LT2010015A - Method of processing iron-containing sludge into pigmented material - Google Patents

Method of processing iron-containing sludge into pigmented material Download PDF

Info

Publication number
LT2010015A
LT2010015A LT2010015A LT2010015A LT2010015A LT 2010015 A LT2010015 A LT 2010015A LT 2010015 A LT2010015 A LT 2010015A LT 2010015 A LT2010015 A LT 2010015A LT 2010015 A LT2010015 A LT 2010015A
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
sludge
red
zinc
iron
brown
Prior art date
Application number
LT2010015A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT5803B (en
Inventor
Pranas BALTRĖNAS
Danas Budilovskis
Original Assignee
Vilniaus Gedimino technikos universitetas, ,
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vilniaus Gedimino technikos universitetas, , filed Critical Vilniaus Gedimino technikos universitetas, ,
Priority to LT2010015A priority Critical patent/LT5803B/en
Publication of LT2010015A publication Critical patent/LT2010015A/en
Publication of LT5803B publication Critical patent/LT5803B/en

Links

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

The present invention relates to the field of industrial ecology. It deals with the process in which sludge, recovered in waste water treatment by hetero-coagulation is converted into red, redbrown pigment material. At first sludge is treated by phosphoric acid and afterwards by water-soluble zinc salt, and partly by zinc sulfate in the molecular ratio of Fe2O3 to ZnO as 1 to 0,1-0,3; the obtained mixture is homogenised, dried and thermally treated at the temperature of 800-850 oC.@

Description

11

GELEŽIES TURINČIO ŠLAMO PERDIRBIMO Į PIGMENTINĘ MEDŽIAGĄ BŪDASMETHOD OF PROCESSING OF IRON WITH PLASTIC MATERIAL \ t

Sis išradimas yra iš pramoninės ekologijos srities, o tiksliau - iš geležies turinčio šlamo, gauto po heterokoaguliacinio nuotekų valymo nuo sunkiųjų metalų, perdirbimo į raudonai-rudą pigmentinę medžiagą.The present invention relates to the field of industrial ecology, and more specifically to the processing of iron-containing sludge obtained from the treatment of heterocoagulating wastewater from heavy metals to red-brown pigment.

Nuotekos, turinčios sunkiųjų metalų jonų (Zn2+, Cr6+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Ni2+ ir kt.), dažniausiai susidaro spalvotųjų metalų gamybos procese, galvaninių dangų sudaryme ant plastmasinių ir metalinių paviršių, metalų ėsdinimo procese, apdorojant spausdinimo plokštes ir kt. Nukenksminti vandenys išleidžiami j kanalizaciją, bet lieka galvaninis šlamas, kuris yra prisotintas jau minėtais sunkiaisiais metalais. Pagal 1975-07-15 EBT Bendrąją atliekų direktyvą 75/442/EEB, sunkieji metalai priskiriami pavojingų atliekų grupei, kadangi, patekdami j supančią aplinką, jie gali žalojančiai paveikti gyvąjį organizmą.Wastes containing heavy metal ions (Zn2 +, Cr6 +, Cu2 +, Fe2 +, Fe3 +, Ni2 +, etc.) are mostly produced in the production of non-ferrous metals, in the formation of galvanic coatings on plastic and metal surfaces, in the metal etching process, in the processing of printing plates, and so on. Decontaminated waters are discharged into the sewer, but there is a galvanic sludge that is saturated with the above-mentioned heavy metals. According to the EBT Waste Framework Directive 75/442 / EEC of 15 July 1975, heavy metals are classified as hazardous waste because they can adversely affect the living organism when entering the surrounding environment.

Todėl visame pasaulyje išlieka svarbi šlamo, turinčio sunkiųjų metalų jonų, utilizacijos problema. Europos bendrijos šalys pavojingų atliekų valdymo klausimais turi vadovautis 1991-12-01 d. EBT direktyva 91/689/EEB. Žinoma nuotekų valymo nuo sunkiųjų metalų technologija [patentas LT Nr. 4109 B, TPK 6 C02F 1/62 publ. 1997-02-25] panaudojant fero-ferrihidrazolį (FFH), kuris yra geležies II) ir (III) oksihidratų suspensija. Ja apdorojant nuotekas, susidaro šlamas, turintis didelį kiekį geležies junginių (daugiau nei 60 %, skaičiuojant nuo sausos medžiagos). Tai sudaro galimybę naudingai perdirbti šlamą ir iš jo gauti neorganinius geležies turinčius pigmentus [EyzmJiOBCKHc JĘ, EyanjioBCKHc 10., Ememco JI. C. // XnMHHecKoe h He(j)Tera30Boe ManiHHOCTpoeHHe. N° 11, 2004, c. 36-38], Žinomi gamtiniai mineraliniai geležies turintys pigmentai, turintys pakankamai platų spalvų spektrą, kurių atspalvį nulemia minerale esantis geležies oksidas. Sakykim, mišrusis geležies (II) ir (III) oksidas (trigeležies tetraoksidas) - Fe304 - yra juodas ir gamtoje randamas mineralo magnetito pavidalu. Digeležies trioksidas (a Fe203) yra raudonasis pigmentas. Jo turi tokie pigmentai, kaip persų raudonasis (75 % Fe203) ir ispanų raudonasis (85 % Fe203). Priklausomai nuo Fe2C>3 dalelių formos ir dydžio, spalva gali kisti nuo oranžinės iki violetiniai-raudonos. Jis gamtoje randamas raudono mineralo hematito (a Fe203) pavidalu [The Merck Index, 14 Edition/publ. Merck&Co.Inc., White House Station, NJ, 2006, Table-63; KopcyHCKun JI. Φ., KaJiHHCKaa T. B., ΟτεπηΗ C. H. // HeopraHHuecKHe ΠΗΓΜεΗΤΗ: CnpaBOHHHK. CIT6.: Χημηη, 1992, 336 c.]. 2 Žinomas ir plačiai naudojamas gamtinis pigmentas geležies surikas, turintis vyšnių raudonumo spalvą, sudarytas iš Fe2C>3 su nedidelėmis molio ir kvarco priemaišomis. Surike yra 75-95 % Fe2(>3, t. y. daugiau, negu kituose gamtiniuose pigmentuose. Taip pat žinomas raudonas gamtinis pigmentas mumija, turintis 20-70 % Fe2C>3 [KopcyHCKHft JI. Φ., KanHHCKaa T. B., CrenHH C. H. // HeopraHHneciote ΠΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CFI6.: Χημηα, 1992, 336 c.].This is why the problem of the utilization of sludge containing heavy metal ions remains important worldwide. The countries of the European Community are required to follow the guidelines for the management of hazardous waste. EBT Directive 91/689 / EEC. Of course, the technology of wastewater treatment of heavy metals [patent no. 4109 B, TPK 6 C02F 1/62 publ. 1997-02-25] using a suspension of ferric ferrihydrazole (FFH), which is iron II) and a suspension of (III) oxyhydrates. When it comes to wastewater treatment, there is a sludge with a high content of iron compounds (more than 60% of dry matter). This makes it possible to efficiently recycle sludge and obtain inorganic iron pigments from it [EyzmJiOBCKHc JĘ, EyanjioBCKHc 10., Ememco JI. C. // XnMHHecKoe h He (j) Tera30Boe ManiHHOCTpoeHHe. N ° 11, 2004, c. 36-38], Known natural mineral iron-containing pigments with a sufficiently wide range of colors, the color of which is determined by the presence of iron oxide in the mineral. For example, the mixed iron (II) and (III) oxide (ferric tetraoxide) - Fe304 - is black and found naturally in the form of mineral magnetite. Ferrous trioxide (a Fe 2 O 3) is a red pigment. It has pigments like Persian Red (75% Fe203) and Spanish Red (85% Fe203). Depending on the shape and size of 3 particles of Fe2C > the color may vary from orange to violet-red. It is found in nature in the form of red mineral hematite (a Fe 2 O 3) [The Merck Index, 14 Edition / publ. Merck & Co.Inc., White House Station, NJ, 2006, Table-63; KopcyHCKun JI. J., KaJiHHCKaa T. B., ΟτεπηΗ C. H. // HeopraHHuecKHe ΠΗΓΜεΗΤΗ: CnpaBOHHHK. CIT6 .: Χημηη, 1992, 336]. 2 A well-known and widely used natural pigment of ferrous iron with a cherry-red color consisting of Fe2C > 3 with minor clay and quartz impurities. Surike is 75-95% Fe2 (> 3, ie more than other natural pigments. Also known as red natural pigment mummy containing 20-70% Fe2C > 3 [KopcyHCKHft JI.,., KanHHCKaa TB, CrenHH CH / HeopraHHNeciote ΠΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK CFI6 .: Χημηα, 1992, 336].

Gamtiniai geležį turintys pigmentai gaunami mechaniškai sumalant jų turinčius mineralus, arba sodrinant ir termiškai apdorojant geležies turinčias rūdas. Šie pigmentai yra nebrangūs, bet stokoja spalvų ryškumo, nepasižymi atsparumu temperatūrai ir geromis techninėmis dažomosiomis savybėmis.Natural iron-containing pigments are obtained by mechanically grinding the minerals containing them, or by enriching and heat-treating iron-containing ores. These pigments are inexpensive but lack color brightness, temperature resistance and good technical coloring properties.

Sintetiniai geležį turintys pigmentai gaminami iš geležies druskų, jas nusodinant arba termiškai apdorojant. Paprastai šie pigmentai neturi minėtų trūkumų [KpacHo6afi H. Γ., JlaTbiuiee K). B. //SKOHOMHKa, τεχΗοποπΜ h opraHH3amm npoH3BOflCTBa acejie3ocoflepMcantHx ΠΗΓΜβΗΤΟΒ: O63op. HmjjopM., ΗΗΗΤ3ΧΗΜ.- M., 1991, c. 45], Iš patento RU Nr. 2057154 (TPK 6 C09C 1/24) žinomas rudo fosfatinio-geležies oksidinio pigmento gavimo būdas, kai pigmentas 90-100 °C temperatūroje zolio-gelio pavidalu nusodinamas iš geležies nitrato tirpalo, turinčio fosforo rūgšties, esant Fe2C>3: P2O5 moliniam santykiui, lygiam 1,00 : (0,12-0,18), dalyvaujant karbamidui. Po to jis filtruojamas, džiovinamas ir apdorojamas 500-700 °C temperatūroje. Tačiau gelio pavidalo produktą plaunant ir filtruojant nuo nitrato jonų, procesas užtrunka, be to, naudojamas brangus geležies nitratas.Synthetic iron pigments are produced from iron salts by precipitation or heat treatment. Typically, these pigments do not have the above-mentioned drawbacks [KpacHo6afi H. Γ., JlaTbiuiee K]. B. // SKOHOMHK, τεχΗοποπΜ h opraHH3amm npoH3BOflCTBa acejie3ocoflepMcantHx ΠΗΓΜβΗΤΟΒ: O63op. HmjjopM., ΗΗΗΤ3ΧΗΜ-M., 1991, c. 45], From U.S. patent no. 2057154 (TPK 6 C09C 1/24) A method for producing a brown phosphate-iron oxide pigment, wherein the pigment is precipitated at 90-100 ° C in the form of a sol-gel from a solution of ferric nitrate containing phosphoric acid at a molar ratio of Fe 2C 2 g: 3: P2O5; equal to 1.00: (0.12-0.18) in the presence of urea. It is then filtered, dried and processed at 500-700 ° C. However, after washing and filtering the gel-like product with nitrate ions, the process takes time and expensive ferric nitrate is used.

Patente RU Nr. 2086591 (TPK 6 C09C 1/24) aprašomas rudo pigmento gavimo būdas panaudojant Marteno krosnies arba aukštakrosnės cechų atliekas kartu su kalcio-vandenilio tetraoksofosfatu (CaHPO/O santykiu 1:(0,05-0,08), išlaikant mišinį 60-80 °C temperatūroje 1,0-2,0 valandas, po to produktą plaunant nuo vandenyje tirpių medžiagų ir apdorojant 150-350 °C temperatūroje. Šio būdo nepatogumas yra tas, kad CaHP04 gavimui reikalinga atskira aparatūra, be to, jis sumažina chromoforo Fe (III) kiekį. Iš patento CN Nr. 1310207 (TPK 7, C09 1/24, publ.: http//v3 .espacenet.com/searchResults?locale=lt_LT&AB=red+pigment*+AND+sludge&c.... 2009.03.23 (prieiga per http://www.vpb.lf) žinomas pramoninio šlamo, turinčio virš 38 % Fe203, perdirbimo būdas, kai šlamas paveikiamas sieros rūgštimi, po to plaunamas vandeniu, nuosėdos filtruojamos, jas oksiduojant ir sendinant. Po to nuosėdos vėl plaunamos ir filtruojamos, vėliau kaitinamos ir malamos, kad būtų gautas raudonas pigmentas, kuris naudojamas keraminių gaminių ir aukštos temperatūros glazūros dažymui. Šis būdas 3 reikalauja daug perdirbimo stadijų, sunaudojama daug pramoninio vandens, kuris vėl teršia aplinką, be to, smulkios dispersijos filtravimas sumažina būdo našumą.Patents RU Nr. 2086591 (TPK 6 C09C 1/24) describes a method for obtaining a brown pigment using Marten furnace or blast furnace waste together with calcium hydrogen tetraoxophosphate (CaHPO / O in a ratio of 1: (0.05-0.08) while maintaining the mixture at 60-80 ° C At a temperature of 1.0-2.0 hours at C, then washing the product with water-soluble materials and treating at 150-350 ° C, the disadvantage of which is that a separate apparatus is required to obtain CaHPO4 and reduces the chromophore Fe (III). From patent CN 1310207 (TPK 7, C09 1/24, publ.: http // v3 .espacenet.com / searchResults? locale = lt_LT & AB = red + pigment * + AND + sludge & c .. 23.03.2009 (access via http: //www.vpb.lf) The method of recycling industrial sludge containing more than 38% Fe 2 O 3 is known, when the sludge is treated with sulfuric acid, then washed with water, the precipitate is filtered, oxidized and aged. The precipitate is then washed again and filtered, then heated and milled to give a red pigment which is used for painting ceramic products and high temperature glazes. This method 3 requires a lot of processing steps, consumes a lot of industrial water, which again pollutes the environment, and filtering the small dispersion reduces the efficiency of the method.

Patente RU Nr. 23292204 (TPK 8 C03C 1/04, publ. 2008 m. Biulet. Nr. 20) aprašytas rudo pigmento gavimo būdas iš įkrovos, turinčios tokią sudėtį: chromo oksido 20-30 %, cinko oksido 5-10 %, raudonojo šlamo (molžemio ir boksitų gamybos atliekų, kurių sudėtis, masės %: silicio dioksidas 9,5-11,1; titano dioksidas 4,4-5,6; aliuminio oksidas 17-19; geležies oksidas 39-42,9; kalcio oksidas 7,6-9,5; natrio oksidas 6,2-6,9; kiti- 7,8-10,5) 25-36; dolomito 35-40. Aukščiau minėti komponentai sumalami tiek, kad pereitų per sietą Nr. 0063, dozuojami ir sumaišomi. Gauta masė kaitinama 850-950 °C temperatūroje oksiduojančioje aplinkoje. Šiame būde didelę masės dalį sudaro brangus chromo oksidas ir nedidelė masė sunaudoto raudonojo šlamo.Patents RU Nr. 23292204 (TPC 8 C03C 1/04, Publ. 2008, Bulletin No. 20) describes a method for obtaining a brown pigment from a charge having the following composition: chromium oxide 20-30%, zinc oxide 5-10%, red sludge (molar) and bauxite waste containing by weight% silicon dioxide 9.5-11.1; titanium dioxide 4.4-5.6; aluminum oxide 17-19 iron oxide 39-42.9; calcium oxide 7.6 -9.5, sodium oxide 6.2-6.9, kiti 7.8-10.5) 25-36; dolomite 35-40. The above components are ground to pass through the sieve no. 0063, dosed and mixed. The resulting mass is heated at 850-950 ° C in an oxidizing environment. In this process, a large part of the mass is comprised of expensive chromium oxide and a small amount of red sludge consumed.

Pagal šlamo perdirbimo būdą, artimiausiu šiam išradimui būdu yra šlamo perdirbimo būdas į rudąjį pigmentą, aprašytas patente B Y Nr. 3949 (TPK 7 C09C 1/24). Išradimo esmė yra ta, kad šlamas, gautas išvalius nuotekas naudojant FFH, ir turintis ne mažiau 60 % Fe2C>3, sumaišomas su 85 % fosforo rūgštimi Fe2C>3: P2O5 moliniu santykiu, lygiu 1,00 : (0,2-0,3), po to produktas džiovinamas ir kaitinamas 400-700 °C temperatūroje. Tokioje temperatūroje gauto pigmento spalva yra tamsiai ruda, o 600-700 °C temperatūroje - raudonai ruda. Imlumas aliejui - 60-100 g/100 g sėmenų aliejaus; dengiamumas - 8-13 g/m2; spalvos ryškumas (p) - 12-13 %, spalvos švarumas (P) - 38-44 %, dominuojantis bangos ilgis λ -597-598 nm. Šio būdo trūkumus sudaro tai, kad gauti rudi pigmentai turi ribotą atspalvių spektrą, didelį imlumą aliejui ir žemą spalvos ryškumą ir spalvos švarumą, nes esantys šiame Ni, Cr ir Cu junginių kiekiai temperatūrinio apdorojimo metu gali sudaryti produktus su nešvariai rudu atspalviu. Šio išradimo tikslas yra šlamo, gauto išvalius nuotekas naudojant FFH, perdirbimo būdas į pigmentines medžiagas, pasižyminčias plačiu raudonai-rudų spalvų atspalvių spektru, ir turinčias aukštus dažymo techninius rodiklius.According to the sludge recycling method closest to the present invention, the sludge recycling method is described in the brown pigment described in B Y No. 3949 (TPK 7 C09C 1/24). The essence of the invention is that the sludge obtained from the purification of wastewater using FFH and containing at least 60% Fe2C > 3 is mixed with 85% phosphoric acid in the ratio Fe2C > 3: P2O5 at 1.00: (0.2-0, 3), then the product is dried and heated at 400-700 ° C. The color of the pigment obtained at this temperature is dark brown and, at 600-700 ° C, reddish brown. Oil absorption - 60-100 g / 100 g linseed oil; Coverage - 8-13 g / m2; color brightness (p) - 12-13%, color purity (P) - 38-44%, dominant wavelength λ -597-598 nm. The disadvantages of this method include the fact that the brown pigments obtained have a limited range of shades, high oil tolerance and low color brightness and color purity, because they are present in the Ni, Cr and Cu compounds at temperatures that may produce products with a dirty brown tint. The object of the present invention is to recycle the sludge obtained from the purification of wastewater using FFH into pigmented materials having a wide range of red-brown hues and high dyeing characteristics.

Tikslas pasiekiamas tuo, kad gautas šlamas papildomai modifikuojamas tirpia cinko druska, iš dalies, cinko sulfatu. Pridėjus cinko sulfato į šlamą moliniu santykiu 1 : (0,10-0,30) ir paveikus jį temperatūra, atsiranda galimybė susidaryti kristalinei hematito (a Fe203) fazei ir išvengiama galimybės susidaryti magemitui, magnetitui, feritui, kurie turi nešvarią tamsiai rudą spalvą. Hematitas, priklausomai nuo jo dispersiškumo ir kristališkumo, pasižymi plačiu raudonai-rudos spalvos atspalvių spektru. Šlamo terminio apdorojimo produktuose esantis cinkitas teigiamai paveikia į pigmentinės medžiagos spalvines charakteristikas.The objective is achieved by further modifying the sludge obtained by dissolving the soluble zinc salt, in part, by zinc sulphate. Addition of zinc sulphate to a sludge molar ratio of 1: (0.10-0.30) and exposure to temperature gives rise to a crystalline hematite (a Fe 2 O 3) phase and avoids the formation of magemite, magnetite, ferrite, which have a dirty dark brown color. Hematite, depending on its dispersion and crystallinity, has a wide range of red-brown shades. Zinc is present in sludge heat treatment products and has a positive effect on the color characteristics of the pigment material.

Taigi galima pažymėti tokius šio būdo privalumus: 4 1. Modifikuojant šlamą tirpia cinko druska tikslingai gaunamos įvairių raudonų atspalvių *audonai-rudos spalvos pigmentinės medžiagos, pasižyminčios didesniu spalvos švarumu ir ryškumu. 2. Pateikiamas būdas padidina galimybę panaudoti įvairios cheminės sudėties šlamus, turinčius žymius kiekius Ni, Cr, Cu ir kitų sunkiųjų metalų junginių.Thus, the following advantages of this method can be noted: 1 1. Modifying the sludge soluble zinc salt is purposefully obtained by various red-colored * hues-brown pigmented materials with higher color purity and brightness. 2. The present method increases the possibility of using various chemical compositions containing significant amounts of Ni, Cr, Cu and other heavy metal compounds.

Skiriamieji šio išradimo požymiai yra šie: 1. Modifikatoriaus tipas - tirpios cinko druskos panaudojimas. 2. Siamo ir tirpios cinko druskos masių santykis, skaičiuojant Fe2C>3:ZnO šiame, lygus 1,0:(0,10-0,30). 3. Šlamo temperatūrinis apdorojimas 800-850 °C temperatūrų intervale.The distinguishing features of the present invention are as follows: 1. Type of modifier - use of soluble zinc salt. 2. The weight ratio of Siamese to soluble zinc salt, calculated as Fe2C > 3: ZnO, is 1.0: (0.10-0.30). 3. Sludge temperature treatment at temperatures of 800-850 ° C.

Toliau skiriamieji išradimo požymiai paaiškinami detaliau. 1. Modifikatoriaus tinas.The distinctive features of the invention are further explained below. 1. Modifier Tin.

Remiantis eksperimentiniais duomenimis paaiškėja, kad šlamo, kuriame cinko junginių yra daugiau negu nikelio, chromo ir vario junginių, temperatūrinio apdorojimo metu susidaro produktai, daugiausia turintys geležies oksidus (hematitą) ir cinko oksidą (cinkitą), kurie nuspalvinti įvairių atspalvių raudona, raudonai-ruda spalva. Tai priklauso nuo kristalinių fazių santykio, jų dispersiškumo ir kristališkumo. Kristalinių fazių santykis temperatūriškai apdorotuose produktuose priklauso nuo pradinio šlamo sudėties ir nuo panaudoto modifikatoriaus kiekio. Todėl į cinko sulfatą reikia žiūrėti kaip į modifikatorių, kuris struktūriškai modifikuoja pigmentines medžiagas ir kuris veikia fizikinius-cheminius pakitimus, vykstančius temperatūriškai apdorojant šlamą ir į gautų medžiagų spalvines charakteristikas.Based on experimental data, it appears that sludge containing more zinc compounds than nickel, chromium and copper produces products predominantly containing iron oxides (hematite) and zinc oxide (zinc), which are colored in various shades of red, red and brown. color. This depends on the ratio of the crystalline phases, their dispersion and crystallinity. The ratio of the crystalline phases in the temperature-treated products depends on the initial sludge composition and the amount of modifier used. Therefore, zinc sulphate should be considered as a modifier that structurally modifies pigment materials and which affects the physico-chemical changes occurring during the temperature treatment of sludge and the color characteristics of the resulting materials.

Cinko druskos pridėjimas į šlamą teigiamai veikia į hematito, kaip pagrindinės fazės, susidarymą, nes špinelinių struktūrų su statiniu dviejų ir trijų krūvių katijonų pasiskirstymu oktaedriniuose gardelės mazguose šiuo atveju nesusidaro. Iš šių duomenų galima teigti, kad šlamo perdirbimo produktų spalvinės charakteristikos tiesiogiai priklauso nuo jų fazinės sudėties, kuri savo ruožtu, nustatoma pradinio šlamo chemine sudėtimi, iš dalies metalų junginių o pirmiausia cinko buvimu. 2. Fe^O^ZnO molinis santykis šiame.Addition of zinc salt to the sludge has a positive effect on the formation of hematite as the main phase, since the distribution of spinach structures with static two and three charge cations in the octahedral nodes does not occur in this case. From these data it can be stated that the color characteristics of the sludge processing products directly depend on their phase composition, which, in turn, is determined by the presence of the original sludge chemical, partly by the presence of metal compounds and primarily by the presence of zinc. 2. Molar ratio of Fe 2 O 2 ZnO in this.

Pagal cheminę sudėtį šlamus, gautus valant nuotekas panaudojant FFH, galima pateikti kaip geležies oksohidratų mišinį su absorbuotais ant jų paviršiaus sunkiųjų metalų junginiais. Kaip nustatyta [Ey^HnoBCKuc ^., EmeHKO JI.C. Hccjie^OBaHHe nponecca h npo^yKTOB TepMoo6pa6oTKH uuiaMOB, nojiyHeHHbix πρκ ohhctkc ctohhlix boa c noMOiųbio φβρροφβρρΗΓΗΑρο3οπ3ΐ // )KypHaji npHKJiajmoit χημηη. 2004. T. 77. Ββιπ. 9. C. 1520 - 5 1524], šlamu terminio apdorojimo produktų fazinė sudėtis priklauso nuo jame esančių cinko, nikelio, vario, chromo junginių. Esant Fe2C>3: ZnO=l : (0,1-0,30), temperatūrinio apdorojimo produktais prie 800-850 °C temperatūros pagrindinai yra hematitas (lentelėje 1-8 pavyzdžiai). Susidarę produktai turi raudonai-rudą spalvą. Sumažinus cinko junginių kiekį šiame, perskaičiuotą į cinko oksidą iki Fe2C>3: ZnO molinio santykio, mažesnio negu 10,0, susidaro špinelinės struktūros ir gaunami produktai su nešvariai rudos spalvos atspalviais (lentelėje 8-10 pavyzdžiai). Cinko junginių kiekio padidinimas pradiniame šiame padeda temperatūrinio apdorojimo metu susidaryti daugiausia kristalinėms hematito, cinkito fazėms ir pagerina susidariusių pigmentų dažomąsias technines ir spalvines charakteristikas (lentelėje 4, 11 ir 12 pavyzdžiai).The chemical composition of the sludge obtained by treating wastewater using FFH can be presented as a mixture of iron oxohydrates with absorbed on their surface by heavy metal compounds. [Ey ^ HnoBCKuc ^., EmeHKO JI.C. Hccjie ^ OBaHHe nponecca h npo ^ yKTOB TepMoo6pa6oTKH NewsMOB, nojiyHeHHbix πρκ ohhctkc ctohhlix boa c noMOiBio φβρροφβρρΗΓΗΑρο3οπ3ΐ //) KypHaji npHKJiajmoit χημηη. 2004. T. 77. Ββιπ. 9. C. 1520-51524], the phase composition of the sludge heat treatment products depends on the zinc, nickel, copper and chromium compounds contained therein. With Fe2C > 3: ZnO = 1: (0.1-0.30), hematite is the predominant hematite with temperature treatment products at 800-850 ° C (Table 1-8). The resulting products have a red-brown color. Reducing the amount of zinc compounds in this zinc oxide to Fe2C > 3: ZnO molar ratio of less than 10.0 produces spinach structures and products with dirty brown shades (Table 8-10). Increasing the amount of zinc compounds in the initial one contributes to the crystalline phases of hematite, zinc, during the heat treatment, and improves the coloring and color characteristics of the pigments formed (Examples 4, 11 and 12 in the table).

Pridėjus į šlamo sudėtį cinko junginių, perskaičiuotų į cinko oksidą, daugiau negu 0,3 molio 1 moliui Fe2(>3, terminio apdorojimo produktuose gaunamas padidintas cinkito kiekis, sumažėjęs geležies (III) kiekis, dėl ko nežymiai sumažėja geležį turinčių pigmentų spalvos švarumas (lentelėje 11 ir 12 pavyzdžiai). 3. Temperatūrų intervalas.Addition of zinc compounds converted to zinc oxide to more than 0.3 mole of Fe 2 in clay (> 3, increased zinc content in the heat treatment products, reduced iron (III) content, resulting in a slight reduction in color purity of iron pigments (Table 11 and Examples 12) 3. Temperature range.

Siamo apdorojimo temperatūra turi esminės įtakos gautų produktų spalvai. Šlamo kaitinimo metu vyksta eilė cheminių, fizikinių-cheminių ir fazinių virsmų, kurie veikia į temperatūrinio apdorojimo produktų sudėtį ir į jų dažomąsias technines charakteristikas. Šlamo kaitinimą lydi H2O atskilimas, geležies oksidų kristalizacija, feritų susidarymas. Hematito (a Fe2C>3), kuris pasižymi raudona spalva, kristalizacija sukelia gautų produktų spalvos švarumo rodiklių padidėjimą.The temperature of the soya treatment has a significant effect on the color of the resulting products. There are a number of chemical, physico-chemical and phase transformations that occur in the process of heat treatment products and their coloring technical characteristics. Sludge heating is accompanied by H2O separation, iron oxide crystallization, ferrites formation. Crystallization of hematite (a Fe2C > 3), which has a red color, causes an increase in the color purity of the resulting products.

Pagal eksperimentinius duomenis šlamas, pakaitintas iki 700 °C temperatūros, turi magemito (γ Fe2C>3) arba magnetito ^3()4) kristalines fazes, priklausomai nuo esančių jame nikelio, chromo, vario arba cinko junginių. Magemito (γ Fe2C>3) ir magnetito ^3()4) perėjimas į hematitą (a Fe2C>3) įvyksta 800-850 °C temperatūroje. Todėl, keliant šlamo apdorojimo temperatūrą iki 800-850 °C, susidaro palankesnės sąlygos gauti raudono atspalvio produktus, kurie turi didesnį raudonos spalvos ryškumą ir švarumą. Kaitinant šlamą iki 900 °C ir daugiau, įvyksta dalelių sukepimas, aglomeratų susidarymas, dėl ko pablogėja gautų pigmentų spalviniai ir dažomieji techniniai rodikliai.According to the experimental data, the slurry heated to 700 ° C has magmatite (γ Fe2C > 3) or magnetite ^ 3 () 4) crystalline phases depending on the nickel, chromium, copper or zinc compounds present therein. The transition of the magemite (γ Fe2C > 3) and magnetite ^ 3 () 4 to hematite (a Fe2C > 3) occurs at 800-850 ° C. Therefore, raising the sludge treatment temperature to 800-850 ° C makes it easier to get red-colored products that have a higher brightness and purity of red. When the sludge is heated to 900 ° C and above, particle sintering, agglomeration occurs, resulting in deterioration of the color and coloring properties of the pigments obtained.

Norint nustatyti gautų produktų iš termiškai apdorotų šlamu panaudojimą kaip neorganinių pigmentų, atlikti bandymai su tokiomis pigmentų charakteristikomis kaip dengiamumas ir imlumas aliejui. Kaip žinoma, dengiamumas kiekybiškai įvertinamas kaip pigmento masės kiekis gramais, reikalingas 1 m2 dažomo paviršiaus tolygiam padengimui (g/m ). Neorganinių pigmentų dengiamumas svyruoja plačiose ribose, o gamtinių geležies 6 turinčių pigmentų - nuo 10 iki 90 g/m2, sintetinių raudonų 4-7 g/m2 [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa T. B., OrenHH C. H. // HeopraHunecKMe mirMeHTH: CnpaBOHHHK. CfK).: Xhmh«, 1992, 336 c.]. Nustatyta, kad iš termiškai apdorotų šlamu gautų pigmentų dengiamumas kinta gana siaurose ribose: nuo 11 iki 17 g/m2 (lentelėje 1-8 pavyzdžiai) ir yra to paties lygio kaip ir prototipo dengiamumas.In order to determine the use of the obtained products from heat-treated sludge as inorganic pigments, tests with pigment characteristics such as coating and oil susceptibility were performed. As is known, quantification is quantified as the weight of the pigment in grams required to uniformly coat the surface of 1 m2 of paint (g / m). Coatings of inorganic pigments vary widely, and natural iron 6-containing pigments range from 10 to 90 g / m2, synthetic red 4-7 g / m2 [KopcyHCKHH JI. Aj., KajiHHCKaa T. B., OrenHH C.H. HeopraHunecKMe mirMeHTH: CnpaBOHHHK. CfK): Xhmh, 1992, 336]. It has been found that the coverage of pigments obtained from heat-treated sludge varies within a narrow range: from 11 to 17 g / m 2 (Examples 1-8 in the table) and is at the same level as the prototype.

Imlumas aliejui yra vienas iš pagrindinių pigmento kokybės rodiklių. Imlumas aliejui yra sėmenų aliejaus kiekis gramais, reikalingas pigmento milteliams suvilgyti, norint 100 g miltelių paversti netakia pasta (g/100 g). Šis rodiklis gautiems pigmentams yra 47-56 g/100 g (lentelėje 1-8 pavyzdžiai). Tai šiek tiek aukštesnis rodiklis už raudonų ir rudų geležį turinčių gamtinių ir sintetinių pigmentų, kurių imlumas aliejui sudaro 20-50 g/m2 [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa T. B., OrenHH C. H. // HeopraHHHecKHe ΠΗΓΜεΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CII6.: Χημηκ, 1992,336 c.], bet ne mažesnis už prototipo imlumą aliejui (lentelėje 13 ir 14 pavyzdžiai). Išradimo įgyvendinimas iliustruojamas pavyzdžiais, kurių rezultatai pateikiami lentelėje.Oil susceptibility is one of the main indicators of pigment quality. Oil-bearing capacity is the amount of linseed oil in grams needed to melt the pigment powder to convert 100 g of powder into paste (g / 100 g). The indicator for the resulting pigments is 47-56 g / 100 g (Examples 1-8 in the table). This is a slightly higher indicator for red and brown iron-containing natural and synthetic pigments with an oil-bearing capacity of 20-50 g / m2 [KopcyHCKHH JI. Aj., KajiHHCKaa T. B., OrenHH C.H. HeopraHHHecKHe ΠΗΓΜεΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CII6 .: Χημηκ, 1992,336 c.], But not less than the prototype susceptibility to oil (Examples 13 and 14 in the table). The implementation of the invention is illustrated by the following examples.

Pavyzdžiai.Examples.

Pradinis šlamas, gautas apdorojus nuotekas panaudojant FFH (heterokoaguliaciniu būdu), turėjo tokią sudėtį, masės %: Fe203 -7,74; FeO - 0,92; ZnO - 0,28; CuO - 0,25; NiO -0,10; CaO - 0,17; Cr203 - 0,19; P205 - 0,08; H20 - 87,7 (likusius 2,57 % sudaro koordinaciniais metalais per OH grupes chemiškai surištas vanduo). Į šlamą pridedama modifikatoriaus - fosforo rūgšties Fe203: P2Os moliniu santykiu, lygiu 1: 0,2, kaip aprašyta prototipe, gauta masė homogenizuojama ir paliekama senti. Po to į fosforą turintį šlamą papildomai pridedama modifikatoriaus - tirpios cinko druskos, iš dalies, ZnS04 ·7 H20. Pridedamo cinko sulfato kiekis apskaičiuojamas taip, kad šiame Fe203: ZnO santykis atitiktų 1: (0,1-0,3). Modifikuoti šlamai homogenizuojami ir paliekami senti 5-10 valandų, o po to kaitinami lėtai keliant temperatūrą iki 800-850 °C. Pasigaminę produktai susmulkinami ir nustatoma jų cheminė, fazinė ir dispersinė sudėtis bei dažomosios techninės savybės.The initial sludge obtained by treating the wastewater using FFH (heterocoagulating) had the following composition,% by weight: Fe2O3 -7.74; FeO - 0.92; ZnO - 0.28; CuO - 0.25; NiO -0.10; CaO - 0.17; Cr 2 O 3 - 0.19; P205 - 0.08; H20 - 87.7 (the remaining 2.57% consists of water co-ordinated with co-ordinating metals via OH groups). The slurry was added with a molar ratio of phosphoric acid Fe2O3: P2Os to the melt, at a level of 1: 0.2, as described in the prototype, homogenized and left to cent. Subsequently, the phosphorus-containing slurry is additionally accompanied by a modifier, soluble zinc salts, in part, ZnSO 4 · 7 H 2 O. The amount of zinc sulphate added is calculated so that the ratio Fe 2 O 3: ZnO corresponds to 1: (0.1-0.3). The modified sludge is homogenized and left for 5-10 hours and then heated slowly to 800-850 ° C. The finished products are crushed and their chemical, phase and dispersive composition and coloring properties are determined.

Gautų produktų fazinė sudėtis nustatyta firmos Bruker AXS (Vokietija) difraktometru „08 Advance“. Pigmentų spalvinių charakteristikų nustatymui naudotas spektrofotometras ΟΦ-18 (Rusija), turintis „B” spinduliuotės šaltinį.Phase composition of the obtained products is determined by Bruker AXS (Germany) diffractometer 08 Advance. Spectrophotometer ΟΦ-18 (Russia) with a source of B radiation was used to determine the color characteristics of pigments.

Pigmentų dažomosios techninės charakteristikos (dengiamumas ir imlumas aliejui) nustatomos pagal standartines metodikas [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa T. B., OrenHH C. H. // HeopraHHHecKue πΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CI16.: Xhmhs, 1992, 336 c.]. 7The coloring properties of the pigments (coating and oil susceptibility) are determined according to standard techniques [KopcyHCKHH JI. Aj., KajiHHCKaa T. B., OrenHH C. H. // HeopraHHecKue πΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CI16: Xhmhs, 1992, 336]. 7

Eksperimentinių tyrimų rezultataiResults of experimental studies

Bandy mo Nr. ModifikSto- rius Fe203:Zn 0 molinis santykis Apdoro jimo tempera tūra, °C Spalvinės charakteristikos Dažomosios techninės charakteristikos Spalvos vizualinė charakte- ristika Fazinė sudėtis P+, % ++ P , % λ, nm Dengi a niu rnas, g/m2 Imlumas aliejui, g/lOOg 1 ZnS04-7H20 1:0,10 800 37,5 14,3 603 11 49 raudonai- ruda hematitas, magnetitas 2 ZnS04-7H20 1:0,17 800 40,0 17,0 603 12 47 raudonai- ruda hematitas, magnetitas 3 ZnS04-7H20 1:0,25 800 40,5 17,6 603 12 50 raudonai- ruda hematitas, cinkitas 4 ZnS04-7H20 1:0,30 850 42,0 17,9 603 14 52 raudona hematitas, cinkitas 5 ZnS04-7H20 1:0,17 900 39,5 16,7 599 17 50 tamsiai raudona hematitas, iranklinitas 6 ZnS04-7H20 1:0,25 850 41,5 17,5 602 16 56 raudona hematitas, magnetitas 7 ZnS04-7H20 1:0,10 850 39,5 15,3 603 13 50 raudonai- ruda hematitas, magnetitas 8 ZnS04-7H20 1:0,10 900 40,5 17,0 602 16 45 nešvariai raudonai- ruda hematitas, iranklinitas 9 Be modifi-katoriaus 800 30,0 14,0 605 10 60 nešvariai tamsiai raudona hematitas, magemitas 10 Be modifi-katoriaus 900 25,5 10,7 605 18 56 nešvariai tamsiai raudona hematitas, magemitas 11 ZnS047H20 1:0,35 800 40,0 17,0 599 15 50 raudona hematitas, cinkitas 12 ZnS04-7H20 1:0,35 900 38,0 16,5 601 17 53 raudona hematitas, iranklinitas 13 Prototipas* 400 40,0 13,4 600 13 92 ruda hematitas, magemitas 14 Prototipas* 700 44,0 13,0 598 8 60 raudonai- ruda hematitas, magemitas P+ spalvos švarumas; p++ spalvos grynumas; * Fe203: ZnO molinis santykis 1:0,2.Test no. Modification Fe203: Zn 0 molar ratio Processing temperature, ° C Color characteristics Coloring characteristics Color visual characteristic Phase composition P +,% ++ P,% λ, nm Coatings, g / m2 Oil absorption, g / 100 g 1 ZnSO 4 - 7H 2 O 1: 0.10 800 37.5 14.3 603 11 49 red-brown hematite, magnetite 2 ZnSO 4 - 7 H 2 O 1: 0.17 800 40.0 17.0 603 12 47 red-brown hematite, magnetite 3 ZnSO 4 - 7H 2 O 1: 0.25 800 40.5 17.6 603 12 50 red-brown hematite, zinc zinc 4 ZnSO 4 - 7H 2 O 1: 0.30 850 42.0 17.9 603 14 52 red hematite zinc zinc 5 ZnSO 4 - 7H 2 O 1: 0.17 900 39.5 16.7 599 17 50 dark red hematite, iranklinite 6 ZnSO 4 - 7H 2 O 1: 0.25 850 41.5 17.5 602 16 56 red hematite, magnetite 7 ZnS04 -7H20 1: 0.10 850 39.5 15.3 603 13 50 red-brown hematite, magnetite 8 ZnS04-7H20 1: 0.10 900 40.5 17.0 602 16 45 dirty red-brown hematite, iranklinite 9 Without modifier 800 30.0 14.0 605 10 60 dirty dark red hem germ, magemite 10 Without modifier 900 25.5 10.7 605 18 56 dirty dark red hematite, magemite 11 ZnS047H20 1: 0.35 800 40.0 17.0 599 15 50 red hematite, zinc zinc 12 ZnS04-7H20 1 : 0.35 900 38.0 16.5 601 17 53 red hematite, iranklinite 13 Prototype * 400 40.0 13.4 600 13 92 brown hematite, magemite 14 Prototype * 700 44.0 13.0 598 8 60 red- brown hematite, magemite P + color purity; P ++ color purity; * Fe 2 O 3: ZnO molar ratio 1: 0.2.

Claims (1)

8 APIBRĖŽTIS 1. Geležies turinčio šlamo, gauto valant nuotekas heterokoaguliaciniu būdu, perdirbimo į pigmentinę medžiagą būdas, kai šlamą sumaišo su modifikatoriumi, po to džiovina ir termiškai apdoroja, besiskiriantis tuo, kad modifikatoriumi papildomai naudoja tirpią cinko druską masės kiekiu, atitinkančiu šiame Fe203: ZnO moliniam santykiui, lygiam 1 : (0,1-0,3), kurią sumaišo su fosforo turinčiu šlamu, gautą mišinį homogenizuoja, džiovina, termiškai apdoroja 800-850 °C temperatūroje ir gauna raudoną ir raudonai-rudą pigmentinę medžiagą.DEFINITION 1. The method of processing pigment into the pigment material by iron-containing sludge obtained by the treatment of waste water by means of a heterocoagulant, followed by drying and heat treatment of the sludge, further comprising the use of a soluble zinc salt in a quantity corresponding to this Fe 2 O 3: ZnO molar ratio of 1: (0.1-0.3) mixed with phosphorus-containing slurry is homogenized, dried, heat-treated at 800-850 ° C and receives red and red-brown pigment.
LT2010015A 2010-02-12 2010-02-12 Method of processing iron-containing sludge into pigmented material LT5803B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2010015A LT5803B (en) 2010-02-12 2010-02-12 Method of processing iron-containing sludge into pigmented material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2010015A LT5803B (en) 2010-02-12 2010-02-12 Method of processing iron-containing sludge into pigmented material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2010015A true LT2010015A (en) 2011-08-25
LT5803B LT5803B (en) 2012-01-25

Family

ID=44475153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2010015A LT5803B (en) 2010-02-12 2010-02-12 Method of processing iron-containing sludge into pigmented material

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT5803B (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086591C1 (en) 1991-06-27 1997-08-10 Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова Method for preparing brown phosphate iron oxide pigment
LT4109B (en) 1995-05-23 1997-02-25 Julijus Budilovskis Process for the water purificarion from heavy metals and other contaminants, colloidal system for water purification and method for the preparing thereof
CN1137941C (en) 2000-10-20 2004-02-11 佛山科学技术学院 Preparing process of iron oxide red pigment for high-temperature ceramic with iron-containing industrial sludge
RU2329204C1 (en) 2006-11-07 2008-07-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Charge mixture for obtaining brown pigment

Also Published As

Publication number Publication date
LT5803B (en) 2012-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Carneiro et al. Synthesis of ceramic pigments from industrial wastes: Red mud and electroplating sludge
Buxbaum Industrial inorganic pigments
Zheng et al. Preparation of monodispersed micaceous iron oxide pigment from pyrite cinders
Lu et al. A comparative study of different natural palygorskite clays for fabricating cost-efficient and eco-friendly iron red composite pigments
Shen et al. Preparation of nanometer-sized black iron oxide pigment by recycling of blast furnace flue dust
Hajjaji et al. Evaluation of metal-ions containing sludges in the preparation of black inorganic pigments
CN102844183B (en) Pigment additive for improving solar reflectance
Valanciene et al. The influence of mineralogical composition on the colour of clay body
Thejus et al. A cost-effective intense blue colour inorganic pigment for multifunctional cool roof and anticorrosive coatings
DE1467468A1 (en) Mica flake pigment
CN111662571B (en) Preparation method of ceramic pigment
CN102414129B (en) Preparation of green colorant from mixed rare earth and molybdenum compounds and process of surface coatings thereof
CN107760062B (en) Bismuth yellow/2: 1 type silicate mineral hybrid pigment and preparation method thereof
Abel Pigments for paint
Quddus et al. Synthesis and characterization of pigment grade red iron oxide from mill scale
CN103613132B (en) A kind of fuse salt legal system is for the method for vanadic-acid bismuth-yellow pigment
Gong et al. Novel red composite pigment with high thermostability from iron ore tailings: Synthesis and coloring mechanism
Bae et al. Optimization of NIR reflectance of (Zn, Co) AlFeO4 black pigment for LiDAR detection in autonomous vehicles
Rostampour et al. Synthesis and characterization of the novel nano composite pigments using CoWO4 on different silica sources: A comparative study
JP6055542B2 (en) Method for producing ZnS particles comprising cobalt and having a metal oxide coating, product obtained thereby, use of the product
CN111039323B (en) Bi doped with iron/terbium element3YO6Inorganic pigment and preparation method and application thereof
LT2010015A (en) Method of processing iron-containing sludge into pigmented material
US20100316560A1 (en) Process for the production of mixed-metal-oxide inorganic pigments from industrial wastes
CN101544406B (en) Method for producing red iron oxide pigment
US8968460B2 (en) Composite oxide black pigment and method for producing same

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 20170212