ITMO20010232A1 - Metodo per l'ottenimento di coloranti per la ceramica ed il vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, e coloranti cosi' ottenibili - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: "METODO PER L’OTTENIMENTO DI COLORANTI PER CERAMICA E VETRO, PARTICOLARMENTE PER SUPPORTI E RIVESTIMENTI, E COLORANTI COSI’ OTTENIBILI’’.
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un metodo per l’ottenimento di coloranti per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, e coloranti così ottenibili.
Nel settore della produzione di manufatti ceramici e vetrosi, quali, ad esempio, piastrelle, stoviglie, sanitari, oggetti e complementi d'arredamento o da regalo e simili, una delle fasi di maggior interesse, tecnico e commerciale, è quella della colorazione dei supporti, ossia dei corpi dei manufatti, e quella dei loro rivestimenti e delle loro decorazioni.
La ricerca di coloranti nuovi o alternativi e lo sviluppo di quelli esistenti è in continua evoluzione.
I requisiti essenziali affinché un prodotto possa essere utilizzato come colorante ceramico/vetroso sono: stabilità termica, ossia resistenza ai cicli di cottura cui sono sottoposti i manufatti e che possono raggiungere temperature dell'ordine dei 1400 °C, inattaccabilità chimica, ossia resistenza all’attacco chimico di alcune sostanze che rientrano nella composizione del corpo o del rivestimento ceramico vetroso, quali, ad esempio, i silicati, reperibilità, costanza qualitativa, particolarmente in termini di potere colorante e tonalità, ed economicità.
Sono noti coloranti sintetici ottenuti per reazione ad elevate temperature di vari prodotti chimici che, combinandosi fra loro, danno luogo alla formazione di un prodotto che presenta i requisiti richiesti.
Sono anche noti coloranti costituti da minerali naturali che, tuttavia, hanno l’inconveniente di presentare un comportamento variabile ed incostante, particolarmente in termini di stabilità termica e costanza qualitativa (potere colorante e tonalità).
Fra questi ultimi coloranti rientra, ad esempio, un minerale naturale noto come "grès di Thiviers”; esso proviene da una roccia sedimentaria presente, in particolare, in Francia nei pressi di Limoges.
Il "grès di Thiviers" è un detrito sabbioso che contiene ferro sotto forma di ossido parzialmente idratato assieme a limitate quantità di altri minerali fra cui silico alluminati, carbonati, fosfati ed altri.
Il "grès di Thiviers" viene estratto e sottoposto ad un processo di lavorazione durante il quale si assiste ad un arricchimento della frazione silicea che, probabilmente, contiene all'interno della sua struttura l'ossido di ferro accumulatosi per precipitazione durante la formazione del sedimento.
L’analisi chimica del “grès di Thiviers” è alquanto variabile, esso contiene, in media, SiOz in quantità variabili fra 78% e 86%, ferro, espresso come Fe203, in quantità variabili fra 11 % e 15% e impurezze del tipo di CaO, Al203, P205 e altre.
Allo stato naturale il “grès di Thiviers” ha un colore giallo ocra più o meno intenso, a testimonianza del fatto che l'ossido del ferro è presente, almeno in gran parte, sotto forma idratata, e, se sottoposto a ciclo termico di cottura al di sopra di 850 °C, assume colore rosa corallo.
L'utilizzo del "grès di Thiviers” come colorante è noto e diffuso per la particolare tonalità di rosa che conferisce ai corpi e a i rivestimenti ceramici e vetrosi, tuttavia, il suo impiego è limitato dall’incostanza della sua composizione, dalla variabilità del suo comportamento, in particolare in termini di tonalità e di intensità di colorazione, e dal suo costo alquanto elevato.
Molti sono stati i tentativi di produrre sinteticamente coloranti analoghi al "grès di Thiviers" ma tutti con risultati scadenti; i coloranti sintetizzati sviluppano, infatti, una colorazione tendente più al rosa vinato e al bruno che al rosa corallo, soprattutto a causa di una non trascurabile quantità di ossido di ferro non inserito nel reticolo cristallino della silice ed ancora presente come tale nella loro struttura.
Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopralamentati escogitando un metodo per l’ottenimento di coloranti per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, e coloranti così ottenibili, che consenta di ottenere coloranti che siano termicamente stabili, che abbiano una composizione controllabile e predeterminabile e un comportamento costante in termini di potere colorante e di tonalità e che possano essere facilmente prodotti a livello industriale con investimenti e costi contenuti. Alla luce di questi scopi e di altri ancora che risulteranno più evidenti in seguito, viene fornito, in accordo con la presente invenzione, un metodo per l'ottenimento di coloranti per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, caratterizzato dal fatto che comprende una fase di aggiunta di una soluzione di almeno un sale di un elemento cromoforo ad almeno un apportatore di silicio scelto dal gruppo consistente in: soluzione di silicati, silice in forma di gel.
L’elemento cromoforo è scelto dal gruppo consistente in: Ferro, Rame, Cobalto, Cromo, Manganese.
La soluzione di silicati comprende almeno un soluto, scelto dal gruppo consistente in: silicati di metalli alcalini, silicati di metalli alcalino terrosi, e un solvente scelto dal gruppo consistente in: acqua, alcol, soluzione di acqua e alcol.
I silicati di metalli alcalini sono scelti dal gruppo consistente in: silicati di litio, silicati di sodio (silicato sodico Na2Si03, orto silicato di sodio Na4Si04), silicati di potassio, in forma anidra o idrata, o loro miscele.
I silicati di metalli alcalino terrosi sono scelti dal gruppo consistente in: silicati di calcio, silicati di magnesio, silicati di bario, in forma anidra o idrata o loro miscele.
La soluzione di un sale di un elemento cromoforo comprende almeno un solvente scelto dal gruppo consistente in: acqua, alcol, soluzione di acqua e alcol.
II sale dell'elemento cromoforo è atto a trasformarsi in ossido dell’elemento cromoforo per trattamento termico ad alta temperatura.
Per semplicità descrittiva il metodo secondo il trovato viene riferito, a titolo esemplificativo, al caso in cui l'elemento cromoforo sia il ferro.
Il sale dell’elemento cromoforo è, quindi, un sale di ferro, il ferro essendo in forma bivalente o trivalente, che è atto a trasformarsi in ossido di ferro per trattamento termico ad alta temperatura, ed, in particolare, è atto a trasformarsi in ossido ferrico (Fe203).
Il sale di ferro può essere scelto dal gruppo consistente in: nitrato ferrico, solfato di ferro, sale misto di ferro ammonio solfato, ferro acetato, o altri.
La silice in forma di gel (Si02xH20) viene preventivamente sottoposta ad una fase di disidratazione per essiccazione a temperature prossime a 1 10 °C ed è allo stato polverulento o granuloso.
In una prima forma di attuazione del metodo secondo il trovato, indicata come metodo di co precipitazione pura, si procede con una fase di miscelazione della soluzione di un sale di ferro (o elemento cromoforo) e della soluzione di silicati e con una fase di co precipitazione, dalla miscela ottenuta nella fase precedente, di almeno un composto insolubile di silicio e di almeno un composto insolubile di ferro (o di elemento cromoforo).
La soluzione di silicati ha reazione fortemente basica; per far avvenire la co precipitazione si aggiunge almeno un acido o una soluzione di un acido:
- alla soluzione del sale di ferro (o di elemento cromoforo) prima che sia miscelata alla soluzione di silicati, e/o
- alla soluzione di silicati prima che sia miscelata alla soluzione del sale di ferro (o di elemento cromoforo), e/o - alla miscela della soluzione di silicati e della soluzione di sale di ferro (o di elemento cromoforo).
L’acido può essere scelto dal gruppo consistente in: acido cloridrico, acido solforico, acido nitrico, acido acetico o loro miscele.
Raggiunta la neutralità della miscela (soluzione di silicati, soluzione di un sale di ferro o di elemento cromoforo, acido e/o soluzione acida) inizia la precipitazione congiunta di un composto insolubile del silicio e di un composto insolubile del ferro (o dell’elemento cromoforo), in forma dispersa a seconda dell’agitazione e della concentrazione della miscela, unitamente ai sali solubili relativi all'acido impiegato.
Il composto insolubile di silicio precipitato è atto a trasformarsi in ossido di silicio per successivo trattamento termico ad alta temperatura; analogamente il composto insolubile di ferro (o dell’elemento cromoforo) precipitato è atto a trasformarsi in ossido di ferro (o dell’elemento cromoforo) per trattamento termico ad alta temperatura, e, specificatamente in ossido ferrico (Fe203).
Il composto insolubile di silicio precipitato è, ad esempio, un idrossido di silicio; il composto insolubile di ferro è, ad esempio, un idrossido di ferro, il ferro essendo in forma bivalente (oso) o trivalente (ico).
La miscela dei due composti insolubili precipitati può essere sottoposta ad una fase di lavaggio atta ad allontanare i sali degli acidi formatisi durante la precipitazione, e ad una successiva fase di essiccazione; tali fasi possono essere omesse nel caso in cui i sali solubili siano compatibili con l’impiego del colorante.
La miscela dei due composti insolubili precipitati, eventualmente lavata ed essiccata, può essere sottoposta ad una fase di trattamento termico ad alta temperatura, compresa nell'intervallo fra 500 °C e 1300 °C, cosiddetta di calcinazione ed atta a trasformare il composto insolubile di silicio in silice cristallina e il composto insolubile del ferro (o elemento cromoforo) in ossido ferrico (Fe203) (o ossido dell’elemento cromoforo), l’ossido ferrico essendo almeno parzialmente incluso nella struttura cristallina della silice.
In particolare l’idrossido di silice si disidrata e si trasforma in silice cristallina, mentre l'idrossido di ferro si disidrata e si trasforma in ossido.
Durante il riordino cristallino si verifica l’ossidazione del ferro presente in forma bivalente in ferro in forma trivalente e la sua inclusione nella struttura cristallina della silice.
Si fa notare che la fase di calcinazione può essere omessa, in tal caso si utilizza come colorante per manufatti ceramici la miscela dei composti insolubili precipitati; la formazione della silice cristallina, l'ossidazione del ferro dalla forma bivalente a quella trivalente e la sua inclusione nel reticolo della silice avverranno durante gli usuali cicli di cottura cui sono sottoposti i manufatti ceramici durante i quali si raggiungono temperature maggiori o uguali a 1 100 °C.
La miscela dei composti insolubili di silicio e di ferro (o di elemento cromoforo) precipitati può, inoltre, essere sottoposta a macinazione, sia a secco che a umido, che può essere eseguita prima o dopo ad una delle eventuali fasi di lavaggio, essiccazione e calcinazione, e con l'impiego di usuali mulini di tipo Alsing o a getto.
Regolando i parametri del processo (diluizioni, temperatura, agitazione delle soluzioni) è possibile modificare e controllare la composizione del colorante finale.
In una seconda forma di attuazione del metodo secondo il trovato, indicata come metodo di adsorbimento puro, si procede con una fase di miscelazione, mediante una macchina impastatrice di tipo noto, della soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo) assieme alla silice in forma di gel, preventivamente essiccata, fino a che la soluzione di sale di ferro (o di elemento cromoforo) non venga completamente adsorbita dalla silice in forma di gel ottenendo, così, una pasta. Il sale di ferro in soluzione può essere sia in forma bivalente che in forma trivalente; vantaggiosamente, è impiegato un sale di ferro in forma trivalente del tipo di un sale ferrico nitrato; in ogni caso il sale di ferro utilizzato deve consentire la formazione dell'ossido ferrico (Fe203) durante il successivo trattamento termico ad alta temperatura.
La pasta ottenuta può essere sottoposta ad una fase di essiccazione e/o ad una fase di trattamento termico ad alta temperatura, compresa nell'intervallo fra 500 °C e 1300 °C, cosiddetta di calcinazione, atta a trasformare la silice in forma di gel in silice cristallina e il sale di ferro (o dell’elemento cromoforo) della soluzione su essa adsorbita in ossido ferrico (Fe203) (o dell’elemento cromoforo), l’ossido ferrico essendo almeno parzialmente incluso nella struttura cristallina della silice.
Il prodotto calcinato può essere sottoposto ad una fase di lavaggio nel caso in cui la soluzione del sale di ferro impiegata contenga altri sali non decomponibili o volatili alla temperatura di calcinazione.
Infine, la pasta calcinata viene sottoposta ad una fase di macinazione a secco o ad umido con l'impiego di usuali mulini di tipo Alsing o a getto, fino al raggiungimento di una voluta distribuzione granulometrica.
In una terza forma di attuazione del metodo secondo il trovato indicata come metodo misto di adsorbimento e di co precipitazione, si procede con una fase di miscelazione della silice in forma di gel e della soluzione di silicati per ottenere una sospensione, una fase di miscelazione della sospensione ottenuta e della soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo), la soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo) essendo parzialmente adsorbita dalla silice in forma di gel in sospensione, e una fase di co precipitazione, dalla miscela ottenuta nella fase precedente, di almeno un composto insolubile di silicio e di almeno un composto insolubile di ferro (o di elemento cromoforo) per l’ottenimento del colorante con modalità analoghe a quelle descritte nel metodo di co precipitazione pura.
In alternativa il metodo misto può comprendere una fase di miscelazione della silice in forma di gel alla soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo) per ottenere una sospensione, la soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo) essendo parzialmente adsorbita dalla silice in forma di gel in sospensione, una fase di miscelazione della sospensione e della soluzione di silicati e una fase di co precipitazione, dalla miscela ottenuta nella fase precedente, di almeno un composto insolubile di silicio e di almeno un composto insolubile di ferro (o di elemento cromoforo) per l'ottenimento del colorante con modalità analoghe a quelle descritte nel metodo di co precipitazione pura.
Con il metodo misto si ottiene un colorante costituito in parte da silice in forma di gel su cui è adsorbita parte della soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo) impiegata e in parte dai composti insolubili di silicio e di ferro (o di elemento cromoforo) precipitati.
Il colorante potrà essere eventualmente sottoposto alle fasi di lavaggio, essiccazione, trattamento termico ad alta temperatura e macinazione eseguite secondo una opportuna sequenza dipendente da caso a caso.
Vantaggiosamente, il metodo secondo il trovato, sia esso di co precipitazione pura, di adsorbimento puro o misto, può comprendere una fase di aggiunta alla soluzione di un sale di ferro (o di elemento cromoforo), e/o alla soluzione di silicati e/o alla silice in forma di gel, di almeno un additivo scelto dal gruppo consistente in: sali di fosforo, sali di calcio, sali di boro, sali di alluminio, sali di bario, semplici o complessi, in quantità non superiori al 10 %.
Tali additivi prendono parte alle fasi di co precipitazione, di adsorbimento e di successiva diffusione e possono influire sulla reattività del colorante finale, sul suo potere colorante e sulla sua tonalità.
Il metodo secondo il trovato, sia esso di co precipitazione pura, di adsorbimento puro o misto, consente di far adsorbire lo ione dell’elemento cromoforo (ferro, bivalente o trivalente) da parte della silice che, nella forma di gel o di idrossido di silicio, ha una peculiare proprietà di adsorbimento.
Il colorante finale ottenuto con il metodo secondo il trovato comprende una composizione binaria di SiOz, in contenuto variabile fra 50 % e 95 %, e di ferro, in contenuto variabile fra 5 % e 25 %; il ferro è presente in forma di ossido ferrico (Fe203) ed è incluso nella struttura cristallina della silice.
Il colorante ottenuto può essere impiegato nell’industria ceramica e in quella del vetro, per impasti ceramici, per impasti vetrosi, per rivestimenti ceramici, per rivestimenti vetrosi. I seguenti esempi vengono forniti a solo scopo illustrativo della presente invenzione e non devono essere intesi in senso limitativo nell’ambito della presente invenzione, come risulta definito dalle accluse rivendicazioni.
ESEMPIO 1
Metodo di co precipitazione pura di Si(0H)4.xH20+Fe(0H)2/Fe(0H)3 per l’ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, con un rapporto Si02/Fe203 di 90/1 0.
Per ottenere 1 00 gr di prodotto occorrono:
Sodio silicato Anidro: 190 gr.
Ferro solfato ferroso eptaidrato: 35 gr.
Si scioglie il Silicato sodico in circa 500 cc di acqua sotto agitazione 400 Giri/min per ottenere la soluzione di silicato.
Si scioglie il Solfato ferroso in circa 500 cc di acqua e si aggiungono ad essa 220 cc di Acido cloridrico 36 % fino a completo scioglimento insieme a poche gocce di acqua ossigenata per ottenere una soluzione acida di sale di ferro.
Si miscelano la soluzione acida del sale di ferro e la soluzione del Silicato sodico così ottenute controllando il pH durante I<1 >aggiunta dell'una all'altra.
La soluzione complessiva mostrerà un incipiente precipitazione ed il pH risulterà ancora alcalino.
Si preparano 40 cc di acido cloridrico 36 % diluiti al 50 % con acqua e si aggiungono a poco a poco alla miscela prima ottenuta controllando il pH e fermando I<1 >aggiunta a pH 7-7.5. Si lascia sotto agitazione per 30 min controllando che il pH resti costante, eventualmente correggendo mediante ulteriore aggiunta di acido cloridrico diluito.
A fine precipitazione, si lascia decantare, si filtra, si essicca in stufa a 120 °C e successivamente si sottopone il prodotto ad una fase di trattamento termico di calcinazione a circa 450-480 °C per distruggere completamente la struttura amorfa dei precipitati. Secondo I<1 >uso che ne viene fatto il prodotto può essere sottoposto ad ulteriori fasi di lavaggio prima di essere ulteriormente calcinato a 850-900 <0 >C.
Si esegue una fase di macinazione ad umido in mulini Alsing, oppure in Jet† Mill fino alla finezza desiderata.
ESEMPIO 2
Metodo di co precipitazione pura di Si(0H)4.xH20+Fe(0H)2/Fe(0H)3 per l’ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, con un rapporto Si02/Fe203 di 87/13.
Per ottenere 100 gr di prodotto occorrono:
Silicato di sodio anidro commerciale: 185 gr
Cloruro ferrico esaidrato: 45 gr
Si scioglie il Silicato di sodio in acqua e si scioglie separatamente il Cloruro ferrico in acqua acidificata con 150 cc di Acido cloridrico 36 %.
Come nell' esempio 1 si preparano 40 cc di Acido cloridrico 36 % diluiti al 50 % con acqua e si aggiungono a poco a poco alla miscela prima ottenuta controllando il pH e fermando I<1 >aggiunta a pH 7-7.5.
Si lascia sotto agitazione per 30 min controllando il pH che resti costante, eventualmente correggendo mediante ulteriore aggiunta di acido cloridrico diluito.
Si filtra, si sottopongono i precipitati ad una fase di lavaggio, ad una successiva fase di essiccazione e di trattamento termico al temperatura dell’ordine dei 450 ° C.
Si esegue un'ulteriore fase di lavaggio fino a scomparsa dei sali solubili.
Si esegue una fase di trattamento termico di calcinazione a 850 °C; infine, si esegue una fase di macinazione fino al raggiungimento della granulometria desiderata.
Esempio 3
Metodo di co precipitazione pura di Si(0H)4.xH20+Fe(0H)2/Fe(0H)3 per l'ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, con un rapporto Si02/Fe203 di 86/10.
Per ottenere 100 gr di prodotto occorrono:
Silicato di sodio anidro: 180 gr.
Soluzione di nitrato ferrico pari a 10 gr. di Fe203 : 150 cc.
Calcio Fosfato in polvere: 3 gr.
Sodio Fluoruro: 0.8 gr.
Il Silicato di sodio ( Na2Si03) viene sciolto in 500 cc di acqua sotto agitazione ed ad esso sono aggiunti il Fosfato di Calcio ed il fluoruro di Sodio in sospensione.
Separatamente si prepara la soluzione di nitrato ferrico con 200 cc. di acqua e 120 cc di acido nitrico.
Si miscela gradualmente la soluzione di nitrato ferrico alla soluzione di silicato contenente il Fosfato di Calcio ed il Fluoruro sodico; al termine si completa la precipitazione della Silice e del Ferro mediante aggiunta di una soluzione di Acido nitrico 1 : 2 , fino a pH 6.5-7. 0.
Come negli esempi 1 e 2 vengono successivamente eseguite le fasi di lavaggio, di essiccazione di trattamento termico di calcinazione e di macinazione.
Il colorante ottenuto ha tonalità più forte e leggermente meno corallo del prodotto preparato secondo l'esempio Ί .
ESEMPIO 4
Metodo di adsorbimento puro di Fe<+3 >su gel di Silice Si(0H)4.xH20 per l'ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti.
Per ottenere il prodotto occorrono:
Silice in gel polvere (titolo Si02 98 %): 93 gr.
Soluzione di Fe(N03)3 pari a 10 Gr. di Fe203: 80 cc.
Mediante una impastatrice si mescola intimamente la silice in gel e la soluzione di Nitrato ferrico, fino a che essa non è stata interamente assorbita dalla silice in gel.
Si sottopone il prodotto ad una fase di trattamento termico a temperatura di 600 ° C.
Si sottopone il prodotto ad una fase di macinazione con usuali mulini per l'ottenimento della voluta granulometria.
In questo caso non si esegue alcuna fase di lavaggio in quanto la decomposizione termica del nitrato Ferrico non lascia residui nel prodotto finale.
ESEMPIO 5
Metodo di adsorbimento puro di Fe<+3 >su gel di Silice Si(0H)4.xH20 per l’ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti.
Per ottenere il prodotto occorrono:
Silice in gel in polvere: 93 gr.
Soluzione di Fe2(S04)3 pari a 10 Gr di Fe203 : 90 cc.
Come nell’esempio 4 si procede mescolando con l’impiego di una impastatrice la silice in gel e la soluzione di Fe2(S04)3, fino a che essa non è stata interamente assorbita dalla silice in gel.
Si sottopone il prodotto ad una fase di trattamento termico a temperatura di 600 ° C.
Si sottopone il prodotto ad una fase di macinazione con usuali mulini per l’ottenimento della voluta granulometria.
ESEMPIO 6
Metodo misto di co precipitazione di Si(0H)4.xH20+Fe(0H)2/Fe(0H)3 e di adsorbimento di Fe<+3 >su gel di Silice Si(0H)4.xH20 per l’ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti.
Per ottenere il prodotto occorrono:
Silicato sodico anidro: 85 gr.
Silice in gel: 50 gr.
Cloruro ferrico esaidrato: 50 gr.
Si scioglie il Silicato sodico in 300 cc di acqua demineralizzata; si scioglie separatamente il Cloruro ferrico in 200 c.c. di acqua e 1 00 cc di Acido cloridrico 36% per ottenere una soluzione acida di un saie di ferro.
Si aggiunge la Silice in gel alla soluzione di silicato ottenendo una sospensione cui si aggiunge la soluzione acida di Cloruro Ferrico, si ottiene così una prima parziale precipitazione dell' idrato di ferro.
Si aggiunge, sotto controllo di pH, una soluzione di Acido cloridrico diluito 1 :1 fino a raggiungimento della neutralità .
Ottenuta la precipitazione si eseguono le successive fasi di lavaggio, essiccazione e trattamento termico di calcinazione al temperature maggiori di 450 <0 >C.
Si esegue infine una fase di macinazione fino al raggiungimento della desiderata granulometria.
ESEMPIO 7
Metodo misto di co precipitazione Si(0H)4.xH20+Fe(0H)2/Fe(0H)3 e di adsorbimento di Fe<+3 >su gel di Silice Si(0H)4.xH20 per l’ottenimento di un colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti.
Per ottenere il prodotto occorrono:
Silice in gel in polvere (98 % SiOz): 60 gr.
Silicato sodico Anidro: 90 gr.
Soluzione di Fe(N03)3 pari a 20 Gr di Fe2Q3: 200 cc.
Acido nitrico : 100 cc.
In un recipiente da 500 cc, sotto agitazione a 300 giri/min, si unisce la soluzione di Nitrato Ferrico e la Silice in gei che adsorbirà una parte di essa fino alla sua saturazione.
Separatamente si scioglie il Silicato sodico in 150 cc di acqua cui si aggiungono i 150 cc di acido nitrico .
La silice in gel non avendo adsorbito tutto il volume di soluzione , risulterà contenere ancora una fase liquida .
A questa sospensione di Silice in gel si unisce la soluzione di Silicato sodico parzialmente acidificata e si completa la neutralizzazione (pH 6.5 - 7.0) mediante l'aggiunta di una soluzione diluita di acido nitrico commerciale.
Si verifica così la precipitazione di tutto il ferro restante in idrato ferrico insieme alla silice idrata proveniente dal Silicato Sodico. Si filtra, si eseguono le fasi di lavaggio, di essiccazione e di trattamento termico di calcinazione a temperature superiori a 600 ° C.
Si esegue infine una fase di macinazione fino al raggiungimento della desiderata granulometria.
In tutti gli esempi sopra indicati il Silicato Sodico può essere sostituito da altri Silicati alcalini e/o alcalino terrosi ricalcolando ovviamente le quantità relative al titolo in Si02 , e dei composti necessari alla precipitazione secondo le consuete regole della stechiometria chimica. Allo stesso modo il rapporto alcali/silice del silicato può essere compreso tra 0.8 e 2.8 .
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1 ) Metodo per l’ottenimento di coloranti per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, caratterizzato dal fatto che comprende una fase di aggiunta di una soluzione di almeno un sale di un elemento cromoforo ad almeno un apportatore di silicio scelto dal gruppo consistente in: soluzione di silicati, silice in forma di gel.
- 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento cromoforo è scelto dal gruppo consistente in: Ferro, Rame, Cobalto, Cromo, Manganese.
- 3) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di aggiunta ad almeno una fra detta soluzione di un sale di un elemento cromoforo, detta soluzione di silicati e detta silice in forma di gel, di almeno un additivo scelto dal gruppo consistente in: sali di fosforo, sali di calcio, sali di boro, sali di alluminio, sali di bario, semplici o complessi.
- 4) Metodo secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detti additivi sono aggiunti in quantità non superiori al 10 % 5) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di miscelazione di una soluzione di un sale di un elemento cromoforo e di una soluzione di silicati e una fase di co precipitazione, dalla miscela ottenuta nella fase precedente, di almeno un composto insolubile di silicio e di almeno un composto insolubile dell’elemento cromoforo per l'ottenimento del colorante. 6) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzato dal fatto che comprende una fase di miscelazione di una soluzione di un sale di un elemento cromoforo assieme a silice in forma di gel, la soluzione di un sale di un elemento cromoforo essendo adsorbita dalla silice in forma di gel per l'ottenimento del colorante. 7) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che comprende una fase di miscelazione di silice in forma di gel a detta soluzione di silicati fino ad ottenere una sospensione, una fase di miscelazione di detta sospensione e di detta soluzione di un sale di un elemento cromoforo, la soluzione di un sale di un elemento cromoforo essendo parzialmente adsorbita dalla silice in forma di gel in sospensione, e una fase di co precipitazione, dalla miscela ottenuta nella fase precedente, di almeno un composto insolubile di silicio e di almeno un composto insolubile dell’elemento cromoforo per l'ottenimento del colorante. 8) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che comprende una fase di miscelazione della silice in forma di gel a detta soluzione di un sale di un elemento cromoforo fino ad ottenere una sospensione, la soluzione di un sale di un elemento cromoforo essendo parzialmente adsorbita dalla silice in forma di gel in sospensione, una fase di miscelazione di detta sospensione e di detta soluzione di silicati e una fase di co precipitazione, dalla miscela ottenuta nella fase precedente, di almeno un composto insolubile di silicio e di almeno un composto insolubile dell’elemento cromoforo per l'ottenimento del colorante. 9) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di aggiunta a detta soluzione di un sale di un elemento cromoforo di un acido atto a promuovere detta fase di co precipitazione. 10) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di aggiunta a detta soluzione di silicati di un acido atto a promuovere detta fase di co precipitazione. 11 ) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta fase di co precipitazione comprende l'aggiunta di una soluzione di un acido a detta miscela ottenuta nella fase precedente. 12) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto acido è scelto dal gruppo consistente in: acido cloridrico, acido solforico, acido nitrico, acido acetico. 13) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta soluzione di silicati comprende almeno un soluto scelto dal gruppo consistente in: silicati di metalli alcalini, silicati di metalli alcalino terrosi. 14) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detti silicati di metalli alcalini sono scelti dal gruppo consistente in: silicati di litio, silicati di sodio, silicati di potassio. 15) Metodo secondo la rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che detti silicati di metalli alcalino terrosi sono scelti dal gruppo consistente in: silicati di calcio, silicati di magnesio, silicati di bario. 16) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta soluzione di silicati comprende almeno un solvente scelto dal gruppo consistente in: acqua, alcol, soluzione di acqua e alcol. 1 7) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta soluzione di un sale di un elemento cromoforo comprende almeno un solvente scelto dal gruppo consistente in: acqua, alcool, soluzione di acqua e alcool. 18) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto composto insolubile di silicio è atto a trasformarsi in ossido di silicio per trattamento termico ad alta temperatura. 19) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto composto insolubile di silicio è un idrossido di silicio. 20) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto composto insolubile di un elemento cromoforo è atto a trasformarsi in ossido di detto elemento cromoforo per trattamento termico ad alta temperatura. 21) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di disidratazione per essiccazione della silice in forma di gel che precede dette fasi di miscelazione. 22) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto sale di un elemento cormoforo è un sale di ferro. 23) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto sale di ferro, il ferro essendo in forma bivalente o trivalente, è atto a trasformarsi in ossido di ferro per trattamento termico ad alta temperatura. 24) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto sale di ferro è scelto dal gruppo consistente in: nitrato ferrico, solfato di ferro, sale misto di ferro ammonio solfato, ferro acetato. 25) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto composto insolubile di un elemento cromoforo è un composto insolubile di ferro atto a trasformarsi in ossido di ferro per trattamento termico ad alta temperatura. 26) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto composto insolubile di ferro è un idrossido di ferro, il ferro essendo in forma bivalente o trivalente. 27) Metodo secondo le rivendicazioni 23 e 25 caratterizzato dal fatto che detto ossido di ferro è l'ossido ferrico (Fe203). 28) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende almeno una fase di lavaggio di detto colorante. 29) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di trattamento termico di essiccazione di detto colorante. 30) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di trattamento termico ad alta temperatura di detto colorante. 31) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta alta temperatura è compresa nell'intervallo fra 500 °C e 1300 °C. 32) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta fase di trattamento termico ad alta temperatura è atta a trasformare detto composto insolubile di silicio in silice cristallina e detto composto insolubile di un elemento cromoforo in ossido dell’elemento cromoforo, detto ossido dell’elemento cromoforo essendo almeno parzialmente. incluso nella struttura cristallina della silice. 33) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto detta fase di trattamento termico ad alta temperatura è atta a trasformare detta silice presente in forma di gel in silice cristallina e detto sale di un elemento cromoforo della soluzione su essa adsorbita in ossido dell'elemento cromoforo, detto ossido dell’elemento cromoforo essendo almeno parzialmente incluso nella struttura cristallina della silice. 34) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta fase di trattamento termico ad alta temperatura è atta a trasformare detto composto insolubile di silicio in silice cristallina e detto composto insolubile del ferro in ossido ferrico (Fe203), detto ossido ferrico essendo almeno parzialmente incluso nella struttura cristallina della silice. 35) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto detta fase di trattamento termico ad alta temperatura è atta a trasformare detta silice presente in forma di gel in silice cristallina e detto sale di ferro della soluzione su essa adsorbita in ossido ferrico (Fe203), detto ossido ferrico essendo almeno parzialmente incluso nella struttura cristallina della silice. 36) Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una fase di macinazione di detto colorante. 37) Colorante per ceramica e vetro, particolarmente per supporti e rivestimenti, ottenibile con il metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 36 caratterizzato dal fatto che è ottenuto miscelando una soluzione di un sale di un elemento cromoforo ad almeno un apportatore di silicio scelto dal gruppo consistente in: soluzione di silicati, silice in forma di gel. 38) Colorante secondo la rivendicazione 37 caratterizzato dal fatto che detto elemento cromoforo è scelto dal gruppo consistente in: Ferro, Rame, Cobalto, Cromo, Manganese. 39) Colorante secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto elemento cromoforo è ferro. 40) Colorante secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende una composizione binaria di Si02, in contenuto variabile fra 50 % e 95 %, e di ferro ossido in contenuto variabile fra 5 % e 25 %. 41) Colorante secondo la rivendicazione 40 caratterizzato dal fatto che detto ferro ossido è presente in forma di ossido ferrico (Fe203). 42) Uso di un colorante secondo le rivendicazioni da 37 a 41 per impasti ceramici. 43) Uso di un colorante secondo le rivendicazioni da 37 a 41 per impasti vetrosi. 44) Uso di un colorante secondo le rivendicazioni da 37 a 41 per rivestimenti ceramici. 45) Uso di un colorante secondo le rivendicazioni da 37 a 41 per rivestimenti vetrosi.
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