Способ переработки отходов и брака производства пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца
Изобретение относится к способам переработки отходов. Для упрощения технологического процесса и создания экологически чистой технологии в способе переработки отходов и брака производства пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца, включающем двухстадийную обработку порошка керамического материала кислотой с разделением раствора и нерастворимого остатка после каждой стадии, обработку порошка проводят одним видом кислоты - азотной кислотой при температуре 80 - 100° при соотношении жидкой (Ж) и твердой (Т) фаз. л/кг: Ж/Т - (6 - 10)/1, причем концентрация азотной кислоты на первой стадии обработки 600 - 800 г/д на второй - 25 - 100 г/д 1 табл.
()9) ьЦ (11) (5Ц 5 В 5
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К ПАТЕНТУ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4672998/33 (22) 03,04.89 (46) 30.1 2.93 Ьол. М 47-48 (75) Корнюхин ВА; Савочкин АЮ.; Кислое АИ. (73) ВНИИ химической технологии (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ И
БРАКА ПРОИЗВОДСТВА П6ЕЗОКЕРАМИКИ
НА ОСНОВЕ ЦИРКОНАТА-ТИТАНАТА СВИНЦА (57) Изобретение относится к способам переработки отходов. Дпя упрощения технологического про- . цесса и создания экологически чистой технологии в способе переработки отходов и брака производства пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца, включающем двухстадийную обработку порошка керамического материала кислотой с разделением раствора и нерастворимого остатка после каждой стадии, обработку порошка проводят одним видом кислоты — азотной кислотой при температуре
80 — 100 при соотношении жидкой (Ж) и твердой (Т) фаз, п/кг: Ж/Т (6 — 10)/1, причем концентрация азотной кислоты на первой стадии обработки
600-800 г/л,на второй-25-100 г/л. 1 таба
1658589
11;обрeтениe относигся к способам переработки отходов производства пьеэокерамики на основе цирконата-титаната свинца (ЦТС).
Цель изобретения — упрощение технологического процесса и создание экологически чистой технологии.
Порошок исходного материала с размером частиц менее 200 мкм подвергают двустадийной обработке, на первой стадии обработку ведут 600 — 800 г/л раствором азотной кислоты, на второй 25-100 -ным раствором азотной кислоты, после чего нерастворимый остаток возвращают на повторную обработку, а полученные азотнокислые растворы направляют в технологический процесс получения пьеэокерамики. На первой стадии процесса, по-видимому, происходит разрушение кристаллической решетки исходной пьезокерамики и преимущественное растворение циркония и титана, на второй — преимущественное растворение образовавшегося нитрата свинца.
По известным сведениям нельзя было предположить, что порошок пьезокерамики можно вскрывать азотной кислотой. При этом для вскрытия требуются, как оказалось, определенные условия: обработка вначале концентрированным, а затем разбавленным раствором азотной кислоты при соотношении фаэ, л/кг:Ж:Т = (6-10):1 и температуре 80-100 С. Обработка пьезокерамики раствором азотной кислоты любой концентрации в одну стадию не обеспечивает эффективного ее растворения, которое достигается только при двухстэдийной обработке.
Выбор данного соотношения фаэ определяется двумя требованиями: с одной стороны: получением легко разделяемых суспенэий (что достигается при соотношении фаз. л/кг:Ж:Т=-6:1 и более), и, с другой стороны, возможно меньшим расходом азотной кислоты.
При соотношении, л/кг;Ж:T менее 6:1 скорость фильтрации полученных суспензий резко падает и при соотношении. л/кг;Ж:Т = 2.5 становится равной нулю.
Выбор нижнего предела температуры обуславливается достижением высокой сте5
45 пени растворения пьеэокерамики, а верхнего предела — соображениями экономики и охраны окружающей среды, Концентрация азотной кислоты на первой стадии 600 — 800 г/л и на второй стадии
25-100 г/л обеспечивает максимальное растворение пьезокерамики на основе ЦТС.
В таблице приведены конкретные примеры осуществления способа для керамики
ЦТС вЂ” 22 и ЦТС вЂ” 19, При обработке частиц пьеэокерамики (ПК) в оптимальных условиях (см.пример 2 таблицы) образуется раствор, имеющий следующий состав, г/л: Pb — 30,93; Zr — 6,34; Ti — 3,911; Sr — 0,67 CR — 0,27, Соотношение элементов в растьоре в пересчете на оксиды — близок к с1ехиометрическому в соответствии с ГОСТом на ПК марки ЦТС вЂ” 22, мас. ) :
PbO — 67.19; Zi Oz — 17,28: Ti02 — 13,14; SrO — 1,60; Сг20з -- 0,80.
Нерэстворимыл остаток обусловлен практич ., кой ограниченностью продолжительности обработки При возвращении нерастворимого остатка нэ повторную обработку со местно с исходным материалом отходов, количество нерастворимого остатка не увеличивается (после второй стадии), т.е, в случае циклической организации процесса достигается полное растворение отходов. Такой же эффект достигается при измельчении исходного материала до крупности частиц 1 — 5 мкм или при увеличении продолжительности обработки до 4-6 ч.
Проверка подтверждает воэможность получения из раствора отходов и брака ЦТС керамики продукта, соответствующего техническим условиям.
В предложенном способе не образуется побочных продуктов, которые необходимо обеэвре>кивать, как в случае прототипа (нитратно-хлоридно-сульфэтные сточные воды).
Азотнокислый раствор после растворения отходов используют для получения осадка гидрооксидов заданного состава ЦТС материала, а маточный раствор перерабатывают (выпаривают) до нитратного удобрения, (56) Патент Франции M 2460276, кл. С 01 G15/00,,1981.
Авторское свидетельство СССР
M 1334631, кл. С 04 В 35/00, 1985.
1658589
Степень растворения брака ПК от различных условий
Количество исходной ЦТС, r-10
Количество нерастворенного остатка, мас.
Количество остатка (нерастворенного) ЦТС, Г
Концентрация HN03
HB 2-Й стадии
Соотношение Ж/Т, л/кг!
;онцентрация HN03 на 1-Й стадии
Пример
Температура, С
ПКм
3,0
100
100
600
28
26
30,2
26,4
2,8
600
2,6
3,02
2.64
30
26,9
3,0
2,69
100
22
100
25.8
10
23,9
6
6
8
22,8
20,7
23
11
90 90
13
14
16
800
90
18,2
800
90
1 7,5
19
800
50
12.5
21
22
800
800
2,2
1,8 пность части 10-15 мкм
24
800
10
0,32
3,2
0,23
2,3
0,16
700 а ки ТС-22 К пность части 100 мкм
2,2
2,58
2,39
2,5
2,28
2,07
2,3
2,0
1,5
1,82
1,75
1,1
1,25
1658589
Составитель H. Соболева
Техред М.Моргентал
Редактор О. Юркова
Заказ 3471
Корректор M.Дем Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производс1венн0-изда1ельский комбинат "Патент".. У ,т .нт . г. жгпрпд, ув,гагарина 101 Формула изобретения СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ И БРАКА ПРОИЗВОДСТВА ПЬЕЗОКЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ЦИРKÎHATA-ТИТАНАТА СВИНЦА, включающий двухстадийную обработку порошка керамического материала с использованием азотной кислоты, разделение раствора и нерастворимого остатка после каждой стадии обработки, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и создания зкологи .гки чистой технологии, обработку порошка на обеих стадиях проводят азотной кислотой при температуре 80 - 100 С при соотношении жидкой (Ж} и твердой (Т) фаз, л/кг: Ж/Т = (6 - 10) / 1, причем концентрация азотной кислоты на первой стадии обработки 6001р 800 г/л, на второй 25 - 100 г/л.
