Шихта для получения таблеток из оксида цинка
Владельцы патента RU 2389583:
Открытое Акционерное Общество "Производственное Объединение "Электрохимический завод" (RU)
Изобретение относится к шихтам для получения таблеток из порошкового оксида цинка. Может использоваться в качестве добавки в системах охлаждающей воды в ядерных реакторах для снижения уровня радиоактивного загрязнения изотопом 60Со. Шихта содержит, мас.%: поливиниловый спирт 0,64-0,72; полиэтиленгликоль 0,41-0,44; вода 32,68-35,65; гексан 4,66-5,49; стеариновая кислота 0,24-0,28; оксид цинка - остальное. Использование шихты позволяет получить таблетки из порошкового оксида цинка с плотностью не менее 83%, снизить продолжительность сушки шихты, увеличить выход кондиционных таблеток до 90%.
Изобретение относится к технологии изготовления шихты для получения таблеток из порошкового оксида цинка методом холодного прессования с последующим высокотемпературным спеканием, которые в настоящее время используются в качестве добавки в системах охлаждающей воды в ядерных реакторах. Добавление таблеток из оксида цинка снижает уровень радиоактивного загрязнения изотопом 60Co, образующегося в результате облучения потоком нейтронов природного кобальта, который в свою очередь содержится в конструкционных материалах оборудования.
Известен способ получения изделий холодным прессованием, где при приготовлении шихты для прессования в качестве связки используют раствор каучука в бензине. (С.С.Кипарисов, Г.А.Либенсон. Порошковая металлургия. М.: Металлургия - 1980. - С.212.)
Недостатком известного способа является то, что при прессовании с добавлением данной связки к оксиду цинка происходит заклинивание пресс-формы и, как следствие, выход последней из работы.
Известен способ получения изделий холодным прессованием, где при приготовлении шихты для прессования в качестве связки используют раствор парафина в бензине. (С.С.Кипарисов, Г.А.Либенсон. Порошковая металлургия. М.: Металлургия - 1980. - С.212.)
Недостатком известного способа является то, что при добавлении данной связки к оксиду цинка происходит разрушение таблетки при выдавливании из пресс-формы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шихта для получения таблеток из оксида цинка. (Патент РФ №2333074, МПК B22F 1/00, G21C 15/00, заявка №2006117142/20 (018645).) Заявленная шихта отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит гексан и стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Поливиниловый спирт | 0,64-0,72 |
| Полиэтиленгликоль | 0,41-0,44 |
| Вода | 32,68-35,65 |
| Гексан | 4,66-5,49 |
| Стеариновая кислота | 0,24-0,28 |
| Оксид цинка | остальное |
Задачей указанного изобретения является получение шихты для таблеток из порошкового оксида цинка с более высоким выходом кондиционных таблеток (90% от теоретического), снижение продолжительности сушки шихты, получение таблеток с плотностью не менее 83% (4,77-5,08 г/см3) от плотности основного материала таблетки и содержанием основного вещества в таблетке не менее 99,8%.
Преимущества предлагаемого состава шихты, по сравнению с известными, заключаются в следующем: увеличение выхода кондиционных таблеток из оксида цинка (90% от теоретического), снижение продолжительности сушки шихты. Внедрение предлагаемого способа позволит изготавливать таблетки из порошкового оксида цинка с сохранением чистоты продукта, плотностью таблетки не менее 83% (4,77-5,08 г/см3) от плотности основного материала таблетки.
Пример 1. Порошок оксида цинка получают гидролизом диэтилцинка, прокаливают при температуре 800-900°C в течение 5-6 часов в керамической чашке для достижения дисперсности 4-6 мкм. Из порошка приготавливают шихту для прессования состава, мас.%:
| Поливиниловый спирт | 0,64 |
| Полиэтиленгликоль | 0,41 |
| Вода | 32,68 |
| Гексан | 4,66 |
| Стеариновая кислота | 0,24 |
| Оксид цинка | остальное |
Полученную смесь доводят до однородности путем механического перемешивания и подвергают сушке при температуре 120-150°C в течение 5-7 часов. Просушенную шихту измельчают и прессуют с усилием прессования 3,5-5 т/см2. Полученные таблетки спекают при температуре 1100-1250°C в течение 30 минут. Содержание основного вещества в таблетках - оксида цинка после всех стадий процесса составляет 99,8%. Плотность таблеток не менее 83% (4,77-5,08 г/см3) от плотности основного материала таблетки, выход кондиционных таблеток составляет 90% от теоретического.
Пример 2. Порошок оксида цинка получают гидролизом диэтилцинка, прокаливают при температуре 800-900°C в течение 5-6 часов в керамической чашке для достижения дисперсности 4-6 мкм. Из порошка приготавливают шихту для прессования состава, мас.%:
| Поливиниловый спирт | 0,66 |
| Полиэтиленгликоль | 0,43 |
| Вода | 34,09 |
| Гексан | 5,08 |
| Стеариновая кислота | 0,26 |
| Оксид цинка | остальное |
Полученную смесь доводят до однородности путем механического перемешивания и подвергают сушке при температуре 120-150°C в течение 5-7 часов. Просушенную шихту измельчают и прессуют с усилием прессования 3,5-5 т/см2. Полученные таблетки спекают при температуре 1100-1250°C в течение 30 минут. Содержание основного вещества в таблетках - оксида цинка после всех стадий процесса составляет 99,8%. Плотность таблеток не менее 83% (4,77-5,08 г/см3) от плотности основного материала таблетки, выход кондиционных таблеток составляет 90% от теоретического.
Пример 3. Порошок оксида цинка получают гидролизом диэтилцинка, прокаливают при температуре 800-900°C в течение 5-6 часов в керамической чашке для достижения дисперсности 4-6 мкм. Из порошка приготавливают шихту для прессования состава, мас.%:
| Поливиниловый спирт | 0,72 |
| Полиэтиленгликоль | 0,44 |
| Вода | 35,65 |
| Гексан | 5,49 |
| Стеариновая кислота | 0,28 |
| Оксид цинка | остальное |
Полученную смесь доводят до однородности путем механического перемешивания и подвергают сушке при температуре 120-150°С в течение 5-7 часов. Просушенную шихту измельчают и прессуют с усилием прессования 3,5-5 т/см2. Полученные таблетки спекают при температуре 1100-1250°С в течение 30 минут. Содержание основного вещества в таблетках - оксида цинка после всех стадий процесса составляет 99,8%. Плотность таблеток не менее 83% (4,77-5,08 г/см3) от плотности основного материала таблетки, выход кондиционных таблеток составляет 90% от теоретического.
Количество оксида цинка в таблетке строго определено технологическим регламентом. Из заданного количества шихты 1000 г, по оксиду цинка, формуется 240-245 штук таблеток оксида цинка, из них 90% признаются годными.
В случае приготовления шихты с меньшим количеством компонентов, мас.%:
| Поливиниловый спирт | 0,64 |
| Полиэтиленгликоль | 0,41 |
| Вода | 32,68 |
| Гексан | 4,66 |
| Стеариновая кислота | 0,24 |
| Оксид цинка | остальное |
возникают большие трудозатраты на перемешивание, и шихта не гомогенизируется. Ухудшается механическая прочность таблеток. Происходит прилипание прессуемого материала к пресс-форме, заклинивание пресс-формы и выход последней из работы, и, следовательно, уменьшается выход кондиционных таблеток.
В случае приготовления шихты с большим количеством компонентов, мас.%:
| Поливиниловый спирт | 0,72 |
| Полиэтиленгликоль | 0,44 |
| Вода | 35,65 |
| Гексан | 5,49 |
| Стеариновая кислота | 0,28 |
| Оксид цинка | остальное |
увеличивается продолжительность сушки и, соответственно, энергозатраты. Не достигается необходимая плотность таблетки (не менее 83% от плотности основного материала таблетки).
Шихта для получения изделий из оксида цинка, содержащая поливиниловый спирт, полиэтиленгликоль, воду и оксид цинка, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, гексан и стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| поливиниловый спирт | 0,64-0,72 |
| полиэтиленгликоль | 0,41-0,44 |
| вода | 32,68-35,65 |
| гексан | 4,66-5,49 |
| стеариновая кислота | 0,24-0,28 |
| оксид цинка | остальное |
