RU2683100C1 - Method for obtaining mineral iron-containing pigments and fillers - Google Patents
Method for obtaining mineral iron-containing pigments and fillers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683100C1 RU2683100C1 RU2017142069A RU2017142069A RU2683100C1 RU 2683100 C1 RU2683100 C1 RU 2683100C1 RU 2017142069 A RU2017142069 A RU 2017142069A RU 2017142069 A RU2017142069 A RU 2017142069A RU 2683100 C1 RU2683100 C1 RU 2683100C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fillers
- production
- fraction
- pigment
- feedstock
- 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
- C09C1/24—Oxides of iron
-
- 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
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
- C09C3/041—Grinding
Abstract
Description
Изобретение относится к производству неорганических пигментов, а именно железооксидных, и может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в промышленности строительных материалов, производстве резинотехнических изделий и инженерных пластиков, производстве эмалей, керамики.The invention relates to the production of inorganic pigments, namely iron oxide, and can be used in the paint and varnish industry, in the industry of building materials, the production of rubber products and engineering plastics, the production of enamels, ceramics.
Из уровня техники известны способы получения железооксидных пигментов с использованием в качестве исходного сырья природных минералов и различных техногенных отходов, в частности металлургического производства (статья «Пигмент для окраски кирпича и бетона на основе отхода «пыли металлургического производства» Е.Н. Федосеева, А.Д. Зорин, В.Ф. Занозина, Н.В. Кузнецова, Л.В. Кабанова, Л.Е. Самсонова; Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2013, №4(1), с. 103-108).The prior art methods for producing iron oxide pigments using natural minerals and various industrial wastes as raw materials, in particular metallurgical production (article “Pigment for painting bricks and concrete based on waste“ dust from metallurgical production ”, E. N. Fedoseeva, A. D. Zorin, V.F. Zanozina, N.V. Kuznetsova, L.V. Kabanova, L.E. Samsonova; Bulletin of the Nizhny Novgorod University named after N.I. Lobachevsky, 2013, No. 4 (1), p. 103 -108).
Известен способ (патент РФ №2057154, кл. С09С 1/24, опубл. 23.03.1996) получения коричневого железосодержащего пигмента из шламов мелкодисперсной пыли мартеновского и электросталеплавильного производства, недостатком которого является использование гидротермальной обработки сырья с последующей отмывкой готового продукта и его термической обработкой.A known method (RF patent No. 2057154, class С09С 1/24, publ. 23.03.1996) for obtaining brown iron-containing pigment from sludges of fine dust from open-hearth and electric steelmaking, the disadvantage of which is the use of hydrothermal processing of raw materials with subsequent washing of the finished product and its heat treatment .
Известен способ получения железооксидных пигментов из отходов водоочистки с содержанием железа не менее 42% (патент РФ №2471836, О.Д. Лукашевич, Н.Т. Усова, Л.В. Герб, О.Ю. Гончаров, опубл. 10.01.2013 Бюл. №1). Изобретение позволяет утилизировать отходы металлургического производства с получением железооксидных пигментов для цветных бетонов, тротуарной плитки, грунтовок, эмалей, красок. Недостатком описанной технологии является использование сложной многостадийной технологии, что сказывается на энергопотреблении.A known method of producing iron oxide pigments from waste water with an iron content of at least 42% (RF patent No. 2471836, O.D. Lukashevich, N.T. Usova, L.V. Gerb, O.U. Goncharov, publ. 10.01.2013 Bull. No. 1). The invention allows to utilize waste from metallurgical production to obtain iron oxide pigments for colored concrete, paving slabs, primers, enamels, paints. The disadvantage of the described technology is the use of complex multi-stage technology, which affects energy consumption.
Также известен способ получения железоокисных пигментов, включающих оксиды железа, кремния, алюминия, кальция, магния, натрия, калия и марганца, отличающихся тем, что, с целью улучшения перетираемости пигмента при расширении его цветовой гаммы, он дополнительно содержит оксид цинка (патент SU №1033517, Г.В. Голов, Н.Н. Кочетов, В.И. Червякова, В.Г. Жуков, К.С. Коноплева, Н.В. Лучина, В.К. Сухотин, В.А. Свистунов, опубл. 07.08.1983 Бюл. №29). Недостатками известного способа являются трудности в получении величины зерна требуемой мелкой фракции.Also known is a method of producing iron oxide pigments, including oxides of iron, silicon, aluminum, calcium, magnesium, sodium, potassium and manganese, characterized in that, in order to improve the abrasion of the pigment while expanding its color gamut, it additionally contains zinc oxide (patent SU No. 1033517, G.V. Golov, N.N. Kochetov, V.I. Chervyakova, V.G. Zhukov, K.S. Konopleva, N.V. Luchina, V.K. Sukhotin, V.A. Svistunov, publ. 07.08.1983 Bull. No. 29). The disadvantages of this method are the difficulties in obtaining the grain size of the required fine fraction.
Наиболее близким из известных к описываемому изобретению является способ получения железооксидных пигментов из шлама газоочистки конверторного производства разделенного на фракции. Отделяют фракции крупностью до 10 мм, обезвоживают ее путем сушки при температуре 70-110°С до влажности не более 5%, измельчают до размера частиц не более 300 мкм. Для расширения цветовой гаммы продукт прокалывают после измельчения при 300-900°С. (патент РФ №2256679, Л.Л. Каленистов, Ждамаров А.В., опубл. 20.07.2005 Бюл. №20). Описанный метод заключается в сушке и измельчении с последующим прокаливанием, что не исключает процессов агломерации частиц пигмента.The closest known to the described invention is a method for producing iron oxide pigments from sludge gas purification Converter production divided into fractions. The fractions with a particle size of up to 10 mm are separated, dehydrated by drying at a temperature of 70-110 ° C to a moisture content of not more than 5%, and crushed to a particle size of not more than 300 microns. To expand the color gamut, the product is punctured after grinding at 300-900 ° C. (RF patent No. 2256679, L.L. Kalenistov, A. Zhdamarov, publ. 07.20.2005 Bull. No. 20). The described method consists in drying and grinding, followed by calcination, which does not exclude the agglomeration of pigment particles.
Задачей настоящего изобретения является получение железооксидных пигментов из отходов - пыли газоочистки электрометаллургического производства. Конечный продукт - пигмент-наполнитель нескольких оттенков коричневого цвета с содержанием оксидов железа до 75%.The objective of the present invention is to obtain iron oxide pigments from waste - dust gas purification electrometallurgical production. The final product is a pigment filler of several shades of brown with an iron oxide content of up to 75%.
Задача решается тем, что в заявленном способе получения железосодержащих минеральных пигментов и наполнителей в качестве исходного сырья используются неиспользуемые отходы электрометаллургического производства - пыль газоочистки. Исходное сырье подвергают сухой магнитной сепарации и отделяют магнитную фракцию. Полученную фракцию подвергают термической обработке при температуре от 500 до 1000°С. Обожженный материал после охлаждения измельчают в роторно-вихревой мельнице и отбирают фракцию менее 45 мкм.The problem is solved in that in the claimed method for producing iron-containing mineral pigments and fillers, unused waste from electrometallurgical production — gas cleaning dust — is used as a feedstock. The feedstock is subjected to dry magnetic separation and the magnetic fraction is separated. The resulting fraction is subjected to heat treatment at a temperature of from 500 to 1000 ° C. After cooling, the calcined material is ground in a rotary vortex mill and a fraction of less than 45 μm is taken.
Заявленный способ получения пигментов-наполниетлей можно проиллюстрировать следующими примерами.The claimed method of producing pigment fillers can be illustrated by the following examples.
Пример 1. В качестве исходного сырья использовали пыль газоочистки электросталеплавильного производства следующего состава, мас. %: FeO3 - 75; Al2O3 - 0,6; СаО - 9,5; MgO - 4; SiO2 - 5,5; MnO - 5; С - 1; S - 0,02. Пыль газоочистки электросталеплавильного производства после магнитной сепарации подвергали термической обработке в течении 1 часа при температуре 500°С. После охлаждения обожженный материал измельчали в роторно-вихревой мельнице и отбирали фракцию менее 45 мкм. В результате был получен пигмент-наполнитель следующего цвета: коричневый марс (цвет имеет приблизительную длину волны в 612 nm, что соответствует международному классификатору RAL 8016 / Mahogany brown).Example 1. As the feedstock used dust gas treatment of electric furnace production of the following composition, wt. %: FeO 3 - 75; Al 2 O 3 - 0.6; CaO - 9.5; MgO - 4; SiO 2 - 5.5; MnO - 5; C - 1; S is 0.02. The gas treatment dust from electric steelmaking after magnetic separation was subjected to heat treatment for 1 hour at a temperature of 500 ° C. After cooling, the calcined material was ground in a rotary vortex mill and a fraction of less than 45 μm was taken. The result was a pigment filler of the following color: brown Mars (color has an approximate wavelength of 612 nm, which corresponds to the international classifier RAL 8016 / Mahogany brown).
Пример 2. Пигмент-наполнитель, полученный по примеру 1, отличающийся тем, что термическую обработку проводили при температуре 700°С. В результате был получен пигмент-наполнитель следующего цвета: умбра натуральная (цвет имеет приблизительную длину волны в 613nm, что соответствует международному классификатору RAL 8016 / Mahogany brown).Example 2. The pigment filler obtained in example 1, characterized in that the heat treatment was carried out at a temperature of 700 ° C. The result was a pigment filler of the following color: natural umber (the color has an approximate wavelength of 613nm, which corresponds to the international classifier RAL 8016 / Mahogany brown).
Пример 3. Пигмент-наполнитель, полученный по примеру 1, отличающийся тем, что термическую обработку проводили при температуре 900°С. В результате был получен пигмент-наполнитель следующего цвета: гематит холодный (цвет имеет приблизительную длину волны в 620nm, что соответствует международному классификатору RAL 3007 / Black red).Example 3. The pigment filler obtained in example 1, characterized in that the heat treatment was carried out at a temperature of 900 ° C. The result was a pigment filler of the following color: cold hematite (the color has an approximate wavelength of 620 nm, which corresponds to the international classifier RAL 3007 / Black red).
Пример 4. Пигмент-наполнитель полученный по примеру 1, отличающийся тем, что термическую обработку проводили при температуре 950°С. В результате был получен пигмент-наполнитель следующего цвета: умбра жженая (цвет имеет приблизительную длину волны в 614nm, что соответствует международному классификатору RAL 8004 / Copper brown).Example 4. The pigment filler obtained in example 1, characterized in that the heat treatment was carried out at a temperature of 950 ° C. The result was a pigment filler of the following color: burnt umber (the color has an approximate wavelength of 614 nm, which corresponds to the international classifier RAL 8004 / Copper brown).
Химический состав полученных пигментов представлен в таблице 1.The chemical composition of the obtained pigments is presented in table 1.
Фракционный состав пигмента определяли с использованием лазерного анализатора размеров частиц FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec PLUS. Результаты представлены на рисунке 1 и в таблице 2, данные которых указывают на то, что основная масса частиц пигментов сосредоточена в диапазоне от 2 до 20 мкм. Микроструктура пигмента представлена на рисунке 2.The pigment fractional composition was determined using a FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec PLUS laser particle size analyzer. The results are presented in Figure 1 and Table 2, the data of which indicate that the bulk of the pigment particles is concentrated in the range from 2 to 20 μm. The pigment microstructure is shown in Figure 2.
При исследовании технологических свойств полученных по примерам 1-4 пигментов были установлены следующие показатели:In the study of the technological properties obtained in examples 1-4 of pigments, the following indicators were established:
- показатель маслопоглощения 31 мл/100 г пигмента;- oil absorption rate of 31 ml / 100 g of pigment;
- показатель маслопоглощения 28,8 г/100 г пигмента;- oil absorption rate of 28.8 g / 100 g of pigment;
- удельная электропроводность водного экстракта пигмента R=786 Ом⋅м;- specific conductivity of the aqueous pigment extract R = 786 Ohm⋅m;
- электропроводность водной вытяжки пигмента R=16,90 Ом⋅м;- electrical conductivity of the aqueous extract of the pigment R = 16.90 Ohm⋅m;
- кислотное число пигмента K=10,6 мл, пигмент имеет щелочную реакцию среды;- the acid number of the pigment K = 10.6 ml, the pigment has an alkaline reaction of the medium;
- рН водной вытяжки пигмента=11,105;- pH of the aqueous pigment extract = 11.105;
- содержание летучих - 0,87% масс;- volatile content - 0.87% of the mass;
- термическая стойкость до видимого изменения цвета 250 и 500°С при использовании связующего и без него;- thermal resistance to a visible color change of 250 and 500 ° C when using a binder and without it;
- укрывистость 38,6 г/м2;- hiding power 38.6 g / m 2 ;
- относительная красящая способность 120%;- relative coloring ability of 120%;
- эквивалентная красящая способность 83:100;- equivalent coloring ability 83: 100;
- объем после уплотнения 100 мл пигмента V=95 мл;- volume after compaction of 100 ml of pigment V = 95 ml;
- кажущаяся (насыпная плотность) ρ=1 г/ см3;- apparent (bulk density) ρ = 1 g / cm 3 ;
- истинная плотность ρ=3,33 г/см3.- true density ρ = 3.33 g / cm 3 .
Полученные данные указывают на то, полученные по заявляемому способу пигменты-наполнители на основе железосодержащих пылевидных отходов электрометаллургического производства отличаются однородностью фракционного и химического состава, обладают глубоким цветом с высокой укрывающей способностью и светостойкостью, высокой красящей способностью. Такие пигменты могут найти применение для наполнения и окраски резин и резинотехнических изделий, бетона и бетонных смесей, клинкерного облицовочного кирпича, полимеров и инженерных пластиков. Для производства художественных масляных и акриловых красок, водоэмульсионных красок и грунтовок, грунтов и эмалей на органической основе.The data obtained indicate that pigment fillers based on the inventive method based on iron-containing pulverized wastes of electrometallurgical production are distinguished by uniformity of fractional and chemical composition, have a deep color with high covering power and light fastness, high coloring ability. Such pigments can be used for filling and coloring rubber and rubber products, concrete and concrete mixtures, clinker cladding bricks, polymers and engineering plastics. For the production of artistic oil and acrylic paints, water-based paints and primers, primers and enamels on an organic basis.
Таким образом, техническим результатом от использования предлагаемого способа является упрощение технологии получения железосодержащих минеральных пигментов, расширение ассортимента минеральных пигментов и наполнителей, утилизация пылевидных отходов металлургического производства.Thus, the technical result from the use of the proposed method is to simplify the technology for producing iron-containing mineral pigments, expanding the range of mineral pigments and fillers, utilizing dusty waste from metallurgical production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142069A RU2683100C1 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Method for obtaining mineral iron-containing pigments and fillers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142069A RU2683100C1 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Method for obtaining mineral iron-containing pigments and fillers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2683100C1 true RU2683100C1 (en) | 2019-03-26 |
Family
ID=65858796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142069A RU2683100C1 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Method for obtaining mineral iron-containing pigments and fillers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683100C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005059038A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-30 | Ferrinov Inc. | A hydrometallurgical separation process of steel mill electric arc furnace (eaf) dust and the pigments obtained by the process |
| RU2256679C1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-07-20 | Каленистов Леонид Леонидович | Method of preparing iron oxide pigments |
| WO2006133575A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Ferrinov Inc. | Anti-corrosion pigments coming from dust of an electic arc furnace and containing sacrificial calcium |
| CN101508851A (en) * | 2009-03-10 | 2009-08-19 | 广州化工研究设计院 | Novel environment friendly high-efficiency rust-preventive pigment and method for producing the same |
| RU2540640C1 (en) * | 2013-07-11 | 2015-02-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of iron oxide pigment obtainment |
-
2017
- 2017-12-01 RU RU2017142069A patent/RU2683100C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005059038A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-30 | Ferrinov Inc. | A hydrometallurgical separation process of steel mill electric arc furnace (eaf) dust and the pigments obtained by the process |
| RU2256679C1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-07-20 | Каленистов Леонид Леонидович | Method of preparing iron oxide pigments |
| WO2006133575A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Ferrinov Inc. | Anti-corrosion pigments coming from dust of an electic arc furnace and containing sacrificial calcium |
| CN101508851A (en) * | 2009-03-10 | 2009-08-19 | 广州化工研究设计院 | Novel environment friendly high-efficiency rust-preventive pigment and method for producing the same |
| RU2540640C1 (en) * | 2013-07-11 | 2015-02-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of iron oxide pigment obtainment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Valanciene et al. | The influence of mineralogical composition on the colour of clay body | |
| HRP20201095T1 (en) | Grinding method | |
| CN103864321A (en) | Portland cement for roads and production method thereof | |
| JP6236387B2 (en) | Next generation kaolin paint extender pigments | |
| CN103602144B (en) | Ceramic ink-jet printing colored glaze mixed type antibacterial ink and preparation method thereof | |
| Dondi et al. | Orimulsion fly ash in clay bricks—part 2: technological behaviour of clay/ash mixtures | |
| CN102786922A (en) | Method for preparing high-strength oil fracturing proppant by high-iron bauxite | |
| Ovčačíková et al. | Metallurgy dusts as a pigment for glazes and engobes | |
| WO2022233038A1 (en) | Method for preparing, using coal gangue, composite pigment filler for coating | |
| CN104313695A (en) | Mullite nano-whisker prepared by using pyrite tailing as raw material and preparation method of mullite nano-whisker | |
| CN105819844A (en) | Mutton-fat jade like spontaneous glaze ceramic, pug and once-firing production process | |
| RU2683100C1 (en) | Method for obtaining mineral iron-containing pigments and fillers | |
| CN104177074B (en) | A kind of bastard coal ground mass infra-red material and its preparation method and application | |
| CN106977188A (en) | To regenerate the method that the discarded quartz sand of casting reclaimed prepares ceramic colorful sand as raw material | |
| CN103897445A (en) | Nano paint for outer walls | |
| CN105254277A (en) | Purple sand ceramic tile prepared from vanadium-titanium industrial waste residue and preparation method thereof | |
| RU2540640C1 (en) | Method of iron oxide pigment obtainment | |
| CN104003694A (en) | Wear-resisting floor tile | |
| RU2256679C1 (en) | Method of preparing iron oxide pigments | |
| CN203333323U (en) | Novel production device of iron oxide red for antirust paint | |
| RU2237075C2 (en) | Method for preparing white color pigment | |
| CN106745015A (en) | A kind of preparation method for brightening black talc powder | |
| CN103320115A (en) | Method for preparing petroleum fracturing propping agent by utilizing high-alumina fly ash | |
| RU2015106460A (en) | METHOD FOR PRODUCING IRON OXYGEN PIGMENTS WITH ANTI-CORROSION PROPERTIES | |
| CN104003660A (en) | Anticracking floor tile |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200713 |