Способ получения железоокисных пигментов


 


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

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.
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.

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.

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.

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.

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

Изобретение относится к технологии получения неорганических пигментов из отходов производства и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности при производстве лакокрасочных материалов.
Изобретение относится к получению высокостойких неорганических пигментов, которые могут быть использованы для изготовления лакокрасочных материалов. .
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.
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.
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.

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.
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.

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.

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.
Наверх