RU2073695C1 - Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя - Google Patents
Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2073695C1 RU2073695C1 RU94015581A RU94015581A RU2073695C1 RU 2073695 C1 RU2073695 C1 RU 2073695C1 RU 94015581 A RU94015581 A RU 94015581A RU 94015581 A RU94015581 A RU 94015581A RU 2073695 C1 RU2073695 C1 RU 2073695C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ash
- precipitate
- processing
- iron
- suspension
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/22—Compounds of iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя. Золу обрабатывают в водной суспензии, содержащей 50-100 г/л серной или соляной кислоты, при 50-75oC, осадок отделяют от жидкой фазы, суспензируют его в воде, вводят в полученную суспензию соединение железа в количестве 20-100 г/л по FeO, выдерживают при 70-90oC и подаче воздуха в 5-10 часов, фильтруют, промывают и прокаливают. Технический результат: улучшение условий труда путем исключения выделения хлорсодержащих газов и снижение показателя укрывистости. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения железосодержащих пигментных наполнителей из отходов производства, в частности из золы тепловых станций (ЗТС), и может быть использовано в лакокрасочной и строительной промышленности для приготовления составов защитных покрытий.
Отходы только одной действующей тепловой электростанции составляют сотни тысяч тонн в год и представляют собой золошлаковую смесь, дисперсность которой изменяется в очень широких пределах. Отрицательное воздействие ЗТС на окружающую среду связано с необходимостью содержать большие площади пылящих отвалов.
Известны способы переработки ЗТС с получением стройматериалов и, в частности, бетонов ячеистых, легких, тяжелых [1]
Известен также способ переработки ЗТС с получением железосодержащего пигментного наполнителя.
Известен также способ переработки ЗТС с получением железосодержащего пигментного наполнителя.
Данный способ предусматривает обработку ЗТС 15-20% раствором соляной кислоты, расход которой составляет 10-15% от веса ЗТС, с дальнейшим прокаливанием смеси при 200-400oC в течение 40-120 мин. В результате получается розовый, желтый или светло-желтый продукты с показателями укрывистости на уровне 120-200 г/м2 [2]
К недостаткам такого способа следует отнести то, что при прокаливании смеси выделяется значительное количество хлорсодержащих газов, что вызывает сильную коррозию технологического оборудования, и ухудшает санитарные условия труда. Кроме того, продукт имеет высокий показатель укрывистости (120 200 г/м2).
К недостаткам такого способа следует отнести то, что при прокаливании смеси выделяется значительное количество хлорсодержащих газов, что вызывает сильную коррозию технологического оборудования, и ухудшает санитарные условия труда. Кроме того, продукт имеет высокий показатель укрывистости (120 200 г/м2).
Изобретение направлено на решение задачи улучшения санитарных условий производства путем исключения выделения хлорсодержащих газов за счет введения операций фильтрации и промывки осадка водой и получения пигментного железосодержащего наполнителя с более низким показателем укрывистости.
Данная задача достигается способом переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя, включающим обработку золы минеральной кислотой и последующее прокаливание таким образом, что обработку золы проводят в водной суспензии, содержащей 50-100 г/л серной или соляной кислоты при 50-75oC, а образовавшийся осадок отделяют от жидкой фазы, промывают и прокаливают.
При этом отделенный от жидкой фазы осадок перед промывкой и прокаливанием суспензируют в воде, вводят в полученную суспензию соединение железа в количестве 20-100 г/л по FeO, выдерживают при температуре 70-90oC и подаче воздуха в течение 5-10 часов и фильтруют.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. ЗТС дисперсность не более 80 мкм (преимущественно менее 50 мкм) суспензируют в воде и вводят в суспензию серную или соляную кислоту до концентрации 50-100 г/л при отношении твердой и жидкой фаз Т:Ж 1:3,5, нагревают смесь до 50-90oC и выдерживают 3-10 часов. После указанной выдержки суспензию фильтруют, жидкую фазу (раствор серной или соляной кислоты) направляют в оборот, а осадок промывают водой и прокаливают при 800-850oC с получением пигментного железосодержащего наполнителя. При обработке ЗТС кислотой происходит извлечение части железа в раствор и за счет этого осветление осадка и повышение его дисперсности. Продукт прокаливания (продукт 1) представляет собой бежевый тонкодисперсный порошок, который обладает невысокими пигментными свойствами, укрывистость 280-300 г/м2 и может использоваться в производстве резины, линолеума и в неответственных лакокрасочных системах.
Для улучшения качества железосодержащего пигментного наполнителя в предлагаемом способе предусмотрено проведение процесса в две стадии. На первой стадии золу обрабатывают кислотой и на второй стадии отделенный осадок после кислотной обработки суспензируют в воде, добавляют в суспензию соединения железа (+2), например, FeSO4 • 7H2O, в количестве, соответствующем содержанию 20-100 г/л по FeO, и при перемешивании с пропусканием воздуха или просто воздухом выдерживают при температуре 70-90oC в течение 5-10 часов. Затем суспензию фильтруют, жидкую фазу используют в обороте на операции суспензирования осадка после кислотной обработки, а осадок промывают и прокаливают при температуре 600-850oC, получая продукт П. Содержание Fe2O3 в пигментном наполнителе - 15-25% Цвет продукта красно-коричневый или желто-коричневый. Укрывистость продукта 30-40 г/м2, что в 3-6 раз меньше, чем по прототипу.
Верхний предел концентрации кислоты 100 г/л H2SO4 или HCl обусловлен тем, что при повышении этого показателя наблюдается заметное снижение фильтруемости суспензии и растет расход кислоты. При концентрации кислоты менее 50 г/л конечный цвет пигмента имеет грязноватый оттенок (ухудшается цвет конечного продукта). Продолжительность перемешивания более 10 часов, также как и повышение температуры выше 75oC нецелесообразно, т.к. практически не влияет на фильтруемость суспензии и цвет наполнителя. При выдержке смеси менее 3-х часов и температуре ниже 50oC не достигается нужный эффект осветления золы, что снижает качество пигментного наполнителя.
При получении пигментного железооксидного наполнителя (продукта П) концентрация железа не должна быть ниже 20 г/л по FeO, т.к. при меньшей концентрации железа не образуется равномерное покрытие из железогидроксидной пленки на поверхности осадка и конечный продукт теряет яркость окрашивания, при концентрации железа более 100 г/л по FeO наблюдается значительный избыток этого компонента в отработанном растворе, что экономически невыгодно. Пределы температурного режима 70-90oC и продолжительность выдержки 5-10 ч обосновываются образованием в этих условиях необходимой модификации гидроксида железа (+3), что в свою очередь обеспечивает яркость окраски пигментного наполнителя и улучшение показателя укрывистости. Предпочтительные пределы отношений Т: Ж при обработке ЗТС кислотой или смесью кислоты с соединениями железа или при обработке осадка на второй стадии соединениями железа равны 1: 3-5. При меньшем расходе жидкой фазы суспензии становятся очень густыми и ведение процесса затрудняется. При расходе жидкой фазы более 5 объемов на 1 весовую часть твердой фазы растут потоки, объемы аппаратов и энергетические затраты на процесс.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1. Берут 1 кг ЗТС дисперсностью менее 50 мкм, содержащей (основные компоненты, масс): SiO2 54-55, Al2O3 16-17, Fe2O3 13-14, MgO 2,3-2,4, CaO 1,8-2,0, FeO 1,3-1,4, TiO2 1, суспензируют в 3 л воды и вводят в суспензию серную кислоту из расчета 50 г/л H2SO4, смесь нагревают до 75oC и выдерживают 3 часа, после чего отделяют осадок от жидкой фазы (скорость фильтрации 1 м3/м2 час), осадок промывают водой с расходом T:Ж=1:5 и прокаливают его при температуре 850oC. В результате получается продукт 1 0,98 кг бежевого пигментного наполнителя с укрывистостью 285 г/м2.
Пример 2. Берут 1 кг ЗТС дисперсностью менее 50 мкм, суспензируют в 5 л воды и вводят в суспензию серную кислоту из расчета 100 г/л, смесь нагревают до 50oC и выдерживают 10 часов при перемешивании; после чего отделяют осадок (скорость фильтрации 0,3 м3/м2•час), промывают его водой и прокаливают при 850oC. В результате получается продукт 1 - светло-бежевый пигментный наполнитель (0,95 кг) с укрывистостью 280 г/м2.
Пример 3. Берут 1 кг ЗТС дисперсностью менее 50 мкм, суспензируют в 4 л воды и вводят в суспензию соляную кислоту из расчета 75 г/л, смесь нагревают до 60oC и выдерживают 7 часов при перемешивании; после чего отделяют осадок (скорость фильтрации 0,75 м3/м2•час), промывают его водой и прокаливают при 800oC. В результате получается 0,96 кг светло-бежевого пигментного наполнителя с укрывистостью 300 г/м2.
Пример 4. Берут 1 кг ЗТС, обрабатывают ее по примеру 1, а осадок после отделения жидкой фазы суспензируют в 3 л воды, вводят в суспензию сульфат железа (+2) из расчета 20 г/л по FeO и при пропускании через смесь воздуха выдерживают при 70oC в течение 5 часов. По окончании процесса отделяют фильтрацией осадок, промывают его водой и прокаливают при 850oC с получением продукта П 1,1 кг желто-коричневого пигментного наполнителя, содержащего 18% Fe2O3, укрывистость продукта 38,1 г/м2.
Пример 5. Берут 1 кг ЗТС, обрабатывают ее по примеру 2, а осадок после отделения жидкой фазы суспензиpуют в 3 л воды, вводят в суспензию сульфат железа (+2) из расчета 100 г/л по FeO и при пропускании через смесь воздуха выдерживают при 90oC в течение 10 часов. По окончании процесса отделяют фильтрацией осадок, промывают его водой и прокаливают при 800oC с получением 1.11 кг коричневого железосодержащего пигментного наполнителя, содержащего 25% Fe2O3, укрывистость продукта 30,5 г/м2.
Пример 6. Берут 1 кг ЗТС, обрабатывают ее по примеру 3, а осадок после отделения жидкой фазы суспензируют его в 3 л воды, вводят в суспензию сульфат железа (+2) из расчета 60 г/л по FeO и при пропускании через смесь воздуха выдерживают при 80oC в течение 7 час. По окончании процесса отделяют фильтрацией осадок, промывают его водой и прокаливают при 600oC с получением 1,05 кг красно-коричневого железосодержащего пигментного наполнителя, содержащего 21% Fe2O3, укрывистость продукта 31,5 г/м2.
В таблице приведены результаты, полученные при осуществлении предлагаемого способа по примерам 1-8 и с запредельными значениями параметров (примеры 9-14), а также в соответствии с условиями прототипа (пример 15).
Из анализа экспериментальных данных, приведенных в таблице, следует, что наиболее благоприятные условия для получения из ЗТС светло-бежевого пигментного наполнителя и железоокисного пигментного наполнителя следующие: введение в водную суспензию ЗТС минеральной кислоты (H2SO4, HCl) в количестве 50-100 г/л; выдержка суспензии при температуре 50-75oC, продолжительность выдержки 3-10 часов; введение в суспензию отделенного осадка соединений железа (+2) из расчета 20-100 г/л по FeO, выдержка суспензии при пропускании воздуха и при температуре 70-90oC, продолжительность выдержки 5-10 часов.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет улучшить санитарные условия труда, а также получать пигментные наполнители с улучшенными показателями укрывистости, в 3-6 раз меньшими, чем по прототипу.
Возможность использования получаемых продуктов по предлагаемому способу в составе лакокрасочных материалов подтверждены внешней организацией (Ярославским научно-исследовательским институтом "Спектр ЛК"). В настоящее время подготовлена документация по созданию опытно-промышленного производства пигментных наполнителей.
Claims (2)
1. Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя, включающий обработку золы минеральной кислотой и последующее прокаливание, отличающийся тем, что обработку золы проводят в водной суспензии, содержащей 50 100 г/л серной или соляной кислоты, при 50 75oС, а образовавшийся осадок отделяют от жидкой фазы, промывают и прокаливают.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделенный от жидкой фазы осадок перед промывкой и прокаливанием суспендируют в воде, вводят в полученную суспензию соединение железа в количестве 20 100 г/л по FeO, выдерживают при 70 90oС и подаче воздуха в течение 5 10 ч и фильтруют.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015581A RU2073695C1 (ru) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015581A RU2073695C1 (ru) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94015581A RU94015581A (ru) | 1996-09-20 |
RU2073695C1 true RU2073695C1 (ru) | 1997-02-20 |
Family
ID=20155343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94015581A RU2073695C1 (ru) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2073695C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6503319B1 (en) * | 1996-02-14 | 2003-01-07 | Dsm N.V. | Method for preparing a mortar |
-
1994
- 1994-04-27 RU RU94015581A patent/RU2073695C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Макаров 3.3, Бобров А.А. и др. Физико-химические аспекты комплексного использования золошлаковых смесей тепловых эдектростанций. - Апатиты: издательство КНЦ АН СССР, 1991, с.115. 2. Авторское свидетельство СССР N 649732, кл.С 09 С 1/24, 1979. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6503319B1 (en) * | 1996-02-14 | 2003-01-07 | Dsm N.V. | Method for preparing a mortar |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94015581A (ru) | 1996-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU670718B2 (en) | Process for colouring building materials | |
DE2634661C2 (ru) | ||
DE2556101A1 (de) | Verfahren zur nachbehandlung von titandioxydpigmenten | |
CN101844815A (zh) | 钙矿物盐为中和剂进行二步氧化生产氧化铁红颜料的方法 | |
DE1592244B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines hochgradig titanhaltigen säurelöslichen Materials | |
RU2073695C1 (ru) | Способ переработки золы тепловых станций с получением железосодержащего пигментного наполнителя | |
US5665157A (en) | Clean color shade, yellow-tinged red iron oxide pigments, and a process for their manufacture, and their use | |
US3235635A (en) | Method of preparing perlite products | |
DE60116059T2 (de) | Verfahren zum aufbereiten und valorisieren von stahlwerksstäuben | |
CA2228562A1 (en) | A method of preparing inorganic pigments, inorganic pigments obtained thereby, and an installation for implementing such a method | |
DE1933291A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur pyrogenen Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid | |
CA2704450C (en) | Process for recycling spent pot linings (spl) from primary aluminium production | |
DE10311550A1 (de) | Eisenoxidpigmente | |
CN1108618A (zh) | 含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法 | |
RU2471836C1 (ru) | Способ получения железооксидных пигментов | |
RU2047631C1 (ru) | Способ получения железоокисных пигментов | |
US2643226A (en) | Water fluoridation and impurity coagulation | |
RU114683U1 (ru) | Установка для получения железооксидного пигмента из шлама станции водоподготовки | |
RU2106372C1 (ru) | Способ получения оболочкового пигмента | |
EP0392778B1 (en) | Production process of purified pigments, and purified pigments | |
CN110791124A (zh) | 纳米无机颜料及其制备方法 | |
RU2701939C1 (ru) | Способ получения железооксидных пигментов | |
SU1004308A1 (ru) | Способ получени кварцсодержащего наполнител | |
CN107445655A (zh) | 从萤石废液提取硅肥的工艺 | |
US2003850A (en) | Colored granule and method of making same |