Способ получения неорганического хроматического пигмента
Владельцы патента RU 2457226:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) (RU)
Изобретение может быть использовано при производстве лакокрасочных материалов. Для осуществления способа проводят сушку и размол отхода производства до требуемой степени дисперсности. В качестве отхода производства используют шлам осветлителей тепловых электрических станций, образующийся при известковании и коагуляции сырой воды на водоподготовительной установке. Сушку шлама проводят при температуре 200-250°С в течение 3-3,5 часов. Способ обеспечивает получение дешевого неорганического хроматического пигмента, снижение стоимости лакокрасочных материалов за счет упрощения технологического процесса получения пигмента и использования более доступного и дешевого отхода производства, а также позволяет решить проблему утилизации шлама осветлителей тепловых электрических станций. 2 табл., 6 пр.
Изобретение относится к технологии получения неорганических пигментов из отходов производства и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности при производстве лакокрасочных материалов.
Использование в качестве пигмента производственных шламов является перспективным направлением в развитии химии лакокрасочных материалов. В мировой практике наиболее широко в качестве хроматических пигментов в лаки, краски, эмали применяются неорганические соединения: оксид железа, оксид хрома, диоксид титана, цинковые белила, карбонаты кальция, хроматы свинца и цинка (Технология лаков и красок. / О.В.Орлова, Т.Н.Фомичева. М.: Химия, 1990).
Однако наиболее широко используемые хром- и свинецсодержащие пигменты обладают высокой токсичностью. Экологически безвредную альтернативу этим пигментам представляют оксиды железа. Однако в последнее время в связи с истощением сырьевой базы происходит значительное удорожание пигментов, поэтому больше внимания встало уделяться получению пигментов из отходов производства (Котельников Г.Р. и др. Лакокрасочные материалы и их применение. 1998, №6, 6.8-10). С одной стороны, многие техногенные отходы содержат ценные компоненты, а с другой, создают в местах складирования экологические проблемы.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения пигмента на основе отхода производства по патенту РФ №2391365, МПК С09С 1/24, С09С 1/02, 10.05.2010, включающий сушку с последующим прокаливанием и размол до требуемой степени дисперсности, при этом в качестве отхода используют отход электропечей литейного производства - аспирационную пыль, содержащую оксиды железа, кремния. алюминия, кальция, магния, которую смешивают с гидроксидом кальция в воде.
Недостатком способа является сложность технологического процесса получения пигмента и, следовательно, высокая стоимость пигмента и лакокрасочных материалов.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение дешевого неорганического хроматического пигмента, снижение стоимости лакокрасочных материалов за счет упрощения технологического процесса получения пигмента и использования более доступного и дешевого отхода производства.
Технический результат достигается тем, что в способе получения неорганического хроматического пигмента на основе отхода производства, включающем сушку и размол до требуемой степени дисперсности, согласно предлагаемому изобретению в качестве отхода производства используют шлам осветлителей тепловых электрических станций, образующийся при известковании и коагуляции сырой воды на водоподготовительной установке тепловых электрических станций, при этом сушку шлама производят на тепловых электрических станций при температуре 200-250°С в течение 3-3,5 часов.
Известно применение шлама осветлителей тепловых электрических станций (ТЭС) в качестве присадки к мазутам (патент РФ №2363722, C10L 1/12, 2009). Химический состав шлама осветлителей тепловых электрических станций - это продукты известкования и коагуляции: СаСО3+MgO+Mg(OH)2+SiO2+Fе(ОН)3+Аl(ОН)3.
Полученный пигмент представляет собой высокодисперсный порошок желто-коричневого цвета.
Примеры конкретного выполнения приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Условия получения пигмента предлагаемым способом | |||
| Номер примера | Содержание влаги, % | Условия сушки | |
| Температура, °С | Время, ч | ||
| 1 | 10 | 110 | 4,5 |
| 2 | 10 | 150 | 4 |
| 3 | 3 | 200 | 3,5 |
| 4 | 3 | 250 | 3 |
| 5 | 3 | 300 | 2,5 |
| 6 | 2,5 | 350 | 2 |
Как видно из примеров конкретного выполнения, полученные по заявляемому способу пигменты (примеры 3, 4, 5) по содержанию влаги соответствуют требованиям, предъявляемым к пигментам, вводимым в лаки, краски, эмали, в частности в алкидную пентафталевую эмаль ПФ - 266.
Экспериментальные исследования показали, что неорганический хроматический пигмент, полученный согласно предлагаемому изобретению, легко вводится в эмаль до 50 массовых процентов. Испытания проводились на заводе «Хитон» г.Казань для алкидной пентафталевой эмали ПФ - 266.
В таблице представлены свойства алкидной пентафталевой эмали ПФ - 266 с неорганическим хроматическим пигментом, полученным согласно предлагаемому изобретению, и контрольного образца эмали ПФ - 266 с пигментом «Моногидрат оксида железа α-формы желто-коричневой «Дерби», используемой для пола. Диспергирование пигмента на основе отхода производства - шлама осветлителей ТЭС - производилось на лабораторной мельнице до достижения степени перетира 50 мкм. Готовая эмаль проверена по показателям на соответствие техническим условиям (таблица 2). Полученная эмаль ПФ - 266 с пигментом на основе шлама осветлителей ТЭС может использоваться для покрытия пола при температуре 18-22°С.
При введении пигмента на основе отхода производства - шлама осветлителей ТЭС - в алкидную пентафталевую эмаль цвет покрытия, условная вязкость, степень перетира, блеск пленки соответствуют нормам контрольного образца алкидной пентафталевой эмали с моногидратом оксида железа α-формы.
Экспериментальные исследования показали, что пигмент на основе шлама осветлителей ТЭС, введенный в алкидную пентафталевую эмаль ПФ - 266 до 50% массы эмали, позволяет получить эмаль, соответствующую техническим условиям. Стоимость эмали снижена за счет замены стандартного пигмента «Моногидрат оксида железа α-формы» более дешевым пигментом на основе шлама осветлителей ТЭС. Стоимость пигмента на основе шлама осветлителей ТЭС составляет 1000 рублей за 1 тонну, а стоимость пигмента «Моногидрат оксида железа α-формы» - 40000 рублей за 1 тонну (данные 2010 года).
В области энергетики шлам осветлителей ТЭС, образующийся при известковании и коагуляции сырой воды на водоподготовительной установке тепловых электрических станций, и уже высушенный на ТЭС при температуре 200-250°С в течение 3-3,5 часов, до настоящего времени полезно не использовался. Но, учитывая его значительное количество, шлам осветлителей ТЭС является доступным и дешевым сырьем для применения его в качестве сырья для производства неорганического хроматического пигмента.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получить дешевый неорганический хроматический пигмент, снизить стоимость лакокрасочных материалов за счет упрощения технологического процесса получения пигмента и использования более доступного и дешевого отхода производства.
Способ получения неорганического хроматического пигмента на основе отхода производства, включающий сушку и размол до требуемой степени дисперсности, отличающийся тем, что в качестве отхода используют шлам осветлителей тепловых электрических станций, образующийся при известковании и коагуляции сырой воды на водоподготовительной установке тепловых электрических станций, при этом сушку шлама производят при температуре 200-250°С в течение 3-3,5 ч.
