Краситель глазури и способ его получения

 

Использование: получение глазурованной керамики. Сущность изобретения: гальваношлам хромирования и никелирования промывают технической водой до остаточного содержания хлоридов не более 0,5 мас.%, сушат при 115 - 120^oС 8 - 9 ч и размалывают в шаровой мельнице до размера частиц 20 - 80 мкм. Краситель имеет состав, мас.%: гидроксид меди 2,0 - 15,0; гидроксид цинка 4,0 - 6,0; гидроксид никеля (II) 2,0 - 13,0; гидроксид кальция 36,0 - 46,0; гидроксид алюминия 3,0 - 8,5; гидроксид железа (III) 8,0 - 32,0; гидроксид кремния 1,0 - 4,0; гидроксид хрома (III) 2,0 - 6,0; Cl^-1 - 0,1 - 0,3; SO₄^2- - 1,2 - 1,4; H₂O - остальное. Плотность красителя 3850 - 5500 кг/м³, удельная поверхность - 7,0 - 11,2 м²/г, показатель преломления 2,2 - 2,4. Цвет от серого до коричневого. 2 с. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению керамических красителей глазури для производства сантехники, облицовочной плитки и других керамических изделий.

Известен керамический пигмент, включающий кислородсодержащие соединения кремния, кальция, алюминия, железа, хрома и никеля [1] Недостатком известного пигмента является наличие в нем токсичных соединений, сложность его получения и недостаточно высокие показатели его качества.

Известен способ получения красителя глазури, включающий приготовление шихты из составляющих краситель кислородсодержащих соединений металлов, прессование из полученной смеси брикетов, их термообработку и последующее измельчение термообработанного продукта [2] Недостатком известного способа является сложность аппаратурного оформления процесса, обусловленная применением высокого давления, а также наличие токсичных соединений в полученном пигменте и недостаточно высокие показатели его качества.

Целью изобретения является получение экологически чистого красителя глазури, предназначенной для производства сантехники и облицовочной плитки с показателями качества на высоком уровне, при простом аппаратурном оформлении процесса его получения.

Это решается красителем глазури, включающим кислородсодержащие соединения кремния, алюминия, кальция, железа, хрома и никеля, который в качестве кислородсодержащих соединений указанных металлов содержит их гидроксиды и дополнительно гидроксиды меди и цинка, а также примеси хлоридов, сульфатов и воды при следующем соотношении компонентов, мас. гидроксид меди 2,0-15,0 гидроксид цинка 4,0-6,0; гидроксид никеля (II) 2,0-13,0; гидроксид кальция 36,0-46,0; гидроксид алюминия 3,0- 8,5; гидроксид железа (III) 8,0-32,0; гидроксид кремния 1,0-4,0; гидроксид хрома (III) 2,0-6,0; Сl^-1 0,1-0,3; SO₄^2- 1,2-1,4; вода остальное.

Поставленная задача решается также способом получения красителя глазури, включающем термообработку смеси составляющих краситель кислородсодержащих соединений металлов и измельчение термообработанного продукта, в котором в качестве указанной смеси используют гальваношлам процессов хромирования и никелирования, промывают его водой до содержания хлоридов не более 0,5 мас. термообработку ведут при 115-120^оС 8-9 ч, измельчение проводят до тонины помола 20-80 мкм.

Сущность изобретения заключается в разработке технологии получения красителя глазури на базе отходов гальванического производства, в настоящее время не находящих никакого применения и сбрасываемых в отвал (содержащий токсичное вещество Cr(OH)₃, соли тяжелых металлов меди, меди).

Используемый в качестве исходного сырья гальваношлам получают при осаждении тяжелых металлов в ваннах хромирования и никелирования. Шлам образуется на дне ванны, отделяется и подвергается переработке. Шлам представляет собой сметанообразную массу бурозеленокоричневого цвета с влажностью 80-85 мас.

Согласно данным качественного и количественного анализа гальваношлам содержит наполнитель оксид кальция, цветовые добавки оксиды меди, железа, хрома. Антикоррозионные добавки оксиды цинка, никеля, алюминия и кремния.

Изобретение позволяет довести исходное сырье до требуемых кондиций и преобразовать его в краситель с хорошими качественными показателями плотностью, удельной поверхностью, показателем преломления, а также низкой токсичностью.

Способ получения красителя глазури включает подготовку исходного гальваношлама путем его промывки водой до остаточного содержания хлоридов не более 0,5 мас. При промывке водой происходит введение хлора из исходной массы и промывная вода возвращается в ванны промывки изделий на стадии хромирования и никелирования, что создает замкнутый оборотный цикл по воде. Далее шлам сушат при 105-120^оС в течение 8-9 ч. При этом обеспечивается выделение влаги из шлама, что предотвращает возможное разложение солей при термообработке глазури, т.к. начальная влажность шлама составляет 80-85 мас. Затем продукт подвергают помолу в шаровой или вибромельнице до тонины помола 20-80 мкм. Этот размер частиц является оптимальным для качества глазури.

П р и м е р 1. Исходный гальваношлам со стадии осаждения тяжелых металлов в ваннах хромирования и никелирования с влажностью 80 мас. взятый в количестве 2000 кг, имеющий состав, мас. гидроксид меди 3,0; гидроксид цинка 0,7; гидроксид никеля (II) 0,6; гидроксид кальция 8,0; гидроксид алюминия 1,1; гидроксид железа (III) 3,7; гидроксид кремния 0,8; гидроксид хрома (III) 0,5; Сl^-1 0,7; SO₄^2- 0,7; вода 80,0, промывают технической водой, взятой в количестве 2,5 м³ в течение 0,5 ч до остаточного содержания хлоридов Cl^-1 0,2 мас. Затем продукт сушат в течение 8 ч при 120^оС, а затем его подают в шаровую или вибромельницу для помола до тонины помола 40 мкм. В результате получают 600 кг зеленого красителя, 3-го класса токсичности, плотностью 5200 кг/м³, удельная поверхность 9,5 м³. Показатель преломления 2,3.

Данные по составу красителя представлены в таблице (графа I).

В таблице представлены данные по составу и свойствам полученных по изобретению красителей глазури (6 примеров).

Из представленных в таблице данных следует, что полученный по изобретению краситель глазури имеет высокие показатели качества, нетоксичен.

Изобретение позволяет получить краситель в экологически замкнутом цикле, т.к. используются отходы производства, ранее сбрасывавшиеся в отвал, а получаемые на стадии промывки воды направить на промывку исходного гальваношлама, а также упростить аппаратурное оформление.

Формула изобретения

1. Краситель глазури, включающий кислородсодержащие соединения кремния, алюминия, кальция, железа, хрома и никеля, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащих соединений указанных металлов он содержит их гидроксиды и дополнительно - гидроксиды меди и цинка, а также примеси хлоридов, сульфатов и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гидроксид меди - 2,0 - 15,0 Гидроксид цинка - 4,0 - 6,0 Гидроксид никеля (П) - 2,0 - 13,0 Гидроксид кальция - 36,0 - 46,0 Гидроксид алюминия - 3,0 - 8,5 Гидроксид железа (III) - 8,0 - 32,0
Гидроксид кремния - 1,0 - 4,0
Гидроксид хрома (III) - 2,0 - 6,0
Хлориды - 0,1 - 0,3
Сульфаты - 1,2 - 1,4
Вода - Остальное
2. Способ получения красителя глазури, включающий термообработку смеси составляющих краситель кислородсодержащих соединений металлов и измельчение термообработанного продукта, отличающийся тем, что в качестве указанной смеси используют гальваношлам процессов хромирования и никелирования, промывают его водой до содержания хлоридов не более 0,5 мас.%, термообработку ведут при 115 - 120^oС 8 - 9 ч и измельчение проводят до тонины помола 20 - 80 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2