Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Способы получения керами-ческих пигментов на основе промышленных отходов

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ

НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

 

В связи с возрастанием, в условиях рыночной экономики, требований к качеству и ассортименту выпускаемой отечественной продукции, керамические краски нового поколения находят все более широкое применение для декорирования изделий из фарфора, фаянса, майолики и т.д. [1]

В настоящее время керамические пигменты получают, как правило, высокотемпературным синтезом из чистых химических веществ, что обуславливает их высокую стоимость. Исходя их вышеизложенного, представляется целесообразным обратиться к отходам промышленного производства, содержащего цветонесущие компоненты. При этом решаются вопросы, связанные с созданием ресурсо- и энергосберегающей, а также экологически безопасной технологии.

В данной работе приведены результаты исследований методами предварительной химической обработки – отходы отработанных катализаторов харьковского завода им. Малышева (ОКМ), а также термической – отходы электрополировки металлов электроискровым методом (ОЭМ). Выбор отходов обоснован их количеством, связанным с ритмичностью производства, эффективностью метода их утилизации. На основании этих данных обоснован и способ обработки этих отходов.

Для утилизации отходов ОКМ, представляющих собой раствор с содержанием до 55% оксида хрома, нами был использован химический метод – осаждение. Так как в вышеуказанном растворе находится оксид шестивалентного хрома, который вследствие высокой степени токсичности представляет опасность для здоровья человека, то его восстанавливали до трехвалентного хрома по реакции

Na2Cr2O7+4H2SO4+3Na2SO3=Cr2(SO4)3+4Na2SO4+4H2O.

Образовавшийся сульфат хрома (111) осаждали щелочью до получения зеленого осадка Cr (OH)3.

Cr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3¯+3Na2SO4.

После фильтрации полученный осадок в виде Cr(OH)3 был выпущен при температуре 200°С до образования Cr2O3 в виде порошка зеленого цвета.

Для переработки отходов ОЭМ был использован метод термической обработки. Исходный отход представлял собой порошок светло-зеленого цвета с содержанием цветонесущих компонентов (оксиды хрома, никеля, железа, марганца).

Проведенные в условиях АО «Будянский фаянс» технологические испытания красок (подглазурное декорирование) на основе необработанных отходов (обжиг в течение 22 часов при температуре до 1150°С) показали, что полученные керамические изделия не всегда соответствовали требованиям к качеству выпускаемой продукции. В частности, декор на основе отхода ОЭМ имел дефект, обусловленный плохой смачивающей способностью керамической краски, что можно объяснить присутствием органических веществ в составе отхода. Следует отметить, что цвет пигмента после обжига изменился со светло-зеленого на темно-коричневый, что указывает на неустойчивость соединений краски к действию высоких температур, на что указывается также в работе [2].

Учитывая причину возникновения дефектов декора, на основе ОЭМ, нами была проведена предварительная термообработка этого состава с целью удаления органических примесей и повышения стабильности окрашивания после декорирования изделий. Термообработка проводилась по режиму: температура прокаливания ~900°С, время ~2 часа. В результате был получен порошок темно-коричневого цвета. Результаты рентгенофазового анализа (РФА) не прокаленных и термообработанных порошков показали, что в порошке ОЭМ в качестве кристаллических новообразований присутствуют MgAlCrO4, (Mg,Fe)SiO3, FeAl2O4, NiFe2O4, Mn2AlO4, которые и придают порошку стабильный темно-коричневый цвет. Полученные же данные дифференциально-термического анализа (ДТА) не прокаленного и термообработанного отхода дают возможность сделать вывод, что в процессе предварительного прокаливания отхода ОЭМ органические вещества практически удалены и завершены процессы образования кристаллических соединений, обеспечивающих устойчивый темно-коричневый цвет пигменту.

1 2