Спосіб одержання природного мінерального пігменту

1. Спосіб одержання природного мінерального пігменту, що включає операції висушування, подрібнення, прожарювання і розмелювання 3 частка на ринку залізооксидних природних пігментів складає 35-38% [5]. До недоліків пігментів, одержаних шляхом переробки вохрових руд, слід віднести недостатню яскравість кольору, полідисперсність складу та невисоку термічну і хімічну стійкість. Крім цього, запаси традиційних видів сировини обмежені і знаходяться на межі промислового виснаження, а деякі з них взагалі відсутні на території України. Тому актуальним є пошук ти освоєння нових, нетрадиційних, дешевих і доступних видів мінеральної сировини, яка б забезпечила промислове виробництво високоякісних пігментів даного типу. В основу винаходу поставлено задачу при одержанні мінерального пігменту шляхом використання нетрадиційної природної сировини базальтового туфу забезпечити технічний результат - підвищення якості, термічної і хімічної стійкості продукту. Поставлена задача досягається тим, що при реалізації способу одержання природного мінерального пігменту, що включає операції висушування, подрібнення, прожарювання і розмелювання, як сировину використовують базальтовий туф, прожарювання якого проводять при температурі 400-800°С протягом 1-3 годин. Причому, базальтовий туф висушують при температурі 105-110°С протягом 1 години, подрібнюють до розмірів 3-5мм, прожарюють при температурі 500-700°С протягом 2 годин і розмелюють на, млині струйного типу. Базальтові туфи - мінеральна сировина вулканічного походження, запаси якої в Україні оцінюються в 1 млрд. тон. Хімічний склад базальтових туфів українських родовищ наведено у таблиця 1. За результатами атомно-абсорбційного аналізу у базальтових туфах відсутні такі токсичні елементи як ртуть, кадмій, миш'як, свинець і хром. Загальний гама-фон природного туфу не перевищує 10 мікрорентген на годину. Отже базальтовий туф є нетоксичною мінеральною сировиною, яка за хімічним складом (таблиця 1) близька до вохристих руд. Питома густина базальтового туфу 26002800кг/м3 , насипна маса подрібненого туфу (d=12мм) 1080кг/м3 , твердисть за шкалою Маса 3,0, що не потребує значних енергозатрат при його механічному подрібненні і розмелюванні. Реалізація заявленого способу із всіма істотними ознаками, включаючи відмінні, дозволяє залучити у виробництво мінеральних пігментів нетрадиційний вид сировини - базальтові туфи і одержати недорогий екологічно чистий, термо- і хімічно стійкий пігмент коричнево-червонуватого кольору. Використання базальтових туфів розширює сировинну базу пігментної галузі і забезпечує багатотоннажне виробництво природного мінерального пігменту, застосовуючи при цьому енергозберігаючу і безвідходну технологію. Приклад реалізації способу. Базальтовий туф висушують при температурі 105-110°С протягом 1 години до повітряно-сухого 81522 4 стану і механічно подрібнюють на гранули до розмірів 3-5мм. Подрібнений туф прожарюють при температурі в діапазоні 400-800°С протягом 2 години і розмелюють на млині струйного типу. Результати дослідження при різних температурних режимах (варіанти 1-4) технологічних і фізико-хімічних властивостей пропонованих за винаходом пігментів представлені у таблиці 2. Аналіз одержаних результатів (таблиця 2) показує, що пропонований згідно винаходу, природний мінеральний пігмент, на основі базальтового туфу, за більшістю досліджуваних показників відповідає нормативним показникам, які висуваються щодо природних вохристих пігментів. Оптимальними умовами одержання пігментів є прожарювання базальтового туфу при температурі 500-700°С протягом двох годин. Прожарювання поза межами вказаних температур, як видно із таблиці 2, погіршує показники якості пігменту. Збільшення тривалості прожарювання до трьох чи чотирьох годин, практично, не впливає на показники пігменту; але підвищує енергетичні витрати. При меншій ніж 2 години тривалості прожарювання не досягається коричневочервонувата гама кольорів, а також зростає олієємність пігменту. Література: 1. Корсунский Л.Ф., Калинская Т.В., Степин С.Н. Неорганические пигменты: Справочник. Л.: Химия, 1992. -334с. 2. Епихин А.Н., Крилова А.В. Получение железооксидных пигментов для минеральных красок из твердых железосодержащих отходов // Журн. приклад, химии.-2003.-Т.76, №1.-С.21-23. 3. Патент РФ №2218371, МПК С09С1/24. Пигменты на основе кремнезема и оксида железа и способах получения / Баган Варгас Висенте и др., заявлено 10.03.1999, опубликовано 14.09.2000. 4. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. - Л.: Химия, 1974.-756с. 5. Кочергин А.В., Краснобай Н.Г. Состояние рынка железооксидных пигментов и пигментированных наполнителей и, перспективы использования природного сырья //Лакокрасоч. материалы и их примен. -2003.-№1.-c. 3-15.; Хімічний склад базальтових туфів Масова частка, % SiO2 Fе2О3 Аl2О3 MgO CaO K2 O Na2O TiO2 P2O5 47,2066,22 12,3114,49 10,7313,90 3,747,00 1,672,79 1,482,43 0,594,87 0,211,34 0.142,43 Технологічні і фізико-хімічні показни якості вохри і пігментів на основі базальтов № 1 Показник Масова частка Вохра(ТУ 301-10019-90) £12,0 Пігменти на основі базаль Варіант 1 Варіант 2 Варіант 3 13.83 14,15 14,30 5 2 3 сполук заліза у перерахунку на Fе2O3, % Масова частка водорозчинних речовин, % Масова частка летких речовин, % 81522 6 90 Розділ 4.2. £0,5 0,72 0,46 0,42 0,40 0,37 £3,0 1,24 1,05 0,94 0.91 0,85 Згідно ГОСТ21119.275 Згідно ГОСТ 21119.1-75 Згідно ГОСТ 21119.3-75 Згідно ГОСТ 21119.8-75 Згідно ГОСТ 8784-75 4 рН водного витягу 6,5-8,0 5,92 6,35 7,18 7,42 7,48 5 Олієємність, г/100г пігменту 25-40 44,3 36,8 33,2 33,0 31,8 £85 83 71 68 67 65 £0,4 0,32 0,38 0,40 0,44 0,53 Згідно ГОСТ 21119.4-75 1-5 4-5 5-6 5-6 6-8 8-10 Седиментаціний 10,6 12,8 11,3 8,4 7,0 5,9 Метод БЕТ 45-47 29,2 26,0 25,5 24,6 24,3 Ваговий £200 £400 £500 £600 £700 £800 Візуальний 6 7 8 9 10 11 12 Укривість, г/м 2 Залишок після мокрого просіювання на ситі з сіткою 0063,% Дисперсність, мкм Питома поверхня, 2 м /г Розчинність у хлорид ній кислоті, % Термічна стійкість, °С Колір ЧервоноКоричневий ЧервоноЧервоноЖовтоКоричневий з червоним коричневий коричневий коричневий коричневий світлий відтінком насичений темний Візуальнотермічний