RU2346018C1 - Method of obtaining black iron oxide pigment - Google Patents

Method of obtaining black iron oxide pigment Download PDF

Info

Publication number
RU2346018C1
RU2346018C1 RU2007117268/15A RU2007117268A RU2346018C1 RU 2346018 C1 RU2346018 C1 RU 2346018C1 RU 2007117268/15 A RU2007117268/15 A RU 2007117268/15A RU 2007117268 A RU2007117268 A RU 2007117268A RU 2346018 C1 RU2346018 C1 RU 2346018C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron oxide
red mud
fraction
oxide pigment
black iron
Prior art date
Application number
RU2007117268/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007117268A (en
Inventor
Галина В чеславовна Исмагилова (RU)
Галина Вячеславовна Исмагилова
Мари Петровна Колесникова (RU)
Мария Петровна Колесникова
Андрей Иванович Кузнецов (RU)
Андрей Иванович Кузнецов
Сергей Гаврилович Купцов (RU)
Сергей Гаврилович Купцов
Евгени Алексеевна Никоненко (RU)
Евгения Алексеевна Никоненко
дева Мари Сергеевна Рухл (RU)
Мария Сергеевна Рухлядева
Владимир Иванович Соколов (RU)
Владимир Иванович Соколов
Original Assignee
Мария Петровна Колесникова
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 Мария Петровна Колесникова filed Critical Мария Петровна Колесникова
Priority to RU2007117268/15A priority Critical patent/RU2346018C1/en
Publication of RU2007117268A publication Critical patent/RU2007117268A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2346018C1 publication Critical patent/RU2346018C1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention pertains to production of black iron oxide pigments and can be used in paint and coating industry. The black iron oxide pigment is obtained from burning red mud - aluminous production waste. Before burning, the red mud is sorted according to size, with selection of the 0.02 mm fraction and further selection of the 0.02-0.045 mm fraction. These fractions are burnt in a controlled atmosphere with oxygen deficiency at 500-1000°C temperature.
EFFECT: obtaining iron oxide pigment of a pure black colour with 8-10 g/m2 coverage using aluminous production wastes - red mud, without more raw materials and additives and pollution of the environment.
1 tbl

Description

Изобретение относится к производству неорганических пигментов, а именно железоокисных пигментов черного цвета, и может быть использовано в лакокрасочной промышленности, производстве строительных и других пигментированных материалов.The invention relates to the production of inorganic pigments, namely iron oxide pigments of black color, and can be used in the paint and varnish industry, the production of building and other pigmented materials.

Известен способ получения железоокисных пигментов со структурой γ-Fe2O3, содержащих 0,1-12,0% SiO2 и 0,02-5,0% Al2O3, путем обжига смеси Fe3O4, SiO2, Al2O3 при 200-700°С при подаче воздуха и кислорода. Способ предназначен для получения пигментов коричневого цвета. Недостатком данного способа является нестабильность химического состава, что не исключает появление различных оттенков.A known method of producing iron oxide pigments with a structure of γ-Fe 2 O 3 containing 0.1-12.0% SiO 2 and 0.02-5.0% Al 2 O 3 by burning a mixture of Fe 3 O 4 , SiO 2 , Al 2 O 3 at 200-700 ° C with the supply of air and oxygen. The method is intended to produce brown pigments. The disadvantage of this method is the instability of the chemical composition, which does not exclude the appearance of various shades.

Известен также способ получения красного железоокисного пигмента из красного шлама, отхода глиноземного производства, путем его прокаливания в смеси с фосфомелом.There is also known a method for producing red iron oxide pigment from red mud, waste from alumina production, by calcining it in a mixture with phosphomel.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Способ получения железоокисных пигментов». [Патент №2047631. Заявлен 17.08.1992. Опубликован 10.11.1995. Авторы - Калиниченко И.И., Соколов В.И., Никоненко Е.А., Колесникова М.П., Пуртов А.И.]. В данном способе предварительно производится разделение по классам крупности с отбором фракции частиц не крупнее 0,02 мм, и прокаливание этой фракции при 290-850°С. Пигменты получаются чистого красного цвета за счет α-Fe2O3.Closest to the technical nature of the claimed invention is a "Method for producing iron oxide pigments." [Patent No. 2047631. Declared August 17, 1992. Published on November 10th, 1995. Authors - Kalinichenko II, Sokolov VI, Nikonenko EA, Kolesnikova MP, Purtov AI]. In this method, separation is preliminarily performed according to size classes with the selection of a fraction of particles no larger than 0.02 mm, and calcination of this fraction at 290-850 ° C. The pigments are pure red due to α-Fe 2 O 3 .

Недостатком данного способа является невозможность получения черного пигмента вследствие малого количества в отобранной фракции сульфидной серы, которая необходима для восстановления Fe(III) до Fe(II).The disadvantage of this method is the inability to obtain black pigment due to the small amount in the selected fraction of sulfide sulfur, which is necessary for the reduction of Fe (III) to Fe (II).

Задачей изобретения является получение пигмента черного цвета за счет дополнительного отбора фракции от 0,02 до 0,045 мм, содержащей более высокое количество сульфидной серы при сохранении однородности дисперсного состава и укрывистости 8-10 г/м2. [Калиниченко И.И., Колесникова М.П., Никоненко Е.А., Соколов В.И., Пуртов А.И. Гранулометрический состав красных шламов. Депон. ВИНИТИ, 27.09.96, №2892 - В96, Москва, 1996. - 5 с.].The objective of the invention is to obtain a black pigment due to the additional selection of a fraction from 0.02 to 0.045 mm containing a higher amount of sulfide sulfur while maintaining uniformity of the dispersed composition and a spreading rate of 8-10 g / m 2 . [Kalinichenko I.I., Kolesnikova M.P., Nikonenko E.A., Sokolov V.I., Purtov A.I. Granulometric composition of red mud. Depot. VINITI, September 27, 1996, No. 2892 - B96, Moscow, 1996. - 5 p.].

Эта задача решается тем, что красный шлам перед прокаливанием разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,02 мм и дополнительно от 0,02 до 0,045 мм, причем прокаливание этих фракций осуществляют в контролируемой атмосфере (восстановительная атмосфера, инертные газы, вакуум) при температуре 500-1000°С.This problem is solved in that the red mud before calcination is divided into size classes with a selection of fractions up to 0.02 mm and an additional 0.02 to 0.045 mm, moreover, these fractions are calcined in a controlled atmosphere (reducing atmosphere, inert gases, vacuum) at temperature 500-1000 ° С.

Повышение содержания сульфидной серы за счет дополнительного отбора фракции от 0,02 до 0,045 мм и понижение содержания кислорода в газовой фазе приводит к образованию в пигменте смешанных оксидов железа, что обуславливает черный цвет получаемого пигмента, а наличие крупности не более 0,045 мм обеспечивает достаточную однородность состава и укрывистость полученного пигмента.An increase in the content of sulfide sulfur due to an additional selection of the fraction from 0.02 to 0.045 mm and a decrease in the oxygen content in the gas phase leads to the formation of mixed iron oxides in the pigment, which leads to the black color of the resulting pigment, and the presence of fineness of not more than 0.045 mm ensures sufficient uniformity of composition and hiding power of the obtained pigment.

Нижний предел температурного интервала прокаливания обусловлен тем, что при 500°С начинается восстановление Fe2O3 до FeO и Fe3O4. Верхний предел составляет 1000°С, так как при более высокой температуре начинается спекание пигмента.The lower limit of the temperature range of calcination is due to the fact that at 500 ° С the reduction of Fe 2 O 3 to FeO and Fe 3 O 4 begins. The upper limit is 1000 ° C, since pigment sintering begins at a higher temperature.

Заявленным способом осуществлялось получение черного железоокисного пигмента из красного шлама, взятого из отвалов Богословского алюминиевого завода, следующего химического состава в пересчете на оксиды, мас.%: Fe2O3 - 35,4; Al2O3 - 14,6; СаО - 11,5; S - 1,36; TiO2 - 3,9; SiO2 - 7,5; Na2O - 3,4; CO2 - 3,5 (без ППП).The claimed method was obtained black iron oxide pigment from red mud, taken from the dumps of the Bogoslovsky aluminum plant, the following chemical composition in terms of oxides, wt.%: Fe 2 O 3 - 35.4; Al 2 O 3 - 14.6; CaO - 11.5; S is 1.36; TiO 2 - 3.9; SiO 2 - 7.5; Na 2 O - 3.4; CO 2 - 3.5 (without IFR).

Пробу красного шлама массой 35 кг с влажностью 39% разделяли по классам крупности. Отбирали фракцию не крупнее 0,045 мм, которая имела следующий химический состав в пересчете на оксиды, мас.%: Fe2O3 - 43,0; Al2O3 - 13,5; CaO - 7,0; S - 1,2; TiO2 - 3,8; SiO2 - 6,5 (без ППП). Выход фракции 89,9%.A sample of red sludge weighing 35 kg with a moisture content of 39% was divided into size classes. A fraction no larger than 0.045 mm was selected, which had the following chemical composition in terms of oxides, wt.%: Fe 2 O 3 - 43.0; Al 2 O 3 - 13.5; CaO - 7.0; S is 1.2; TiO 2 - 3.8; SiO 2 - 6.5 (without IFR). The yield of the fraction is 89.9%.

После разделения по классам крупности отобранную фракцию отфильтровывали, промывали до pH промывных вод, равного 8,5, и высушивали, после чего пробу делили на части и прокаливали по различным режимам. В таблице приведены технологические параметры и характеристики целевого продукта, полученного заявленным способом. Химический состав продукта определяется составом фракции - 0,045 мм. Отличием от прототипа является цвет пигмента, больший процент выхода полезной фракции, температурный интервал, использование сульфидной серы в качестве восстановителя.After separation by size classes, the selected fraction was filtered off, washed to a pH of washings of 8.5, and dried, after which the sample was divided into parts and calcined in various modes. The table shows the technological parameters and characteristics of the target product obtained by the claimed method. The chemical composition of the product is determined by the composition of the fraction - 0.045 mm The difference from the prototype is the color of the pigment, a larger percentage of the yield of the useful fraction, the temperature range, the use of sulfide sulfur as a reducing agent.

Определение цвета и укрывистости полученного пигмента проводилось на основании стандартных методик. [Добровольский И., Большаков А. и др. Методы технического анализа пигментного производства. Челябинск, Южно-Уральское книжное издательство, 1973. С.212-213].The determination of color and hiding power of the obtained pigment was carried out on the basis of standard methods. [Dobrovolsky I., Bolshakov A. et al. Methods of technical analysis of pigment production. Chelyabinsk, South Ural Book Publishing House, 1973. P.212-213].

Использование заявляемого способа обеспечивает следующие технические результаты:Using the proposed method provides the following technical results:

- получение железоокисного пигмента чистого черного цвета с укрывистостью 8-10 г/м2;- obtaining iron oxide pigment of a pure black color with a hiding power of 8-10 g / m 2 ;

- использование отхода производства глинозема - красного шлама (до 90%) без дополнительного сырья и добавок;- use of waste from the production of alumina - red mud (up to 90%) without additional raw materials and additives;

- полное отсутствие вредных выбросов в окружающую среду;- complete absence of harmful emissions into the environment;

- использование для восстановления Fe(III) в Fe(II) сульфидной серы, имеющейся в составе исходного шлама.- use for the reduction of Fe (III) in Fe (II) sulfide sulfur, which is present in the composition of the initial slurry.

Таблица 1Table 1 Характеристика полученных пигментовCharacterization of the obtained pigments Класс крупности, мм. Масса пробы, кгFineness class, mm. Sample weight, kg Температура прокаливания, °СCalcination temperature, ° С СредаWednesday ЦветColor Остаток после мокрого просеивания на сите 0063, %The residue after wet sieving on a sieve 0063,% Укрывистость, г/м2 Spreading rate, g / m 2 Диспергируемость, мкмDispersibility, microns По заявляемому способуAccording to the claimed method Мельче 0,045 мм Масса 31 кгFiner 0.045 mm weight 31 kg 290290 Восстановительная атмосфераRestorative atmosphere КоричневыйBrown 0,050.05 99 2828 АргонArgon КоричневыйBrown 0,050.05 99 2828 Вакуум P~1,10-3 атмVacuum P ~ 1.10 -3 atm КоричневыйBrown 0,050.05 99 2828 500500 Восстановительная атмосфераRestorative atmosphere Серо-черныйGray black 0,040.04 99 2727 АргонArgon Серо-черныйGray black 0,040.04 88 2727 Вакуум P~1,10-3 атмVacuum P ~ 1.10 -3 atm Серо-черныйGray black 0,040.04 88 2727 850850 Восстановительная атмосфераRestorative atmosphere Чистый черныйPure black 0,030,03 1010 30thirty АргонArgon Чистый черныйPure black 0,030,03 1010 30thirty Вакуум P~1,10-3 атмVacuum P ~ 1.10 -3 atm Чистый черныйPure black 0,030,03 1010 30thirty 10001000 Восстановительная атмосфераRestorative atmosphere Чистый черныйPure black 0,050.05 1010 30thirty АргонArgon Чистый черныйPure black 0,050.05 1010 30thirty Вакуум P~1,10-3 атмVacuum P ~ 1.10 -3 atm Чистый черныйPure black 0,050.05 1010 30thirty По способу - прототипуAccording to the method of the prototype Мельче 0,02 мм. Масса 24 кгSmaller than 0.02 mm. Weight 24 kg 290290 ВоздухAir Темно-красныйDark red 0,050.05 99 3232 500500 ВоздухAir Чистый красныйPure red 0,030,03 77 2727 850850 ВоздухAir Чистый красныйPure red 0,050.05 11eleven 30thirty

Claims (1)

Способ получения черного железоокисного пигмента из красного шлама - отхода глиноземного производства, включающий его прокаливание, отличающийся тем, что красный шлам перед прокаливанием разделяют по классам крупности с отбором фракции до 0,02 мм и дополнительно от 0,02 до 0,045 мм, причем прокаливание этих фракций осуществляют в контролируемой атмосфере с недостатком кислорода при температуре 500-1000°С. A method of obtaining a black iron oxide pigment from red mud - waste from alumina production, including calcining it, characterized in that the red mud before calcination is divided into size classes with a fraction of up to 0.02 mm and optionally from 0.02 to 0.045 mm, and calcining these fractions are carried out in a controlled atmosphere with a lack of oxygen at a temperature of 500-1000 ° C.
RU2007117268/15A 2007-05-08 2007-05-08 Method of obtaining black iron oxide pigment RU2346018C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007117268/15A RU2346018C1 (en) 2007-05-08 2007-05-08 Method of obtaining black iron oxide pigment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007117268/15A RU2346018C1 (en) 2007-05-08 2007-05-08 Method of obtaining black iron oxide pigment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007117268A RU2007117268A (en) 2008-11-20
RU2346018C1 true RU2346018C1 (en) 2009-02-10

Family

ID=40240877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007117268/15A RU2346018C1 (en) 2007-05-08 2007-05-08 Method of obtaining black iron oxide pigment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2346018C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547487C2 (en) * 2013-08-13 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Палитра" Method of obtaining brown iron oxide pigment
RU2607584C2 (en) * 2015-02-25 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Палитра" Method of producing iron oxide pigments with anticorrosion properties
RU2701939C1 (en) * 2019-04-12 2019-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Гидрогранатовые пигменты" Method of producing iron oxide pigments
RU2732900C1 (en) * 2020-02-17 2020-09-24 Общество с ограниченной ответственностью "Иркутская нефтяная компания" (ООО "ИНК") Composition for inhibiting hydrate formation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕЛЕНЬКИЙ Е.Ф., РИСКИН И.В. Химия и технология пигментов. - Л.: Химия, 1974, с.401-404. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547487C2 (en) * 2013-08-13 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Палитра" Method of obtaining brown iron oxide pigment
RU2607584C2 (en) * 2015-02-25 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Палитра" Method of producing iron oxide pigments with anticorrosion properties
RU2701939C1 (en) * 2019-04-12 2019-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Гидрогранатовые пигменты" Method of producing iron oxide pigments
RU2732900C1 (en) * 2020-02-17 2020-09-24 Общество с ограниченной ответственностью "Иркутская нефтяная компания" (ООО "ИНК") Composition for inhibiting hydrate formation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007117268A (en) 2008-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Forés et al. Cobalt minimisation in willemite (CoxZn2− xSiO4) ceramic pigments
RU2346018C1 (en) Method of obtaining black iron oxide pigment
US20080182743A1 (en) Methods of Heat-Treating Particulate Material
Obata et al. Synthesis of nano CoAl2O4 pigment for ink-jet printing to decorate porcelain
JPH027983B2 (en)
Calza et al. Analysis of paintings from the nineteenth century Brazilian painter Rodolfo Amoedo using EDXRF portable system
CN111517654A (en) Photocatalytic fluorescent ceramic glaze
CN102515782B (en) Method for sintering Chinese Jun porcelain at oxidizing atmosphere with addition of nano-material
AU2006202780A1 (en) Pigment/auxiliary combination having improved colour properties
CN109020213A (en) A kind of your porcelain sky blue glaze and preparation method thereof, your porcelain
RU2547487C2 (en) Method of obtaining brown iron oxide pigment
CZ416298A3 (en) Varnish and printing inks containing modified carbon black
Mairinger et al. Deterioration and preservation of Carolingian and mediaeval mural paintings in the Müstair Convent (Switzerland) Part II: Materials and rendering of the Carolingian wall paintings
CN1890194A (en) Process for colouring ceramic materials
KR20020015538A (en) The method of preparing glaze for chinaware and its application method
Vilarinho et al. Red mud valorization in stoneware pastes: Technical and environmental assessment
Rukhlyadeva et al. Production of black iron oxide from red mud
Brooke et al. The Bottesford Blue mystery: a Raman spectroscopic study of post‐mediaeval glazed tiles
Čiuladienė et al. From model to artefact: Versatile characterization of cinnabar, red lead and realgar red paints for rubrics and miniatures
JPH06256022A (en) Purely red pigment produced directly by iron oxide, method for production thereof and use thereof
RU2047631C1 (en) Method of iron oxide pigment preparing
CN112011195A (en) High-performance ferrotitanium yellow inorganic pigment and preparation method thereof
RU2237075C2 (en) Method for preparing white color pigment
Della et al. Heteromorphic Hematite Pigments Obtained from Steel Scrap and Encapsulated in Amorphous Silica for Porcelainized Stoneware
Čiuladienė et al. Study of the red iron paints for rubrics and miniatures: accelerated aging and analytical data

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130509