LT5803B - Method of processing iron-containing sludge into pigmented material - Google Patents
Method of processing iron-containing sludge into pigmented material Download PDFInfo
- Publication number
- LT5803B LT5803B LT2010015A LT2010015A LT5803B LT 5803 B LT5803 B LT 5803B LT 2010015 A LT2010015 A LT 2010015A LT 2010015 A LT2010015 A LT 2010015A LT 5803 B LT5803 B LT 5803B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- red
- sludge
- iron
- brown
- hematite
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Description
Šis 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 particularly, to the processing of iron-containing sludge obtained after the heterocoagulative treatment of wastewater from heavy metals into a 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 į kanalizaciją, bet lieka galvaninis Siamas, 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 į supančią aplinką, jie gali žalojančiai paveikti gyvąjį organizmą.Wastewater containing heavy metal ions (Zn 2+ , Cr 6+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ , etc.) is mainly formed during the production of non-ferrous metals, galvanic coatings on plastic and metal surfaces such as etching of metals, processing of printing plates, etc. The decontaminated waters are discharged to the sewer, but remain galvanic Siam, which is saturated with the heavy metals already mentioned. Heavy metals are classified as hazardous waste according to the EC Waste Framework Directive 75/442 / EEC of 15.07.1975 because they can have a harmful effect on the living organism when released into the surrounding environment.
Todėl visame pasaulyje išlieka svarbi šlamo, turinčio sunkiųjų metalų jonų, utilizacijos problema. Europos bendrijos šalys pavojingų atliekų valdymo klausimais turi vadovautisl991-12-01 d. EBT direktyva 91/689/EEB.Therefore, the problem of utilization of sludge containing heavy metal ions remains an important problem worldwide. The countries of the European Community shall be responsible for the management of hazardous waste on 12-12-1991. EC Directive 91/689 / EEC.
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 [EyąnjioBCKHC JĮ., EymuioBCKuc K)., EmeHKO JI. C. // XnMimecKoe h He(į)Tera3OBoe MauiHHOCTpoeHHe. N° 11,2004, c. 36-38].Known wastewater treatment technology for heavy metals [Patent No. 4109 B, TPK 6 C02F 1/62 publ. 1997-02-25] using ferro-ferrihydrazole (FFH), which is a suspension of iron II) and (III) oxide hydrates. The treatment of wastewater produces a slurry with a high iron content (more than 60% on a dry basis). This makes it possible to efficiently process the sludge and to obtain inorganic iron-containing pigments [EyąnjioBCKHC JI., EymuioBCKuc K)., EmeHKO JI. C. // XnMimecKoe h He (to) Tera3OBoe MauiHHOCTpoeHHe. 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) - Fe3O4 - yra juodas ir gamtoje randamas mineralo magnetito pavidalu. Digeležies trioksidas (a Fe2C>3) yra raudonasis pigmentas. Jo turi tokie pigmentai, kaip persų raudonasis (75 % FejCb) ir ispanų raudonasis (85 % Fe2C>3). Priklausomai nuo Fe2O3 dalelių formos ir dydžio, spalva gali kisti nuo oranžinės iki violetiniai-raudonos. Jis gamtoje randamas raudono mineralo hematito (a Fe2Ū3) pavidalu [The Merck Index, 14 Edition/publ. Merck&Co.Inc., White House Station, NJ, 2006, Table-63; KopcyHCKHH JI. Φ., KanHHCKaa T. B., ΟτβπηΗ C. H. // HeopraHHuecKne πΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. Cri6.: Χημηχ, 1992, 336 c.].Natural mineral iron-containing pigments with a sufficiently wide range of colors whose shade is determined by the iron oxide present in the mineral are known. For example, mixed iron oxide (II) and (III) (triple iron tetraoxide) - Fe3O4 - is black and found naturally in the form of mineral magnetite. Iron trioxide (a Fe2C> 3) is a red pigment. It contains pigments such as Persian red (75% FejCb) and Spanish red (85% Fe2C> 3). Depending on the shape and size of the Fe2O3 particles, the color can vary from orange to purple-red. It is found in nature in the form of red mineral hematite (a Fe2³3) [The Merck Index, 14 Edition / publ. Merck & Co.Inc., White House Station, NJ, 2006, Table-63; KopcyHCKHH JI. Φ., KanHHCKaa T. B., ΟτβπηΗ C. H. // HeopraHHuecKne πΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. Cri6: Χημηχ, 1992, 336 c.].
Žinomas ir plačiai naudojamas gamtinis pigmentas geležies surikas, turintis vyšnių raudonumo spalvą, sudarytas iš Fe2Ū3 su nedidelėmis molio ir kvarco priemaišomis. Surike yra 75-95 % Fe2Ū3, t. y. daugiau, negu kituose gamtiniuose pigmentuose. Taip pat žinomas raudonas gamtinis pigmentas mumija, turintis 20-70 % Fe2C>3 [KopcyHCKHii JI. Φ., KajiHHCKaa T. B., ΟτεπηΗ C. H. // HeopramnecKue ΠΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. C1T6.: Χημηη, 1992, 336 c.].Known and widely used natural pigment iron scavenger of cherry red color, consisting of Fe 2 U 3 with minor impurities of clay and quartz. Surike contains 75-95% Fe 2 U 3, more than other natural pigments. Also known is red natural pigment mummy containing 20-70% Fe 2 C> 3 [KopcyHCKHii JI. Φ., KajiHHCKaa TB, ΟτεπηΗ CH // HeopramnecKue ΠΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. C1T6: Χημηη, 1992, 336 c.].
Gamtiniai geležį turintys pigmentai gaunami mechaniškai sumalant jų turinčius mineralus, arba sodrinant ir termiškai apdorojant geležies turinčias rūdas.Natural iron-containing pigments are obtained by mechanical grinding of the minerals containing them, or by the enrichment and heat treatment of iron-containing ores.
Šie pigmentai yra nebrangūs, bet stokoja spalvų ryškumo, nepasižymi atsparumu temperatūrai ir geromis techninėmis dažomosiomis savybėmis.These pigments are inexpensive but lack color brightness, lack 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 [KpacHoSan H. Γ., JlaTMineB K). B. //Βκοηομηκβ, τβχΗοποπίΗ h opraHH3aima nporoBOACTBa acejie3oconepacamnx πηγμ6Ητοβ: Οίήορ. ΡίΗφορΜ., ΗΗΗΤ3ΧΗΜ.- M., 1991, c. 45],Synthetic iron-containing pigments are made from iron salts by precipitation or by heat treatment. These pigments generally do not have the aforementioned disadvantages [KpacHoSan H. Γ., JlaTMineB K). B. // Βκοηομηκβ, τβχΗοποπίΗ h opraHH3aima nporoBOACTBa acejie3oconepacamnx πηγμ6Ητοβ: Οίήορ. ΡίΗφορΜ., 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: P20s 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.From patent RU no. No. 2057154 (TPK 6 C09C 1/24) discloses a brown phosphate-iron oxide pigment, wherein the pigment is solubilized at 90-100 ° C from a solution of ferric nitrate containing phosphoric acid in the presence of Fe 2 C> 3: P 2 0s molar ratio of 1.00: (0.12-0.18) in the presence of urea. It is then filtered, dried and treated at 500-700 ° C. However, washing and filtering the gel-like product from nitrate ions takes time and expensive iron 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 (CaHPCU) 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 150350 °C temperatūroje. Šio būdo nepatogumas yra tas, kad CaHPO4 gavimui reikalinga atskira aparatūra, be to, jis sumažina chromoforo Fe (III) kiekį.Patent RU No. No. 2086591 (TPK 6 C09C 1/24) discloses a method for obtaining a brown pigment using Marten furnace or blast furnace waste in combination with calcium hydrogen hydrogen tetraoxophosphate (CaHPCU) in a ratio of 1: (0.05-0.08), maintaining the mixture at 60-80 ° C. at 1.0 to 2.0 hours, followed by washing the product with water-soluble materials and treating at 150 to 350 ° C. The disadvantage of this method is that the preparation of CaHPO 4 requires separate apparatus and it also reduces the Fe (III) content of the chromophore.
Iš patento CN Nr. 1310207 (TPK 7, C09 1/24, publ.:From patent CN no. 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.lt) žinomas pramoninio šlamo, turinčio virš 38 % Fe2O3, perdirbimo būdas, kai Siamas 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 reikalauja daug perdirbimo stadijų, sunaudojama daug pramoninio vandens, kuris vėl teršia aplinką, be to, smulkios dispersijos filtravimas sumažina būdo našumą.http // v3.espacenet.com / searchResults? locale = en_US & AB = red + pigment * + AND + sludge & c .... 23.03.2009 (accessed via http://www.vpb.lt) is known for industrial sludge with over 38 % Fe 2 O3, processing method by treating Siam with sulfuric acid, then washing with water, filtering the precipitate by oxidation and aging. The precipitate is then washed and filtered again, then heated and milled to give a red pigment, which is used for staining ceramic products and high temperature glazes. This process requires many processing steps, consumes a large amount of industrial water, which again pollutes the environment, and fine dispersion filtration reduces the efficiency of the process.
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.Patent RU No. 23292204 (TPK 8 C03C 1/04, Publication Bulletin 2008, No. 20) describes a process for preparing a brown pigment from a batch having the following composition: chromium oxide 20-30%, zinc oxide 5-10%, red slag (clay) and bauxite wastes containing by weight: silica 9.5-11.1; titanium dioxide 4.4-5.6; alumina 17-19; iron oxide 39-42.9; calcium oxide 7.6 -9.5; sodium oxide 6.2-6.9; other 7.8-10.5) 25-36; dolomite 35-40. The above components are ground to pass through sieve no. 0063, dosed and mixed. The resulting mass is heated at 850-950 ° C in an oxidizing environment. In this process, a high percentage of the expensive chromium oxide and a small amount of red slurry consumed are present.
Pagal šlamo perdirbimo būdą, artimiausiu šiam išradimui būdu yra šlamo perdirbimo būdas į rudąjį pigmentą, aprašytas patente BY Nr. 3949 (TPK 7 C09C 1/24). Išradimo esmė yra ta, kad šlamas, gautas išvalius nuotekas naudojant FFH, ir turintis ne mažiau 60 % Fe2O3, sumaišomas su 85 % fosforo rūgštimi Fe2O3: 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 vAccording to the method for processing the sludge, the closest method to the present invention is a method for processing the sludge into the brown pigment described in patent no. 3949 (TPK 7 C09C 1/24). The essence of the invention is that the slurry obtained by treating wastewater with FFH and containing at least 60% Fe 2 O 3 is mixed with 85% phosphoric acid in a molar ratio of Fe 2 O 3: P2O 5 equal to 1.00: (0.2-0, 3), then the product is dried and heated to 400-700 ° C. The pigment obtained at this temperature has a dark brown color and a red-brown color at 600-700 ° C. Oil absorption - 60-100 g / 100 g linseed oil; coverage - 8-13 g / m 2 ; color brightness (p) - 12-13%, color purity (P) - 38-44%, dominant wavelength λ v
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.597-598 nm. The disadvantages of this process are that the resulting brown pigments have a limited range of shades, high oil absorption and low color brightness and color purity, since the amounts of Ni, Cr and Cu compounds present in this process can form products with a brown color.
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.The object of the present invention is to process a slurry obtained by treating wastewater using FFH into pigment materials having a wide range of red-brown colors and having high dyeing properties.
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 Fe2C>3) 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 object is achieved by further modifying the resulting slurry with a soluble zinc salt, in part, zinc sulfate. The addition of zinc sulphate to the slurry in a molar ratio of 1: (0.10-0.30) and exposure to temperature creates the possibility of crystalline hematite (a Fe 2 C> 3) phase and prevents the formation of magmatite, magnetite, ferrite, which have dark brown. Hematite, depending on its dispersion and crystallinity, has a broad spectrum of red-brown hues. Zincite present in slag heat treatment products positively affects the color characteristics of the pigment.
Taigi galima pažymėti tokius šio būdo privalumus:Thus, the following advantages of this method can be noted:
1. Modifikuojant šlamą tirpia cinko druska tikslingai gaunamos įvairių raudonų atspalvių raudonai-rudos spalvos pigmentinės medžiagos, pasižyminčios didesniu spalvos švarumu ir ryškumu.1. Modification of the slurry by soluble zinc salt purposefully yields various red shades of red-brown pigment with higher purity and clarity of color.
2. Pateikiamas būdas padidina galimybę panaudoti įvairios cheminės sudėties šlamus, turinčius žymius kiekius Ni, Cr, Cu ir kitų sunkiųjų metalų junginių.2. The present process enhances the ability to use sludges of various chemical compositions containing significant amounts of Ni, Cr, Cu and other heavy metal compounds.
Skiriamieji šio išradimo požymiai yra šie:The distinguishing features of the present invention are as follows:
1. Modifikatoriaus tipas - tirpios cinko druskos panaudojimas.1. Modifier type - use of soluble zinc salt.
2. Šlamo ir tirpios cinko druskos masių santykis, skaičiuojant Fe2O3:ZnO šiame, lygus 1,0:(0,10-0,30).2. The weight ratio of slurry to soluble zinc salt, calculated as Fe2O3: ZnO in this case, is 1.0: (0.10-0.30).
3. Šlamo temperatūrinis apdorojimas 800-850 °C temperatūrų intervale.3. Heat treatment of sludge in the temperature range 800-850 ° C.
Toliau skiriamieji išradimo požymiai paaiškinami detaliau.The distinguishing features of the invention are explained in more detail below.
1. Modifikatoriaus tipas.1. Modifier type.
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.Experimental data show that the thermal treatment of sludge, which contains more zinc compounds than nickel, chromium and copper, results in products mainly containing iron oxides (hematite) and zinc oxide (zincite), which are colored in various shades of red, red-brown. color. It depends on the ratio of crystalline phases, their dispersion and crystallinity. The ratio of crystalline phases in temperature-treated products depends on the composition of the initial sludge and the amount of modifier used. Therefore, zinc sulphate should be considered as a modifier which structurally modifies pigment materials and which acts on the physico-chemical changes that occur during the thermal treatment of the sludge and on 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.The addition of zinc salt to the sludge has a positive effect on the formation of hematite as the main phase, since spinel structures with a static distribution of two and three charge cations in octahedral lattice nodules are not formed in this case. From these data, it can be concluded that the color characteristics of the sludge processing products are directly dependent on their phase composition, which in turn is determined by the chemical composition of the initial sludge, partly by the presence of metal compounds, and in particular zinc.
2. Fe^O^ZnO molinis santykis šiame.2. The molar ratio of Fe ^ O ^ 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 [By/mJiOBCKuc JĮ., EmeHKO JI.C. HccjieaoBaHHe npoųecca h προΛγκτοΒ TepMoo6pa6oTKH mjiaMOB, nojiyHeHHBix npn ouncTKe ctohhbk bojį c πομοπιμο φερροφερρΗΓΗΑροχοπ» // JKypHan npHKjiajtHOH χημηη. 2004. T. 77. Bbm. 9. C. 1520 5According to its chemical composition, the sludge obtained by treating wastewater using FFH can be presented as a mixture of iron oxohydrates with heavy metal compounds absorbed on their surface. As established by [By / mJiOBCKuc J.., EmeHKO JI.C. HccjieaoBaHHe npoøecca h προΛγκτοΒ TepMoo6pa6oTKH mjiaMOB, nojiyHeHHBix npn ouncTKe ctohhbk fault c πομοπιμο φερροφερρΗΓΗΑροχοπ »// JKyp. 2004. T. 77. Bbm. 9. C. 1520 5
1524], šlamu terminio apdorojimo produktų fazinė sudėtis priklauso nuo jame esančių cinko, nikelio, vario, chromo junginių. Esant Fe2Ū3: 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 FežCb : ZnO molinio santykio, mažesnio negu 10,0, susidaro špinelinės struktūros ir gaunami produktai su nešvariai rudos spalvos atspalviais (lentelėje 810 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).1524], the phase composition of the sludge heat treatment products depends on the zinc, nickel, copper, chromium compounds it contains. In the presence of Fe 2 O 3: ZnO = 1: (0.1-0.30), the heat treatment products at 800-850 ° C are predominantly hematite (Table 1-8, examples). The resulting products have a red-brown color. Reducing the amount of zinc compounds in this zinc oxide to FezCb: ZnO molar ratio below 10.0 results in spinel structures and products with an impure brown tint (Table 810 examples). Increasing the amount of zinc compounds in the initial process contributes to the crystalline phases of hematite, zincite during the temperature treatment and improves the coloring characteristics of the resulting pigments (Table 4, Examples 11 and 12).
Pridėjus j šlamo sudėtį cinko junginių, perskaičiuotų į cinko oksidą, daugiau negu 0,3 molio 1 moliui FezCb, 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).The addition of more than 0.3 moles of zinc compounds converted to zinc oxide per mole of FezCb to the slurry results in increased zinc content, reduced iron (III) content in the heat treatment products, resulting in a slight decrease in the color purity of the iron-containing pigments (Table 11 and 12 examples).
3. Temperatūrų intervalas,3. Temperature range,
Šlamo 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 Fe2Ū3), kuris pasižymi raudona spalva, kristalizacija sukelia gautų produktų spalvos švarumo rodiklių padidėjimą.The temperature of the sludge treatment has a major influence on the color of the resulting products. A number of chemical, physico-chemical and phase transformations take place during the heating of the sludge, which influence the composition of the heat treatment products and their coloring characteristics. The heating of the sludge is accompanied by the decomposition of H2O, crystallization of iron oxides, and formation of ferrites. The crystallization of hematite (a Fe2³3), which is red in color, causes an increase in the color purity of the products obtained.
Pagal eksperimentinius duomenis šlamas, pakaitintas iki 700 °C temperatūros, turi magemito (γ Fe2Ū3) 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 Fe2Ū3) 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 experimental data, the slurry, when heated to 700 ° C, has crystalline phases of magemite (γ Fe 2 3 3) or magnetite 3 3 () 4), depending on the nickel, chromium, copper or zinc compounds it contains. The transition of magemite (γ Fe2C> 3) and magnetite ^ 3 () 4) to hematite (a Fe2Ū3) occurs at 800-850 ° C. Therefore, raising the slag treatment temperature to 800-850 ° C facilitates the obtaining of red-tinted products which have a higher brightness and purity of the red. Heating the slurry to 900 ° C and above results in particle sintering and formation of agglomerates, which results in deterioration of the coloring and dyeing performance of the resulting pigments.
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/m2). Neorganinių pigmentų dengiamumas svyruoja plačiose ribose, o gamtinių geležies turinčių pigmentų - nuo 10 iki 90 g/m2, sintetinių raudonų 4-7 g/m2 [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa T. B., CTenHH C. H. // HeopraHunecKite πηγμ6ητβι: CnpaBOHHHK. Cn6.: Xhmm, 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 resulting products from heat-treated slag as inorganic pigments, tests were carried out on pigment characteristics such as coating and oil absorption. Coatings are known to be quantified as grams of pigment mass required to provide a uniform coating (g / m 2 ) per 1 m 2 of surface to be painted. The coverage of inorganic pigments ranges from 10 to 90 g / m 2 for natural iron pigments and 4-7 g / m 2 for synthetic reds [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa TB, CTenHH CH // HeopraHunecKite πηγμ6ητβι: CnpaBOHHHK. Cn6: Xhmm, 1992, 336c.]. The coverage of the heat-treated slag pigments was found to vary within a fairly narrow range of 11 to 17 g / m 2 (Examples 1-8 in Table) and to the same level of coverage 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. // HeopraHHHecKue ΠΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. ΟΠ6.: Xhmhs, 1992, 336 c.], bet ne mažesnis už prototipo imlumą aliejui (lentelėje 13 ir 14 pavyzdžiai).Oil absorption is one of the main indicators of pigment quality. Oil Susceptibility is the grams of linseed oil needed to coalesce pigment powder to convert 100 g of powder into a non-stick paste (g / 100 g). This ratio is 47-56 g / 100 g for the resulting pigments (Examples 1-8 in Table). This is slightly higher than the red and brown iron-containing natural and synthetic pigments with an oil-bearing capacity of 20-50 g / m 2 [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa TB, OrenHH CH // HeopraHHHecKue ΠΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. ΟΠ6 .: Xhmhs, 1992, 336 c.], But not less than the oil resistance of the prototype (Examples 13 and 14 in Table).
Išradimo įgyvendinimas iliustruojamas pavyzdžiais, kurių rezultatai pateikiami lentelėje.The invention is illustrated by the following examples, the results of which are shown in the following table.
Pavyzdžiai.Examples.
Pradinis šlamas, gautas apdorojus nuotekas panaudojant FFH (heterokoaguliaciniu būdu), turėjo tokią sudėtį, masės %: Fe2Ū3 -7,74; FeO - 0,92; ZnO - 0,28; CuO - 0,25; NiO 0,10; CaO - 0,17; Cr2O3 - 0,19; P2O5 - 0,08; H2O - 87,7 (likusius 2,57 % sudaro koordinaciniais metalais per OH grupes chemiškai surištas vanduo).The initial slurry obtained by treating the effluent using FFH (heterocoagulation) had the following composition, by weight: Fe 2 ? 3 -7.74; FeO = 0.92; ZnO - 0.28; CuO 0.25; Ni 0.10; CaO = 0.17; Cr 2 O 3 - 0.19; P 2 O 5 - 0.08; H 2 O 87.7 (the remaining 2.57% consists of water chemically bonded to coordination metals through OH groups).
Į šlamą pridedama modifikatoriaus - fosforo rūgšties Fe2O3: 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, ZnSC>4 '7 H2O. Pridedamo cinko sulfato kiekis apskaičiuojamas taip, kad šiame Fe2O3: 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 slurry is homogenized in a molar ratio of modifier phosphoric acid Fe 2 O 3: P 2 Os to 1: 0.2 as described in the prototype and left to settle. The phosphorus-containing slurry is then supplemented with a modifier, soluble zinc salt, partially, ZnSC> 4 '7 H 2 O. The amount of zinc sulfate added is calculated to give a ratio of Fe 2 O 3: ZnO of 1: (0,1-0). , 3). The modified slags are homogenized and left to stand for 5-10 hours and then heated slowly to 800-850 ° C. After production, the products are crushed and their chemical, phase and dispersion 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.The phase composition of the products obtained was determined on a Bruker AXS (Germany) 08 Advance diffractometer. Spectrophotometer ΟΦ-18 (Russia), equipped with “B” radiation source, 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., CTenHH C. H. // HeopraHHuecKHe πΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CII6.: Χημηη, 1992, 336 c.].The coloring properties (pigmentation and oil resistance) of pigments are determined according to standard procedures [KopcyHCKHH JI. Φ., KajiHHCKaa T. B., CTenHH C. H. // HeopraHHuecKHe πΗΓΜβΗΤΒΐ: CnpaBOHHHK. CII6: Χημηη, 1992, 336 c.].
Eksperimentinių tyrimų rezultataiResults of experimental studies
P+ spalvos švarumas; p++ spalvos grynumas; * Fe2O3: ZnO molinis santykis 1:0,2.P + color purity; p ++ color purity; * Fe 2 O 3 : ZnO molar ratio 1: 0.2.
Claims (1)
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 LT2010015A (en) | 2011-08-25 |
LT5803B true 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) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2086591C1 (en) | 1991-06-27 | 1997-08-10 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Method for preparing brown phosphate iron oxide pigment |
CN1310207A (en) | 2000-10-20 | 2001-08-29 | 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 |
-
2010
- 2010-02-12 LT LT2010015A patent/LT5803B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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 |
CN1310207A (en) | 2000-10-20 | 2001-08-29 | 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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BUDILOVSKIS D., JEŠČENKO L.S.: "Issliedovanije processa i produktov termoobrabotki šlamov, polučennych pri očistke stočnych vod s pomoščju feroferigidrozolia", ŽURNAL PRIKLADNOJ CHIMII, 2004, pages 1520 - 1524 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LT2010015A (en) | 2011-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hajjaji et al. | Evaluation of metal-ions containing sludges in the preparation of black inorganic pigments | |
Carneiro et al. | Red mud as a substitute coloring agent for the hematite pigment | |
Valanciene et al. | The influence of mineralogical composition on the colour of clay body | |
Gorodylova et al. | New purple-blue ceramic pigments based on CoZr4 (PO4) 6 | |
Costa et al. | Malayaite ceramic pigments prepared with galvanic sludge | |
JP5628284B2 (en) | Production of green colorants from mixed rare earth compounds and molybdenum compounds and methods for surface coating thereof | |
CN111662571B (en) | Preparation method of ceramic pigment | |
Sadeghi-Niaraki et al. | Preparation of (Fe, Cr) 2O3@ TiO2 cool pigments for energy saving applications | |
Bae et al. | Novel environment-friendly yellow pigments based on praseodymium (III) tungstate | |
El Jabbar et al. | Preparation and characterisation of green nano-sized ceramic pigments with the spinel structure AB2O4 (A= Co, Ni and B= Cr, Al) | |
Abel | Pigments for paint | |
Esteves et al. | Use of industrial wastes in the formulation of olivine green pigments | |
Calbo et al. | Minimisation of toxicity in nickel ferrite black pigment | |
Marques et al. | Synthesis of yttrium aluminate doped with Cr3+ using MgF2–Na2B4O7 as mineralizers to obtain red pigments for ceramic tiles application | |
Gong et al. | Novel red composite pigment with high thermostability from iron ore tailings: Synthesis and coloring mechanism | |
Li et al. | Effect of the Fe/Cr molar ratio and calcination temperature on the preparation of black ceramic pigment with stainless steel dust assisted by microwave processing | |
JPH05170447A (en) | Production of pigment containing cr203 | |
de Almeida Silva et al. | Production of iron pigments (Goethite and Haematite) from acid mine drainage | |
Rostampour et al. | Synthesis and characterization of the novel nano composite pigments using CoWO4 on different silica sources: A comparative study | |
US20100316560A1 (en) | Process for the production of mixed-metal-oxide inorganic pigments from industrial wastes | |
CN101544406B (en) | Method for producing red iron oxide pigment | |
Bae et al. | Optimization of NIR reflectance of (Zn, Co) AlFeO4 black pigment for LiDAR detection in autonomous vehicles | |
LT5803B (en) | Method of processing iron-containing sludge into pigmented material | |
CN105189360A (en) | Pigments of simultaneously substituted pyrochlore and related structures | |
EP2799500B1 (en) | Composite oxide black pigment and method for producing same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20170212 |