Неорганічний пігмент зеленого кольору

•V 980V39/9 МПК6 СОЗСІ/04 Неорганічний пігмент зеленого кольору Винахід стосується керамічної промисловості, а саме до створення пігментів з використанням відходів гальванічних виробництв - гальванічних шламів. Аналіз цих відходів показав, що вміст в них дорогих та дефіцитних для України сполук кольорових металів значний, а співвідношення оксидів (гидроксидів) кольорових металів наближається до складу деяких неорганічних пігментів зеленої гами кольорів, що виготовляються для багатотонажних потреб лако-фарбної промисловості, промисловості будівельних матеріалів та декорування керамічних виробів. Відомі зелені пігменти, промисловий синтез яких проводиться з використанням чистих оксвдів кольорових металів (А.С.№1217857,МПИ 4 сО4 В41/85. Подглазурная краска зеленого цвета для фарфора./Ирклиевская О.Т., Демидовская А.Н.,Кукушкина Г.Н. и др.- Заявл. 01.03.84, Опубл. 15.03.86 в Б.И.№10; Визир М.А.,Мартьгаов М.А. Керамические краски. Киев/.Техніка 1964, стр.148, табл.64, состав26). Недоліком відомих пігментів є використання при їх одержанні чистих оксидів металів та багатокомпонентність при цьому їх складі, що призводить до економічно неефективного використання цих дорогих компонентів шихт, особливо при виготовленні невеликих партій пігментів. Найбільш близьким до пропонованих є промисловий пігмент зеленої гами кольорів, що синтезуються в системі С02О3-СГ2О3-АІ2О3 -ZnOj до складу якого входять чисті реагентні оксиди кобальту (ііі), хрому(ііі), алюмінію (ііі) та цинку, а саме; зелений пігмент, масове співвідношення компонентів в якому становигь,мас.%: ЛІ2О3 26-37; СГ2О3 48-68; V2Os 615 (А.с№ 1158509, МКИ 4С03С1/04-Керамический пигмент зеленого цвета./!". Н. Кукушкина, А.Н.Демидовская, О.Т, Ирклиевская и др.Заявл, 26. 12.83, Опубл. 01.02.85 в Б.И.№10). Цей пігмент поширений у використанні, тому що дає глибокий стійкий зелений колір. Головним недоліком зазначеного пігменту є дефіцитність використаних реактивних чистих оксидів хрому(ііі), алюмінію (іїі), та їх висока ціна, а відповідно і висока собівартість цих пігментів. В основу винаходу покладена задача розробити такий неорганічний пігмент зеленого кольору, в якому нове співвідношення оксидів кольорових металів разом з введеним до нього гальванічним шламом, що призвело би до значного зменшення собівартості синтезованих пігментів порівняно з існуючими; окрім того, вирішується проблема утилізації гальванічних шламів, що сприяє охороні навколишнього середовища. Поставлена задача досягається тим, що в неорганічному пігменті зеленого кольору, який має в своєму складі чисті реагентні оксиди кобальту(Ш), алюмінію(Ш), цинку, новим є те, що в якості колористичної основі він містить гальванічний шлам , до складу якого входять оксида заліза(Ш), магнію, кальцію, натрію та кремнію, а також оксид хрому (ііі) з масовою долею не меньш ніж 40 % в сухому матеріалі, а масове співвідношення заліза до хрому становить не більше 1:5, що необхідно для досягнення чистоти тону. Якщо врахувати масову долю оксидів у конкретному гальванічному шламі (мас.%: Сг2О3 - 63.29; ZnO - 5.79; РегОз - 11.59; CuO - 0.24; Na2O - 6.36; CaO -7.13; MgO -2.35; SiO2 -3.25) шихтовий склад пігментів буде мати таке масове співвідношення компонентів, мас.%: Гальванічний шлам -12.0-20.0 С02О3 -5.0-6.0 АІ2О3 - 70.0-75.0 ZoO -4.0-8.0 Масова доля компонентів в перерахунку на оксиди в синтезованих пігментах має таке співвідношення, мас, %: Сг2О3 -5.00-6.00 -7.59-12.66 АІ2О3 -70.00-75.00 ZnO -5.16-8.69 C02O3 FezOa -1.39-2.32 MgO -0.28-0.47 СвО -0.03-0.05 Na2O -0.76-1.27 CaO -0.87-1.43 SiO2 -0.39-0.64 Таким чином, таке співвідношення дозволяє знизити собівартість пігментів, а введення до складу шихти гальванічних шламів, що не утилізуються покращує екологічне становища в районах їх зберігання. Для отримання пігментів було зашихтовано 6 сумішей інгредієнтів. Шихтовий та хімічний склад їх наведені в таблицях І та 2 відповідно. Спосіб одержання пігментів з використанням гальванічних шламів проводять за нижчеприведеною методикою. Гальванічний шлам попередньо обпалюють при температурі 900°С для вилучення органічних домішок. Змішування складників шихти проводять мокрим способом у кульовому млині. При цьому масове співвідношення матеріалу, мелючих тіл та води становить l:L3;0.5. Розмелені шихти пігментів висушують при температурі (120±10)°С до кінцевої вологості 0.3 маа%, а потім просіюють крізь сито №4 (100 отв/см2) до повного проходження та проводять обпалення при 1300°С протягом 11 годин з втриманням при максимальній температурі 15-20 хвилин. Виготовлений таким чином пігмент використовують для іццглазурного декорування фаянсу та приготування надглазурних барвників. Результати политого обпалу фаянсу виявили придатність високохромистих шламів для використування як домішки в пігменти. Насичені та стійкі синій, зелений та зелений кольори забезпечує оптимальне співвідношення відходу і компоненту шихти. В таблиці 3 представлено властивості пігментів, синтезованих із шихт, приведених в таблиці 2. Таблиця 1 Складники Запропоновані 1 2 3 12.0 17.3 20.0 Позалімітні 4 5 10.0 25.0 5.0 5.7 6.0 5.0 6.0 А13О3 75.0 74.7 70.0 76.5 64.0 30.0 ZnO 8.0 2.3 4.0 7.5 5.0 Ст2О3 60.0 v2o5 10.0 Колір сірозслений зелений темнозслений блідозслсний чрриозслений зелений Гальванічний шлам Со 2 0 3 Таблиця' 2 Оксиди мас. % 1 Со2О3 5.00 2 5.70 • Індекс шихти 3 4 6.00 5.00 Відомі 6 5 6.00 6 Сг2О3 7.59 10.94 12.66 6.32 15.83 60 А12О3 75.00 74.70 70.00 76.50 64.00 зо ZnO 8.69 3.30 5.16 8.08 6.45 MgO 0.28 0.42 0.47 0.24 0.59 Fe2O3 L39 2.01 2.32 1.16 2.89 CuO 0.03 0.04 0.05 0.02 0.06 Na2O 0.76 1.10 1.27 0.64 1.59 CaO 0.87 1.23 1.43 0.71 1.78 V2OS 10.00 SiO 0.39 0.56 0.64 0.33 0.81 Колір сірозелений зелений темиозелений блідозелений чорнозелений зелений .6 Таблиця 3. Показники Індекс шихти од. вимір 1 2 3 4 5 6 Колір, візуально сірозелений зелений темнозелений блідозелений чорнозелений зелений відп відп ВІДП відп відп відп 11.5 22.7 29.0 22.5 28.0 11.6 сгійк сгійк сгійк стійк стійк сгійк стійк стійк сгійк сгійк стійк стійк Якість забарвленої поверхні за ГОСТ 28390-89 ГОСТ 28391-89 Чистота тонуД Стійкість до росчинної дії розплавленої глазурі Стійкість до температури политого обпалу (1000-1300°С) • Як видно з таблиці 3, колористичні та декоруючі властивості синте зованих пігментів зеленої гами кольорів відповідають вимогам діючих стандартів. При цьому реалізуються повна заміна оксиду хрому (ііі) на гальванічний шлам та зменшення витрат оксиду кобальту (ііі) в 2-2,5 рази, що призводить до значного зменшення собівартісті синтезованих пігментів порівняно з існуючими. Окрім того, вирішується проблема утилізації екологічно небезпечних гальванічних шламів, що сприяє поліпшенню екологічного становища у районах накопичення та складування цих шламів. Таким чином, заявлене співвідношення гальванічного шламу та оксидів кольорових металів в шихті пігментів дозволяє отримати зелені пігменти промислового призначення з якісними показниками, що відповідають стандартним вимогам.