CS243379B1 - Způsob přípravy žlutého zirkonováho pigmentu z minerálu zirkonu - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy žlutého keramického pigmentu sirkonového typu s obsahem iontů praseodymu s minerálu sirkonu. Výchozí minerál se podrobuje alkalickému rozkladu aažsi hydroxidů draselného a sodného při teplotě 700 až 1 000 °C. Směs hydroxidů se použije jen v nejnutnějSím množství, aby rosklad proběhl a dostatečnou účinností a přitom nebylo třeba alkalické ionty a výpalku vypírat. Tyto ionty pak jsou při vlastní příprav* pieentu využity jako alkalické složka minarálisátoru. Halogeniáová složka aineralisátoru ao přidá ve fóra* odpovídajícího množství ky-* šaliny fluorovodíková a chlorovodíková. K produktu, který ja atdle v tuhá fási sa dála přimísí chromofor a výpalem na 800 až 1 000 C sa připraví žlutý sirkonový pigment. Vynálea může aí| použiti κ keramičkám průmyslu, nebot umožňuje přípravu kvalitního keramického pigpantu a levnějží výchosí suroviny.

Description

(54) Způsob přípravy žlutého zirkonováho pigmentu z minerálu zirkonu

Způsob přípravy žlutého keramického pigmentu sirkonového typu s obsahem iontů praseodymu s minerálu sirkonu.

Výchozí minerál se podrobuje alkalickému rozkladu aažsi hydroxidů draselného a sodného při teplotě 700 až 1 000 °C.

Směs hydroxidů se použije jen v nejnutnějSím množství, aby rosklad proběhl a dostatečnou účinností a přitom nebylo třeba alkalické ionty a výpalku vypírat. Tyto ionty pak jsou při vlastní příprav* pieentu využity jako alkalické složka minarálisátoru. Halogeniáová složka aineralisátoru ao přidá ve fóra* odpovídajícího množství ky-* šaliny fluorovodíková a chlorovodíková.

K produktu, který ja atdle v tuhá fási sa dála přimísí chromofor a výpalem na 800 až 1 000 C sa připraví žlutý sirkonový pigment.

Vynálea může aí| použiti κ keramičkám průmyslu, nebot umožňuje přípravu kvalitního keramického pigpantu a levnějží výchosí suroviny.

Vynález se týká způsobu přípravy žlutého keramického pigmentu slrkonového typu z minerálu zirkonu.

Zirkonové pigmenty se nejčastěji připravuji se emisi výchozích minerálních oxidů zirkoničitého a křemičitého, které se vypalují spolu s mlneralizátory a chromofory. Druhý způsob vychází z levnějšího minerálu zirkonu, který je vžak třeba v prvním stupni nejprve rozložit na zirkoničitou a křemičitou složku.

Teprve z produktů jeho rozkladu, připadni po jejich daliím zpracování, se ve druhém stupni připravuje pigment. Zirkon je tepelná a chemicky velmi stabilní látkou. Existující postupy jeho rozkladu vycházejí jednak z alkalického tavení minerálu, dále z chlorace v redukčním prostředí za vysokých teplot, nebo z přímého rozkladu vysokými teplotami či pomocí plazmatu.

Viechny tyto postupy mají viak nevýhody. Způsoby přímého rozkladu vysokou teplotou či plazmatem jsou sice, z hlediska dalšího zpracování rozkladných produktů na pigment, velmi jednoduché, ale z energetického hlediska jsou neúměrně náročnými operacemi.

Podobni je tomu i u rozkladu zirkonu v redukčním prostředí ve spojení s chlorací.

Zde navíc přistupuje nutnost zpracování produktu na pigmentářslqr vhodný oxid zirkoničitý, nehledá k tomu, že křemičitá složka z minerálu, i když je podstatná levnější než zirkoničitá, je oddělována ve formě nevyužitelná v druhém stupni k přípravě slrkonového pigmentu.

T případě alkalického rozkladu zirkonu na zirkoničitou a křemičitou složku, jako součásti přípravy zirkoňových pigmentů, se prakticky výhradně používá sody. Postupy věak vyžadují použití neúměrně velkých množství sody vzhledem k množství rozkládaného minerálu a poměrně vysokých teplot k docílení dostatečného stupně rozkladu zirkonu.

Navíc zpravidla vyžadují další zpracování rozkladných produktů do formy použitelné k přípravě zirkonových pigmentů. Většinou se produkty rozkladu podrobují obtížnému loužení vodou za hoxka, nejčastěji za přídavku kyseleny sírové.

Nutnost získání zirkoničité a křemičité složky z výluhů opět proces přípravy pigmentu komplikuje. U křemičité složky přitom často doohází ks ztrátám takže je třeba do směsi pro přípravu pigmentu přidávat ještě oxid křemičitý.

Existuji i postupy, doporučující zpracovat rozkladná produkty po tavení se sodou, pouze přídavkem kyseliny sírové, takže zůstávají prakticky v tuhá formě a po doplnění mineralizátory a chromofory se z nich přímo vypaluje pigment.

Jeho kvalita je věak nízká, jak z hlediska stupně sreagování na křemičitan zirkoničitý, tak z hlediska barevnosti. Navíc je třeba výpalek pigmentu dodatečně intenzívně loužit k odstranění velkého množství sodných solí.

Uvedené nedostatky nemá způsob přípravy žlutého slrkonového pigmentu z minerálu zirkonu vyznačující se tím, že se minerál zirkon rozkládá tavením se směsí, obsahujíc! hydroxid draselný a hydroxid sodný v hmot. poměru 3 až 1 : 1, s výhodou v hmot. poměru 2 až 1,5 : 1, tím způsobem, že se na 10 hmot. dílů zirkonu použije 3 až 6 hmot. dílů, s výhodou 4 až 4,5 hmot. dílů této směsi.

Jako směsi hydroxidů k rozkladu lze použít i odpadních kalících lázní ze strojírenského průmyslu, obsahujících hydroxid draselný a sodný zhruba v hmotnostním poměru 3 ’ 2, které jsou zatím bez možnosti praktického použití.

Vlastní rozkladné tavení se provádí při 700 až 1 000 °C s výhodou při 800 až 900 °C. Alkálie byly k rozkladu použity jen v relativně malých množstvích, takže lze bes jejich á

I odstraněni loužením přímo z rozkladných produktů připravit žlutý zirkonový pigment.

Rozklad navíc proběhl sa teplot běžně používaných v technologii keramických pigmentů e přitom do vysokého stupně.

Produkty rozkladu představují aaéa křemičitanu slrkoničito-didraselného a křemičitanu zirkoničito-disódného. Po doplnění rozkladných produktů chromoforem a halogenidovými ionty jako složkami aineralizétoru, přičemž alkalickými složkami aineralisútoru jsou přítomné draselné a éodné ionty obsažené v křealčitanech, lse výpalem přímo připravit žlutý zirkonový pigment.

Zchladlé rosklddné produkty se proto skropí kyselinou fluorovodíkovou v množstvích 0,85 až 2,3, s výhodou 1,2 až 1,6 hmot. dílů fluorovodíku e 0,5 až 1,3, e výhodou 0,7 až 0,9 hmot. dílů chlorovodíku, přidá ee 0,4 až 1,6, e výhodou 0,9 až 1,1 hmot. dílu oxidu praaeodymu, nebo prascodyalté soli oxidické kyseliny a smis se vypaluje při teplotž 800 až 1 000 °C, s výhodou při teplotě 880 až 920 °C na žlutý zirkonový pigment.

Obsah zbytků aineralizétoru js ve výpalku poměrné nízký, takže je možné produkt přímo použít k aplikaci do keramické glazury, včetně glazur s vysokou teplotou glazování okolo 1 300 °C.

Ke zvýšení kvality pigmentu ho vžak lze před aplikací vyloužit vodou nebo zředěnou minerální kyselinou.

Výhody způsobu podle vynálezu:

-teploty rozkladu jsou příznivé m odpovídají teplotám běžné používaným v keramickém průmyslu

- množství alkalického taviva potřebné k rozkladu je nízké a lze a úspěchem použít odpadní kalící lázně ze strojírenství obsahující hydroxid draselný a sodný

- dosažený stupeň rozkladu minerálu zirkonu je vyěší než 95 ·

- způsob nevyžaduje obtížnou operaci zpracování rozkladných produktů loužením

- při vlastní přípravě pigmentu se již nepřidávají alkalické složky minerallsétoru, nebot se využívají alkalické ionty v rozkladných produktech

- teploty výpalu pigmentu jsou příznivé a odpovídají teplotám výpalu pigmentu při jejich příprav# z oxidu zirkoničitého a křemičitého

- kvalita pigmentu je co éo stupně zreagovnénl na křemičitan zirkoničitý (okclo 85 *) i barevnosti plgnentu srovnatelné s pigmenty připravovanými se směsí minerálního oxidu zirkoničitého a křemičitého

-výtěžnost postupu podle vynálezu je vysoká a dovoluje připravit pigment v množství odpovídajícím více než 80 % hmotnosti výchozího zirkonu

V daliía jaou uvedeny příklady použiti vynálezu.

Přikladl g minerálu zirkonu (s obsahem 94 % křemičitanu zirkoničitého) bylo rozkládáno 30 g směsi hydroxidu draselného a sodného (hmot. poměr KOH/NaOH roven 2) za teploty 900 °C po dobu 2 h.

Po zchladnutí byla směs opatrné přelita 25 g kyseliny fluorovodíkové 38* koncentrace a 15 g kyseliny chlorovodíkové 35* koncentrace. Sále k ní bylo přimíšeno 7,5 g oxidu prmseodyau (Pr^Oj,) a směs byla vypalována při 900 °C po dobu 2 h.

Výpalek byl vyloužen zředěnou kyselinou chlorovoéíkovou za horka. Bylo získáno 58,9 g žlutého zirkonového pigmentu, který obsahoval 86,2 * křemičitanu zirkoničitého. Pigment byl aplikován v množství 5 * hmotnosti vysokoteplotní keramické glazury z teplotou glazování 1 280 °C, kterou vybarvil do žlutého odstínu.

2*3379

Příklad 2

100 g Minerálu zirkonu (· obsáhá· 96 * křemičitanu zirkon!Šitého) bylo rozkládáno 42 g upotřebená kaliči lázně ze strojírenství, obsahující hydroxid draselný a sodný v haot. poaěru 3 s 2, sa teploty 850 °C po dobu 2 h.

Zchladlá saěs byla přelita 40 g kyseliny fluorovodíková 38* koncentrace a 20 g kyseliny chlorovodíková 35* koncentrace a poté bylo přiaíseno 9 g oxidu praseodyau (Pfg⁰,,)« Směs byla vypalována při 850 °C po dobu 2 h.

Po zchladnutí byl výpalek promyt vodou sa horka a zbylá tuhá fáse představovala 83 g žlutého sirkonováho pigmentu obsahujícího 82 * křemičitanu sirkoniŠitého. Pigment byl aplikován v anoěství 6 * haotnosti do boritokřeaičitanové glazury e teplotou glazování 1 050 ®C, kterou vybarvoval do žlutého odstínu.

Claims (1)

1. P S SDŽÍI TXKÁLSZU

   Způsob přípravy žlutého sirkonováho pigaentu z minerálu zirkonu vyznačující se tim, ie ss aiasrdl zirkon rozkládá tavení· ee saěsi hydroxidů obsahující hydroxid draselný a hydroxid sodný x haot. poaěru 3 ai 1 s 1, s výhodou v haot. poměru 2 ai 1,5 : 1, tía xpůsobea, i· se na 10 haot. dílů zirkonu použije 3 ai 6 haot. dílů, s výhodou 4 ai 4,5 haot. dílů této saěsi a rozklad se provádí při 700 ai 1 000 °c, s výhodou při 850 ai 950 °C, načež se schladlé rozkladné produkty skropí Iqrselinou fluorovodíkovou a chlorovodíkovou v množstvích 0,85 ai 2,3, s výhodou 1,2 ai 1,6 haot. dílů fluorovodíku a 0,5 ai 1,3 s výhodou 0,7 ai 0,9 haot. dílů chlorovodíku, přidá se 0,4 ai 1,6, s výhodou 0,9 ai 1,1 haot. dílu oxidu praseodyau nebo praseodyaité soli oxidické kyseliny a aaěs se vypaluje při teplotě 800 ai 1 000 °C, s výhodou při teplotě 880 ai 920 °C na žlutý zirkonový pigment, který se před aplikaci do keramické glazury případně vylouii vodou, nebo zředěnou minerální kyselinou.