Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТА

Изобретение относится к производству пигментов в керамической промышленности.

Известен ряд способов получения керамических пигментов, недостатками которых являются сложность и длительность технологического процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения керамического пигмента, Масленникова Г.Н., Пищ И.В. Керамические пигменты. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: ООО РИФ «Стройматериалы. 2009, (С. 181). - 224 с., включающий усреднение компонентов (оксид марганца, железный купорос, цинковый купорос, калиевая селитра), их обжиг при 900-1400°С, последующий мокрый помол в течение 6-48 часов, контроль дисперсности по величине остатка на сите №0056, центрифугирование, промывка в горячей воде при температуре 70-80°С в течение 2-5 ч и отжим воды.

Недостатком данного способа является длительность и энергоемкость технологического процесса.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в ускорении технологического процесса при снижении энергозатрат.

Технический результат достигается тем, что способ получения пигмента включает обжиг исходных компонентов, помол и контроль дисперсности, причем для получения пигмента фиолетового цвета отход ванадиевого производства, содержащий оксид марганца и оксид ванадия, обжигают при 600°С в течение 2 часов с получением основной красящей фазы ванадата марганца Mn₂V₂O₇, после чего выполняют сухой помол пигмента в планетарной мельнице в течение 0,5 часа.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что для получения пигмента фиолетового цвета отход ванадиевого производства, содержащий оксид марганца и оксид ванадия, обжигают при 600°С в течение 2 часов с получением основной красящей фазы ванадата марганца Mn₂V₂O₇, после чего выполняют сухой помол пигмента в планетарной мельнице в течение 0,5 часа.

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способа представлен в таблице 1.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет устранить следующие технологические операции: мокрый помол в течение 6-48 часов, центрифугирование, промывку в горячей воде с последующим отжимом в воде. Кроме того, снижается температура обжига вещества до 600°С и заменяется энергоемкий процесс мокрого помола на сухой и снижается временя помола пигмента, что позволяет ускорении технологического процесса при снижении энергозатрат.

В предлагаемом способе при температуре обжига 600°С образуется соединение с устойчивыми степенями окисления ванадия и марганца - ванадат марганца Mn₂V₂O₇ (таблица 2). Оптимальные параметры обжига, экспериментально полученные, представлены в таблице 2.

Ванадиевый отход имеет в своем составе оксиды ванадия и марганца. Температура плавления V₂O₅ составляет 670°С. [Оптические спектры шпинелей / Богинский О.Н., Грум-Гржимайло С.В., Попова А.А. и др. // Спектроскопия кристаллов. - М.: Наука, 1970. - 123 с.].

Пример.

В качестве исходного материала использовали отход ванадиевого производства (масс. %): СаО - 36,93; SO₃ - 33,02; MnO - 17,39; MgO - 5,03; SiO₂ - 3,22; V₂O₅ - 2,81; Al₂O₃ - 0,41; П.П.П. - 1,13; прочее - 0,06 (Бессмертный B.C., Здоренко Н.М., Черкасов А.В., Варфоломеева С.В., Бондарснко М.А., Макаров А.В., Платов Ю.Т., Платова Р.А. Возможность использования в технологии стеновой керамики отходов ванадиевого производства // Стекло и керамика. 2022. №7. С. 43-50).

Отход ванадиевого производства помещали в корундовый тигель объемом 300 см³ и помещали в муфельную печь.

Обжиг производили при 600°C с выдержкой при максимальной температуре 2 часов.. После самопроизвольного остывания отход извлекали из печи и помещали в планетарную мельницу высокой производительности. Сухой помол осуществляли в течение 0,5 часа. После помола производили контроль дисперсности с использованием сита №0056.

Содержание основной красящей фазы - ванадата марганца контролировали рентгенофлуоресцентным методом на спектрометре APL 9900 (Швейцария). Установлено, что керамический пигмент обладает устойчивым фиолетовым цветом. Оптические характеристики подтверждены устойчивыми спектральными характеристиками на аттестованном оборудовании.