Способ получения железоокисных пигментов

Авторы патента:

Занозина Валентина Федоровна (RU)

Федосеева Елена Николаевна (RU)

Зорин Аркадий Данилович (RU)

Самсонова Людмила Евгеньевна (RU)

Жебряков Евгений Владимирович (RU)

Карт Михаил Аркадьевич (RU)

C09C1/24 - оксиды железа

Владельцы патента RU 2540640:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" (RU)

Изобретение может быть использовано в производстве декоративных строительных материалов. Способ получения железоокисных пигментов включает отделение фракции крупностью до 10 мм из шлама газоочистки мелкодисперсной пыли металлургического производства, ее обезвоживание путем сушки и последующее измельчение. Измельчение отделенной фракции осуществляют до размера зерен 1-10 мкм. После этого отсеивают из полученной фракции частицы с размером более 10 мкм на вибросите и возвращают их на дополнительное измельчение. Изобретение позволяет утилизировать отходы газоочистки металлургического производства с получением железоокисных пигментов, пригодных для окрашивания строительных материалов, таких как силикатный кирпич, керамическая плитка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Предлагаемое изобретение относится к получению неорганичесих пигментов, которые могут быть использованы преимущественно в производстве декоративных строительных материалов.

Из уровня техники известны различные способы получения железоокисных пигментов из шламов газоочистки металлургического производства.

В патенте РФ №2057154, кл. C09C 1/24, опубл. 23.03.1996, предлагается способ получения коричневого железосодержащего пигмента из шламов мелкодисперсной пыли мартеновского и электросталеплавильного производства путем их гидротермальной обработки с последующей отмывкой продукта и его термообработкой. Однако в целом технология и техника реализации патента сложны.

В изобретении по патенту РФ №2256679, кл. C09C 1/24, C01G 49/02, опубл. 20.07.2005, описано получение железоокисных пигментов из сырья на основе отходов конверторного производства шлама газоочистки.

Из исходного сырья отсеивают фракцию с размером частиц не более 10 мм, подвергают обезвоживанию до влажности не более 5% путем сушки при температуре 70-110°C и измельчают до размеров частиц не более 300 мкм с получением газовой продукции - пигмента черного цвета. Для получения пигментов коричневого или красного цветов после измельчения продукт подвергают прокаливанию при температуре 300-900°C.

Этот патент является наиболее близким к предложенному способу получения железоокисных пигментов из отходов газоочистки металлургического производства. Отход является неутилизированным, и поэтому использование его в строительных материалах представляет особый интерес как с точки зрения экономического эффекта, так и с точки зрения улучшения экологической ситуации на месте хранения шламов на заводах.

Недостатками известного способа являются трудности в получении величины зерна требуемой мелкой фракции шлама и значительные потери шлама крупной фракции.

Задача, на выполнение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании способа получения пигментов, используемых преимущественно для окрашивания строительных материалов (силикатный кирпич, бетон, керамическая плитка и т.п.).

Техническим результатом от использования предлагаемого способа является упрощение технологии получения железоокисных пигментов, расширение ассортимента минеральных пигментов.

Это достигается тем, что в способе получения железоокисных пигментов, включающем отделение фракции крупностью до 10 мм из шлама газоочистки мелкодисперсной пыли металлургического производства, ее обезвоживание путем сушки и последующее измельчение, измельчение отделенной фракции осуществляют до размера зерен 1-10 мкм, после которого осуществляют отсеивание из полученной фракции частиц с размером более 10 мкм на вибросите и их возврат на дополнительное измельчение; обезвоживание осуществляют при температуре 100-110°C до содержания влаги 4-5%.

На фиг. 1 представлена технологическая схема установки для реализации способа получения железоокисных пигментов.

Установка включает в себя следующее оборудование, установленное по ходу технологического процесса: бункер (1) для сырья, вибросито (2) металлической пыли, аппарат для сушки (4), например шаровую мельницу (5), вибросито (6) готового продукта - пигмента, сборник (8) готовой продукции, узел (9) фасовки товарной продукции, приемники (3, 7) отсева. В процессе исследования было установлено: шлам газоочистки с влажностью 12,0-13,0 перед измельчением должен быть обезвожен, по крайней мере, до содержания влаги не более 4-5%. В противном случае наблюдаются сложности в эксплуатации соответствующего оборудования. Для обезвоживания наиболее оптимальным является интервал температур 100-110°C.

Для измельчения могут быть использованы разнообразные известные мельницы. Выбирают ту, которая наиболее удобна для работы в конкретных условиях. Степень измельчения пигмента зависит от области его применения. Для декоративной модификации силикатного кирпича целесообразно использовать фракцию с размером зерен 1-10 мкм.

Получают пигменты (осуществляют способ) следующим образом. На вибросито (2) с определенным расходом подается исходный материал (металлическая пыль), где происходит отделение нежелательных включений размером >10 мм, попавших при длительном бесконтрольном хранении материала в отвале. Отсев с вибросита (2) направляется на утилизацию, а просеянная металлическая пыль поступает в аппарат сушки (4), где происходит ее высушивание до требуемой нормы. Из аппарата сушки (4) материал направляется в шаровую мельницу (5) и далее на вибросито (6). После вибросита (6) отсев, имеющий размер зерна более заданного, возвращается в шаровую мельницу (5), а готовый пигмент поступает в сборник (8) готовой продукции и далее в узел (9) фасовки товарной продукции.

Предлагаемый способ поясняется ниже приведенными примерами.

Пример 1. Осуществляли процесс получения пигментов, как описано выше, на известном оборудовании. Использовали отход производства с содержанием влаги на уровне 12,0-13,0% масс. В процессе функционирования шаровой мельницы аппарат забивался и приходилось останавливать процесс.

Пример 2. Способ проводили, как предложено, указано в примере 1. После осушки продукта содержание влаги в пигменте не превышало 4-5% масс. Этот продукт без сложностей измельчался на стандартном оборудовании.

Пример 3. По примеру 1. Испытуемый продукт с содержанием влаги 12,0-13,0% масс. подвергался сушке. Было установлено - оптимальный температурный интервал осуществления операции сушки находится в пределах 100-110°С.

Пример 4. Процесс осуществляли, как описано в примере 1. Отход производства, освобожденный от крупных включений, просушенный при температуре 100-110°С до содержания влаги 4-5%, измельченный и отсеянный на вибросите с получением фракции с размером частиц 1-10 мкм, представлял собой готовую продукцию, пригодную для декоративной обработки силикатного изделия (кирпича, бетонных блоков и т.п.).

Предлагаемое изобретение позволяет упростить технологию получения железоокисных пигментов, расширить ассортимент минеральных пигментов за счет использования неутилизированных отходов газоочистки металлургического производства, улучшить экологическую ситуацию в районе хранения шламов. Крупные составляющие исходного сырья, не подлежащие прямому использованию, целесообразно направить в качестве укрепляющего компонента (накопителя) в битумную массу для дорожного строительства. Предложенный способ был апробирован на отходе металлической пыли Выксунского металлургического завода Нижегородской области. Испытания подтверждают возможность реализации способа, обеспечивающего утилизацию отходов, упрощение производства красителей, снижение стоимости целевого продукта, улучшение следующих показателей пигмента: содержание оксидов железа от 42 до 47%, диспергируемость ≤1 мкм.

1. Способ получения железоокисных пигментов, включающий отделение фракции крупностью до 10 мм из шлама газоочистки мелкодисперсной пыли металлургического производства, ее обезвоживание путем сушки и последующее измельчение, отличающийся тем, что измельчение отделенной фракции осуществляют до размера зерен 1-10 мкм, после которого осуществляют отсеивание из полученной фракции частиц с размером более 10 мкм на вибросите и их возврат на дополнительное измельчение.

2. Способ получения железоокисных пигментов по п. 1, отличающийся тем, что обезвоживание осуществляют при температуре 100-110°С до содержания влаги 4-5%.

Похожие патенты:

Способ получения магнетита // 2524609

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения магнетита включает окисление железа при проведении электролиза.

Способ комплексной переработки мартит-гидрогематитовой руды // 2521380

Изобретение может быть использовано при получении железооксидных пигментов. Способ комплексной переработки мартит-гидрогематитовой руды включает грохочение руды, магнитную сепарацию с получением магнитной и немагнитной фракций, измельчение, гидравлическую классификацию, сгущение и сушку.

Способ получения противокоррозионного пигмента // 2505571

Магнитные преобразователи // 2500622

Изобретение относится к получению биосовместимых магнитных наночастиц и может быть использовано для терапевтических целей, в частности для борьбы с раком. Способ получения наночастиц, включающих оксид железа и кремнийсодержащую оболочку и имеющих значение удельного коэффициента поглощения (SAR) 10-40 Вт на г Fe при напряженности поля 4 кА/м и частоте переменного магнитного поля 100 кГц, содержит следующие стадии: А1) приготовление композиции по меньшей мере одного железосодержащего соединения в по меньшей мере одном органическом растворителе; В1) нагрев композиции до температуры в диапазоне от 50°C до температуры на 50°C ниже температуры реакции железосодержащего соединения согласно стадии С1 в течение минимального периода 10 минут; С1) нагрев композиции до температуры между 200°C и 400°C; D1) очистку полученных частиц; Е1) суспендирование очищенных наночастиц в воде или водном растворе кислоты; F1) добавление поверхностно-активного соединения в водный раствор, полученный согласно стадии E1); G1) обработку водного раствора согласно стадии F1) ультразвуком; H1) очистку водной дисперсии частиц, полученных согласно стадии G1); I1) получение дисперсии частиц согласно стадии H1) в смеси растворителя из воды и растворителя, смешивающегося с водой; J1) добавление алкоксисилана в дисперсию частиц в смеси растворителя согласно стадии I1); и К1) очистку частиц.

Способ переработки железной руды с получением пигмента и брикетов // 2476468

Изобретение относится к способу получения природных (несинтетических) железоокисных пигментов, которые могут использоваться в специальных антикоррозионных грунтовках, применяемых в том числе и для нужд кораблестроения с одновременным получением сырья для металлургической промышленности в виде брикетов.

Способ получения железооксидных пигментов // 2471836

Изобретение относится к области получения неорганических, в частности железооксидных, пигментов, применяемых для производства красок, которые могут найти применение в промышленности строительных материалов (для получения цветных бетонов, тротуарной плитки, грунтовок, эмалей, красок), а также к области утилизации отходов станций водоподготовки - шламов, выделенных из железистых подземных вод при их очистке для производственных и хозяйственно-бытовых нужд населения.

Способ получения антикоррозионного пигмента // 2471835

Изобретение относится к получению антикоррозионных пигментов, которые могут быть использованы для приготовления консервационных смазок. .

Способ получения неорганического хроматического пигмента // 2457226

Изобретение относится к технологии получения неорганических пигментов из отходов производства и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности при производстве лакокрасочных материалов.

Способ получения железокальциевого пигмента // 2451706

Изобретение относится к получению высокостойких неорганических пигментов, которые могут быть использованы для изготовления лакокрасочных материалов. .

Способ получения природного железоокисного пигмента из руды // 2441892

Изобретение относится к способу получения природных (не синтетических) железоокисных пигментов, которые могут использоваться в специальных антикоррозионных грунтовках, применяемых в том числе и для нужд кораблестроения.

Железооксидный пигмент и способ его получения // 2543189

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Железооксидный пигмент содержит оксид железа(III) α-модификации с пластинчатой формой кристаллов. Содержание Fe2O3 в пигменте 97-99% масс. Кристаллы имеют средний диаметр 0,1-0,8 мкм при соотношении диаметра к толщине кристалла 0,1-0,2. Способ получения железооксидного пигмента включает окислительный гидролиз водных растворов сульфата железа(II) при температуре 10-40 ºC с последующей гидротермальной обработкой образовавшихся продуктов в щелочной среде при температуре 150-250 ºC. Гидролиз суспензий, полученных из водных растворов сульфата железа(II), ведут при pH=10-13, а окисление ведут пероксидом водорода. Изобретение позволяет снизить средние размеры кристаллов оксида железа(III) α-модификации для использования в лакокрасочных композициях с низкой вязкостью связующего, в частности в воднодисперсных композициях. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Способ получения коричневого железоокисного пигмента // 2547487

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в производстве строительных материалов. Для получения коричневого железоокисного пигмента прокаливают красный шлам - отход глиноземного производства. Перед прокаливанием красный шлам разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,01 мм. Прокаливание этой фракции осуществляют на воздухе при температуре 220-280°C. Изобретение позволяет получить пигмент коричневого цвета с укрывистостью 8-9 г/м2 без дополнительных добавок, снизить количество вредных выбросов в окружающую среду. 1 табл.

Способ производства железоокисных пигментов и сульфата калиевых удобрений // 2562265

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения железоокисных пигментов готовят суспензию зародышей. На стадии окисления металлического лома в кислой среде для нейтрализации кислоты и регулирования pH используют 20% водный раствор гидроксида калия. Осуществляют многократную промывку пигмента. Стоки при концентрации сульфата калия 5-10% направляют в вакуумную кристаллизационную установку выпарки растворов. Загрязненную солями сульфата калия технологическую воду методом выпаривания и конденсации преобразуют в чистую воду с концентрацией солей 150 г/м3. Воду используют в производстве железоокисных пигментов. Полученный при выпаривании сульфат калия используют в качестве калиевого удобрения. Изобретение позволяет исключить образование загрязненных сточных вод, твердых отходов и выбросов паров аммиака, получить сульфат калия в качестве дополнительного продукта. 1 ил.

Способ получения противокоррозионного пигмента // 2570455

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. Противокоррозионный пигмент получают на основе отхода электропечей литейного производства - аспирационной пыли, содержащей, мас.%: Fe2O3 63,9-70,0, FeO 7,0-11,32, SiO2 8,9-16, Al2O3 1,45-3,12. Аспирационную пыль смешивают в сухом виде с бруситом, природным минералом гидроксида магния, при соотношении аспирационная пыль:брусит, мас.%, равном 60-40:40-60, соответственно. Полученную смесь прокаливают в течение 3,5-5 ч при температуре 550-650°С. Изобретение позволяет повысить противокоррозионные свойства противокоррозионного пигмента и снизить энергетические затраты на его получение за счет уменьшения температуры прокаливания. 1 табл., 28 пр.

Синтез высокопроизводительных индикаторных частиц оксида железа для визуализации с применением намагниченных частиц (мрi) // 2575024

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включаюет в себя суспендирование оксида/гидроксида железа и олеиновой кислоты или ее производного в первичном органическом растворителе; повышение температуры суспензии с заданной скоростью до максимальной температуры от 340°C до 500°C; выдержку суспензии при максимальной температуре в течение примерно от 0,5 до 6 ч; охлаждение суспензии; добавление вторичного органического растворителя; осаждение наночастиц посредством добавления осадителя и удаление избытка растворителя; диспергирование наночастиц во вторичном органическом растворителе; смешивание дисперсии с раствором полимера; удаление вторичного органического растворителя. Изобретение позволяет получить растворимые в воде наночастицы оксида железа. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 17 ил.

Пигменты с кислотостойким покрытием // 2592534

Изобретение относится к применению пигментов с кислотостойким покрытием в ПВХ-пластикате. Описаны пигменты, которые выбраны из группы кислоторастворимых пигментов, состоящей из Fe2O3, FeOOH, Fe3O4, смешанных оксидов железа и марганца, ZnO, ферритов цинка и комбинации двух или более из этих пигментов, и покрытых пентаэритритом в качестве органического соединения, плавящегося при Т>200°С, что придает кислотоустойчивость, в качестве цветного или белого пигмента в ПВХ-пластикате (поливинилхлорид-пластикате). Технический результат - применение пигментов в составе ПВХ, при термопластической обработке которого не образуются пригары. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Способ переработки кремнеземистых пород // 2602543

Изобретение относится к технологии получения неорганических железооксидных пигментов на кварцевой основе при переработке твердых отходов горно-обогатительных предприятий металлургического комплекса и может быть использовано в строительной, лакокрасочной промышленности и в производстве пигментов-наполнителей для полимерных материалов (пластмасс, резин, эмалей, красок, клеев и др.). Описан способ переработки кремнеземистых пород с получением наполнителей-пигментов, который включает термообработку при температуре 400-750°С, с последующим измельчением продукта до частиц со средним размером 1-63 мкм, где в качестве кремнеземистой породы используют отходы горно-обогатительных предприятий металлургического комплекса следующего состава, масс. %: оксид кремния - 62-72; оксиды железа (Fe2O3+FeO) - 8,55-10,2; остальные примеси отхода: оксид кальция - 2,00-2,52; оксид алюминия - 3,5-4,53; оксид магния - 2,2-4,32; примеси (Na2O+K2O) - 1,8-2,66 и вода остальное, а термообработку проводят в течение 2 часов. Технический результат: улучшение малярно-технологических показателей наполнителей-пигментов на основе кремнеземистых пород, а именно снижение маслоемкости и укрывистости. 1 ил., 3 табл., 4 пр.

Способ получения железоокисных пигментов с антикоррозионными свойствами // 2607584

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности для приготовления грунтовок и защитных покрытий. Для получения железоокисного пигмента с антикоррозионными свойствами прокаливают отход глиноземного производства - красный шлам. Перед прокаливанием красный шлам разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,02 мм и дополнительно от 0,02 до 0,045 мм. Указанные фракции обрабатывают ортофосфорной кислотой при нагревании до pH=6, суспензию фильтруют, высушивают, прокаливают на воздухе, охлаждают и измельчают. При прокаливании при температуре 200-250°C получают пигмент коричневого цвета. В случае прокаливания при температуре 600-650°C получают пигмент красного цвета. Изобретение позволяет получить железоокисные пигменты с укрывистостью 8-10 г/м2 при использовании красного шлама без дополнительного сырья и добавок, исключить вредные выбросы в окружающую среду. 1 табл., 1 пр.

Способ комплексной переработки титансодержащего минерального сырья // 2620440

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. При переработке исходного титансодержащего минерального сырья его увлажняют и смешивают с гидродифторидом аммония в стехиометрическом соотношении. Далее нагревают до температуры 108-130°C при перемешивании в течение 40-60 мин. Затем выщелачивают 15-18%-ным раствором фторида аммония при температуре 70-75°C и Т:Ж=1:100. Полученный нерастворимый осадок фтораммонийных солей железа отделяют от раствора фильтрованием и отмывают 10%-ным раствором фторида аммония при температуре 70-75°C. Декантацией отделяют от осадка более тяжелые частицы непрореагировавшего исходного минерального сырья. Полученный после фильтрации декантанта раствор, содержащий фторотитанат аммония, объединяют с раствором, отфильтрованным после выщелачивания, и подвергают доочистке от железа. Доочистку проводят путем частичного гидролиза 25%-ным раствором аммиака, который постепенно добавляют к фильтрату до pH 6,5-7,5 при температуре около 75°C. Далее проводят гидролиз полученного раствора добавлением раствора аммиака до pH 9 с осаждением оксопентафторотитаната аммония, который подвергают пирогидролизу с получением диоксида титана. Осадок солей железа обрабатывают 15-20% плавиковой кислотой с получением осадка фторидов кальция, магния и алюминия с мелкими частицами исходного титансодержащего сырья и кислого раствора фтораммонийной соли железа. Этот раствор нейтрализуют с помощью 25%-ного раствора аммиака до pH 4-5 с высаливанием фтороферрата аммония (NH4)3FeF6 с чистотой 99%. Фтороферрат аммония отфильтровывают и подвергают ступенчатому пирогидролизу до 450-500°C с получением красного оксида железа(III) пигментного качества. Непрореагировавший минеральный остаток направляют на дальнейшую переработку для извлечения соединений РЗЭ. Изобретение позволяет увеличить полноту и эффективность переработки ильменитового концентрата, расширить круг товарных продуктов и уменьшить количества отходов при одновременном повышении степени очистки товарных продуктов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ получения сульфата магния и железоокисных пигментов из отходов производств // 2634017

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения сульфата магния и железооксидных пигментов из отходов производств осуществляют взаимодействие тонкодисперсного магнийсодержащего сырья с сернокислым отработанным травильным раствором, содержащим сульфат железа. В качестве магнийсодержащего сырья используют доломитовую пыль, образующуюся при прокаливании доломита при температуре 600-750°С. Соотношение сульфат-ионы : доломитовая пыль в травильном растворе составляет 1:1,1. Проводят гидротермальную обработку полученной суспензии, продувая раствор воздухом, кислород которого окисляет железо Fe+2 в Fe+3. Осадок отделяют на фильтр-прессе и отмывают от водорастворимых соединений. Проводят термообработку осадка в железооксидный пигмент. Сушку и измельчение железооксидного пигмента осуществляют одновременно в комбинированной распылительной сушилке. Отделенный на фильтр-прессе фильтрат и промывную воду, содержащие сульфат магния, подают в реактор. Повышают в растворе содержание сульфат-ионов до 35-40% добавкой концентрированной серной кислоты и проводят нейтрализацию доломитовой пылью при температуре 80-100°С до pН, равного 7,0-7,5. Кристаллизацию сульфата магния проводят в кристаллизаторе. Изобретение позволяет повысить выход сульфата магния и железооксидных пигментов, снизить энергозатраты при переработке сернокислого отработанного травильного раствора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 3 пр.