способ получения неорганического хроматического пигмента

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 -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 -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 -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 -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.