CN108384279B - 一种无钴黑色颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无钴黑色颜料及其制备方法。其技术方案是：按铜冶炼废渣∶电炉钢渣的质量比为1︰(1.8～2.2)，将所述铜冶炼废渣和所述电炉钢渣混合均匀，即得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料4～8wt％的水，混合均匀，压制成型，在1125～1225℃条件下保温30～60min，制得无钴黑色颜料。本发明具有能利用铜冶炼废渣、能利用电炉钢渣和能减少环境污染的特点，所制备的无钴黑色颜料呈色效果好。

Description

一种无钴黑色颜料及其制备方法
技术领域
本发明属于黑色颜料技术领域。尤其涉及一种综合利用铜冶炼废渣和电炉钢渣合成的无钴黑色颜料及其制备方法。
背景技术
铜冶炼废渣是火法炼铜过程中的副产物，含有大量的铜、铁和锌等有价组分，火法冶炼生产1t铜将产生约2.2～3t铜冶炼废渣，据报道2015年全球产生铜冶炼废渣量约为41.89Mt。每年因铜冶炼废渣的废弃而造成约0.5万吨铜和3万吨锌得不到有效利用。
电炉钢渣是指电炉炼钢过程中排出的熔渣，主要来自金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬、补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料，如石灰石、萤石、火砖块等。通常情况下，每生产1t粗钢就会产生0.1～0.15t钢渣。按我国粗钢生产量和约10％的钢渣回收利用率，我国目前积存钢渣量约10亿吨。
铜冶炼废渣和电炉钢渣最常规的处理方法一般是堆积，铜冶炼废渣和电炉钢渣堆积将会造成大量的土地资源和金属资源浪费，同时也会对环境造成污染。故需要更为高效无污染的处理方式。
黑色颜料是仅次于白色颜料的重要颜料，广泛用于涂料、塑料、合成纤维、橡胶、建筑材料、文教用品、绘画颜料、油墨、玻璃和陶瓷等工业生产部门。目前，由于制备黑色颜料的主要原料Co资源紧张，使黑色颜料生产受到限制，从而限制了含钴黑色颜料的批量应用。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种能利用铜冶炼废渣、能利用电炉钢渣和能减少环境污染的无钴黑色颜料制备方法，用该方法制备的无钴黑色颜料呈色效果好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：按铜冶炼废渣∶电炉钢渣的质量比为1︰(1.8～2.2)，将所述铜冶炼废渣和所述电炉钢渣混合均匀，即得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料4～8wt％的水，混合均匀，压制成型，在1125～1225℃条件下保温30～60min，制得无钴黑色颜料。
所述铜冶炼废渣化学成分及其含量是：SiO2为30～35wt％，Al2O3为1～10wt％，CaO为2～4wt％，MgO为1～3wt％，Fe2O3为50～60wt％，K2O为1～3wt％，Na2O为2～5wt％；所述铜冶炼废渣的粒度＜0.074mm。
所述电炉钢渣的化学成分及其含量是：SiO2为35～40wt％，Fe2O3为1～10wt％，Al2O3为5～15wt％，CaO为10～20wt％，MgO为6～10wt％，MnO为1～5wt％，NiO为0.1～1wt％，Cr2O3为8～18wt％。所述电炉钢渣的粒度＜0.074mm。
所述压制成型的压强为10～30MPa。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
本发明利用铜冶炼废渣和电炉钢渣合成无钴黑色颜料，无害化利用铜冶炼废渣和电炉钢渣。既能降低铜冶炼废渣和电炉钢渣对环境污染，又能合理利用铜冶炼废渣和电炉钢渣中的有价金属元素，为铜冶炼废渣和电炉钢渣的综合利用提供新的途径。
铜冶炼废渣主要成分为Fe，电炉钢渣中Cr含量较多，调整Fe/Cr比例后烧制成尖晶石类型的黑色颜料。所制备的无钴黑色颜料的L值、a值和b值依次为26～34、0.1～2和0.1～5，具有好的呈色效果。
因此，本发明具有能利用铜冶炼废渣、能利用电炉钢渣和能减少环境污染的特点，所制备的无钴黑色颜料呈色效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述铜冶炼废渣化学成分及其含量是：SiO2为30～35wt％，Al2O3为1～10wt％，CaO为2～4wt％，MgO为1～3wt％，Fe2O3为50～60wt％，K2O为1～3wt％，Na2O为2～5wt％；所述铜冶炼废渣的粒度＜0.074mm。
所述电炉钢渣的化学成分及其含量是：SiO2为35～40wt％，Fe2O3为1～10wt％，Al2O3为5～15wt％，CaO为10～20wt％，MgO为6～10wt％，MnO为1～5wt％，NiO为0.1～1wt％，Cr2O3为8～18wt％。所述电炉钢渣的粒度＜0.074mm。
所述压制成型的压强为10～30MPa。
实施例1
一种无钴黑色颜料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：按铜冶炼废渣∶电炉钢渣的质量比为1︰(1.8～2.0)，将所述铜冶炼废渣和所述电炉钢渣混合均匀，即得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料4～6wt％的水，混合均匀，压制成型，在1175～1225℃条件下保温40～50min，制得无钴黑色颜料。
本实施例制备的无钴黑色颜料的L值、a值和b值依次为26～28、0.5～2和1～5，呈色效果好。
实施例2
一种无钴黑色颜料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：按铜冶炼废渣∶电炉钢渣的质量比为1︰(1.9～2.1)，将所述铜冶炼废渣和所述电炉钢渣混合均匀，即得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料5～7wt％的水，混合均匀，压制成型，在1125～1175℃条件下保温50～60min，制得无钴黑色颜料。
本实施例制备的无钴黑色颜料的L值、a值和b值依次为28～30、0.1～2和1～3，呈色效果好。
实施例3
一种无钴黑色颜料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：按铜冶炼废渣∶电炉钢渣的质量比为1︰(2.0～2.2)，将所述铜冶炼废渣和所述电炉钢渣混合均匀，即得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料6～8wt％的水，混合均匀，压制成型，在1160～1210℃条件下保温30～40min，制得无钴黑色颜料。
本实施例制备的无钴黑色颜料的L值、a值和b值依次为32～34、0.1～2和0.1～2，呈色效果好。
本具体实施方式与现有技术相比，具有如下积极效果：
本具体实施方式利用铜冶炼废渣和电炉钢渣合成无钴黑色颜料，无害化利用铜冶炼废渣和电炉钢渣。既能降低铜冶炼废渣和电炉钢渣对环境污染，又能合理利用铜冶炼废渣和电炉钢渣中的有价金属元素，为铜冶炼废渣和电炉钢渣的综合利用提供新的途径。
铜冶炼废渣主要成分为Fe，电炉钢渣中Cr含量较多，调整Fe/Cr比例后烧制成尖晶石类型的黑色颜料。所制备的无钴黑色颜料的L值、a值和b值依次为26～34、0.1～2和0.1～5，具有好的呈色效果。
因此，本具体实施方式具有能利用铜冶炼废渣、能利用电炉钢渣和能减少环境污染的特点，所制备的无钴黑色颜料呈色效果好。

Claims (3)

1.一种无钴黑色颜料的制备方法，其特征在于所述制备方法是：按铜冶炼废渣∶电炉钢渣的质量比为1︰(1.8～2.2)，将所述铜冶炼废渣和所述电炉钢渣混合均匀，即得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料4～8wt％的水，混合均匀，压制成型，在1125～1225℃条件下保温30～60min，制得无钴黑色颜料；
所述铜冶炼废渣化学成分及其含量是：SiO2为30～35wt％，Al2O3为1～10wt％，CaO为2～4wt％，MgO为1～3wt％，Fe2O3为50～60wt％，K2O为1～3wt％，Na2O为2～5wt％；所述铜冶炼废渣的粒度＜0.074mm；
所述电炉钢渣的化学成分及其含量是：SiO2为35～40wt％，Fe2O3为1～10wt％，Al2O3为5～15wt％，CaO为10～20wt％，MgO为6～10wt％，MnO为1～5wt％，NiO为0.1～1wt％，Cr2O3为8～18wt％；所述电炉钢渣的粒度＜0.074mm。
2.如权利要求1所述无钴黑色颜料的制备方法，其特征在于所述压制成型的压强为10～30MPa。
3.一种无钴黑色颜料，其特征在于所述无钴黑色颜料是根据权利要求1～2项中任一项所述无钴黑色颜料的制备方法所制备的无钴黑色颜料。
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