускают в 20%-ный раствор (D = 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 фосфата кальция Са (РО, ) порядка 0,1 мм готов к употреблению.

Пример 4. На поверхности стержней писчего мела наносят защитную пленку метафосфата кальция

Са(РОз) z путем его погружения в

10%-ный раствор метафосфорной кислоты НРОЗ плотностью D= 1,061 г/см со з средней скоростью 90 м/мин. При погружении мела в указанный раствор между поверхностью мела и разбавленным раствором начинается образоование метафосфата кальция:

СО., СаС03+ 2HP0> Ca(PO> ) <+ Н СОз

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 (20-25ОС) в

4 течение 4-6 ч. В первой стадии процесса, протекающего в пленкообразующем растворе, начинается интенсивное выделение углекислого газа C0z поток которого омывает поверхность мела и способствует быстрому течению реакции. Пример 5. Для изготовления немажущего руки писчего мела последний обрабатывают 25 . — ным раствором метафосфорной кислоты D

1,115 г/смЗ со скоростью 110 м/мин и сушат на воздухе в течение 4-6 ч.

После сушки на поверхности мела образуется защитная пленка толщиной

0,05 мм.

149 Д

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 Са(РО )

Э толщиной О,ll .мм, предохраняющий поверхность от меления.

Пример 7. На поверхность писчего карбонатного мела наносят защитную пленку пирофосфата кальция

СазР О погружения мела в 10 -ный раствор пирофосфорной кислоты Н Р О7 (D = 1,061 г/см з) со средней скоро20 стью 90 м/мин, Выводится мел из реакционной смеси с той же средней скоростью, При погружении мела в указанный раствор возникает быстротеку щая реакция образования пирофосфата

25 кальция и начинается проникновение раствора в смежные с поверхностью слои мела. Реакция завершается иа глубине 0,1"> мм в процессе сушки мела на воздухе в течение 3-6 ч. В

30 первой стадии процесса, протекающего в пленкообразующем растворе, начинается интенсивное выделение углекислого газа С0, поток которого омывает поверхность мела и способствует быстрому. течению реакции. Промывка мела EIP нужна, так как продукты реакции — СО, Н О вЂ” и пленкообразующий раствор не являются агрессивными реагентами. Кроме того, 40 углекислый газ самопроизвольно улетучивается, а молекулы воды испаряются в процессе сушки мела.

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

Пример 9. Писчий мел (карбонатный) опускают в 20 .-ный (D = 1,11 г/см ) раствор пирофосфатной кислоты со скоростью 95 м/мин и подвергают сушке на воздухе при комнатной температуре (20-25 С) в течение 3-5 ч. Сухой мел с толщиной защитного слоя из пирофосфата каль5 1S1l ция Са<Р О порядка 0,1 мм готов к употреблению.

Пример 10. На поверхности стержней писчего мела наносят защитную пленку оксалата кальция путем его погружения в IOX-ный раствор щавелевой кислоты с плотностью

1,01 г/см со средней скоростью

90 м/мин. Мел иэ реакционной смеси выводят с той же средней скоростью.

При погружении мела в указанный раствор между поверхностью мела и разбавленным пленкообразующим раствором возникает быстротекущая реакция образования оксалата кальция: H„O

CaCO + Н С О, СаСгО + Н СОз

СО, 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 температуре (?О25 С) 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 ll. Для изготовления немажущего руки писчего мела последний обрабатывают 25Х- 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 иэ оксалата кальция СаС О с толщиной О,ll м, предохраняющий поверхность от меления.

Пример 12. Писчий карбонатный мел погружают в 207.-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 4о

6 ч. На сухом меле образуется защитный слой из оксалата кальция

СаС О с толщиной 0,1 мм, предохраня-. ющей поверхность от меления.

Себестоимость мела с фосфатным покрытием (орто-, мета-, пирофосфатным) и оксалатным покрытием уменьшается в 1,5-2,5 раза относительно 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 немажущего руки мела, так как не проводятся операции .выдержки после пропитки и промывки, а также сушки при высоких температурах. Кроме того, существенно уменьшается (в 1,23,2 раза) толщина покрытия при одновременном 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 образующихся по

2р 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 и в 1,2 раза меньше в случае оксалатов, 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 1,52,S раза в случае пнрофосфатных пленок, в 1,2 — 1,5 раза в случае оксалатов. Химостойкость к кислотным средам возрастает в 1,2-1,5 раза в случае фосфатных защитных пленок, в 1,51,8 раза в случае метафосфатных пленок и в 1,2-I,7 раза в случае оксалатных пленок, Кроме того, используют менее агрессивные кислоты.

Формула изобретения

Способ обработки писчего карбонатного мела, включающий пропитку мела кис45 лотой и сушку с формированием защитной пленки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет его упрощения и улучшения качества защитной пленки, 50 пропитку осуществляют 10-257-ным раствором орто-, мета-, пирофосфорной или щавелевой кислот с плотностью, соответственно равной 1,0561,119 г/см, 1,013-1 115 г/см, 1,061 вЂ,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 0,050,15 мм.

1511149 х

Р

1 О ю с в -X о м ж !

МЪ

О

CO о

Ю ф о

1 в4,р м

I о

I» о о х

44}

I х}

Ю (Л а!

О т о м

lA аА д

О 4в о ф о

4Ч о м о

a}

an о

Ю

Ф о

Ф о м

О а!

lA

an ф 44! х}

1Ч

СЧ

I о м а а!

aO y

CO м !

1 о

Ф о

Рм

Ф

IA о о ф

С> о х} о с

Р» м

44} о л ! о м с

Р4 (б

f о о а

ld

IA

О

Ю х} л о м

an м о а

cd

О л о

4Ч аА о м о а в а!

CO

Ю

CO ф м

4 о

Р в

at

4}

Ю о

IA

Ю о м о а в х

О аА

Р о х

2

Р к о х

4}

1»

v о х х о а

R. lC х

} а! Д а Р. аО Х о о х а! х х

О о х

6 в х х

В х и а о о

v c в х х

Ф х х ! о

Р с

"х

4а

1 о

ov хо ам о

В

1 tU

v с} ю о

Р ia х а х

X в х !}

Cl Z

dI Z u

a! z

a} v

Р. О

Е

Э х х

Q кас z

al х ф

cI cn о х о

v j z

}xk}C

1Ч !

К! ф — ч

11 —;

v 1

1 М 1

1 1, 1к 1 — !

<О

lC 5

z z ac z

I Х О х х х ею аa- s acca

x v ca IОРZО}Х о х 1-a}g

x v aa

ac a Р. х al ac ю al ахzoz

ЭР4}Х

РкaZad а

la Р

ХС 44

CO л Р л о

СЧ

v х ж .1 о }.

v o