pigment gyártása
Előállítására szolgáló eljárás sárga vas-oxid pigment alapuló oxidációja vas-szulfát oldatot atmoszférikus oxigénnel jelenlétében fémes vas.
Lépéseket tartalmazza:
- vizes oldatot készítünk a vas-szulfát, nátrium-hidrogén-karbonát vagy alkálifém (ammónia, nátrium-hidroxid vagy kalcium-hidroxid);
- megszerzése embriók;
- Szintézise pigment;
- a szuszpenziót leszűrjük, és a csapadék mosása;
- szárítjuk és megőröljük és a pigment.
Az alapot technológia kezelésére vas törmelék vizes kénsav-oldattal egy reaktorban, elválasztva a rács két zónára a rács feletti, a hengeres rész a vas alá helyezzük a rácsot az alsó rész (kúpos) egy olyan eszköz, ellátására vak és a gőz, valamint egy levegő gázeloszlató. Tipikus esetben, a szintézis a használt pigment ebben az esetben a reaktor térfogatát 25-150 m 3 acélból készült bélelt saválló anyagokból.
A második szakaszban a folyamat - embriók előállításához. Ezeket úgy állítjuk elő oxidációval egy szuszpenziót frissen készített vas-oxid (II) vizes oldatban vas-szulfát légi oxigén (vagy vizes kálium-klorát. Technológia szerint, az oxidációt végezzük egy külön anti-korróziós teljesítmény a reaktor, amely fel van szerelve egy keverővel és buborékoltató. Jellemzően, hogy kicsapjuk timföldhidrát vas (II) használt ammónia, kalcium-hidroxid vagy nátrium-hidroxid vizes oldatban. Az eljárást hajtjuk végre szobahőmérsékleten vagy enyhe melegítés (30-40 ° C) pH = 4, szerint A reakciók (2) és (3).
Kolloid részecskék embrió, vagy az úgynevezett oltókristályt egykristályok FeO (OH), melynek méretei 40-150 Angström, attól függően, hogy szintézis körülményei között. Oltókristályokat használunk a sejtmagban az egyre nagyobb kristályokat, és hogy gyorsítsa ülepítés oldatban.
Amikor részesülő embriókat az oldat savasságának kissé növekszik hidrolízise miatt vas-reakció-só (II) az oldatban (4):
Készült a reaktorban embriók öntöttünk a tartályba, majd küldött egy szivattyút a reaktorba a szintézisét a pigment mennyisége 10-15 tömeg% a pigment.
A harmadik lépésben a pigment szintézis kivitelezhető hőmérsékleten 60-70 ° C-on levegővel történő oxidáció vas-szulfát vizes oldat (koncentráció 120 g / l) kapott korábban a reaktorban.
Során a szintézis reakcióban a pH a keverék-ját 5,2 és 2,9-3,0 pH-értékre savanyítjuk, a levegő mennyiségének szállított az oxidációs a vas vegyületek.
A reaktorban, a következő reakciók (5) fordul elő, ha a pigment szintézis, (6):
ahol FeO (OH) - vas-oxid pigment sárga.
Attól függően, hogy a terület a fémfelület a reaktor térfogatának és időtartamát oxidációs szintézis körülményei között változik 2 és 15 napig.
A csapadékot FeO (OH) mostuk a szűrőn kémiailag tisztított vízzel, amíg a mosóvíz a vízben oldható sói (általában 3-4 újraszuszpendálás szakaszban). Teljesítménye a szűrő kiválasztva mennyiségétől függően a reaktor - 30-35 kg * h / m 2 a szárazanyagra pigment (koncentrációja a beérkező iszap 130-140 g / l).
Az utolsó, ötödik eljárási lépést a mosott csapadékot szárítva a szokásos turbó-polc szárító folyamatos előállítására sárga pigment - FeO (OH) és kalcinálással a forgókemence dob sósav fogadásakor vörös pigmentek - Fe2 03.
(7) reakcióban megy végbe a szintézis a vörös pigment:
A minőséget a pigment, különösen szín, diszpergálhatóságot és microscopity függ a szárítási és kalcinálási hőmérséklet. A sárga pigment, a szárítási hőmérséklet 120 ° C hőmérsékleten a kapott vörös pigment - 750-800 ° C bemeneti és 250-300 ° C-on a kimeneten. A füstgázokat érkező szárító és a kalcináló kemence, tartalmazhatnak legfeljebb 5% pigmentet, amely csapda elektrosztatikus porleválasztók.
Mi meghatároztuk a standard eljárások szerint minőségi mutatók szárított sárga pigment szemcsés dezintegrátorban, fut egy zárt áramkört a szétválasztó, és a vörös pigment részecskék gyűrű alakú inga görgős-malomban.
Üzembe kötőanyag hulladék pácolófürdő
A gyártási körülmények, a hagyományos eljárást, vizes oldatok a vas-szulfát oldatot ammónia szennyvíz képződnek (amely adhat akár 30 m 3 / t pigment) tartalmazó vas-oxidokat (3-5 g / l) és ammónium-sói (6-8 g / l). A szennyvíz-ártalmatlanítás drága. Újrafelhasználása ezeket az elfolyó lehetetlen felhalmozódása miatt gyártási ammónium-só oldatot.
A folyamat a szintézisét az ilyen pigmentek végezhetjük ugyanazon berendezés hőmérsékleten 75-80 ° C, és a bevezetése fokozott mennyiségű embriók (embriók koncentráció 15-18 g / l, a bevezetés sebessége 2,5 g (lhch) beadását folyamatosan végezzük 48 órán át) . A kapott anyalúgot tartalmazó oldattal 200 g / l (NH4) 2SO 4, és 10-15 g / l FeSO4. elpárologtatjuk, és a maradékot használjuk, mint a műtrágya.
Azonban, ebben az esetben szükségessé válik, hogy egy viszonylag tiszta fém, és azt is szűkös ammóniát, ami ezt a technológiát kevésbé gazdaságos összehasonlítva az oxidációs oldatok oxigén a levegőben. Variant cseréje ammónia alkálifém lehetséges - ez megerősíti által elvégzett tanulmányokat szintézisét oltókristályok. Azonban a folyamat hatékonyságát növeli kissé.
Ezzel kapcsolatban megemlítendő, hogy jó kilátások javasolt alább egyszerű és gazdaságos technológiával, amelyben pigmenteket alkalmazunk a szintézis a vastartalmú kohászati hulladékok, még nem találni széles körű alkalmazását. Az ilyen hulladékot, és így a nyersanyag a szintézisét a pigment lehet elhasznált kénsav pácoló oldatok tartalmazó 180-200 g / l vas-szulfát és a 40-50 g / l kénsav.
Általában, a legtöbb vállalkozás kohászati hulladék kénsav pácoló oldatok (TCS) pH-ra semlegesítjük = 8,5-9,0 kalcium-hidroxiddal, mészkő vagy mész tej egy reaktorban rozsdamentes acélból készült, amely el van látva keverővel Fleet. Semlegesítése folyamán TCS kapott szuszpenziót, amelyet leszűrünk, vákuumban szűrők különböző minták.
Az így kapott semleges szűrletet küldött egy helyi szennyvíztisztító telep vagy lerakás a csatornába. A fennmaradó pellet nedvességtartalma 50-60%, azzal jellemezve, gipsz, vas-oxid és hidroxid, szállítják iszap tárolására.
Sajnos, széles ipari alkalmazás TCS semlegesítés csapadékot (iszap) nem. Ezért ezek felhalmozódnak az iszap tároló tartályok, szennyező talaj, a talajvíz és a víztestek.
És ugyanabban az időben a TCS a semlegesítési más reagensek előállíthatók anyagok gyártásához a különböző építőipari termékek, beleértve a tűzálló. Ez a lehetőség is megerősíti № csehszlovák szabadalmi leírás 115.819, amely leírja, hogy a való semlegesítés TCS hulladék magnezit por kapott vegyületet magnézium-szulfát (alapját tűzálló cikkek).
Az is ismert, a magnézium-szulfát alkalmazásának (keserű só, amely 90% -a a fő anyag) használt alapjainak a konverter kemencék készítéséhez magnézia blokkok.
Ennek során ezek helyett a mésztej, hogy semlegesítse a TCS felhasznált lúgos Magnezit por. Ezt felhalmozódott kísérleti sarzsot magnézia tartalmazó termék 91% MgSO 4 * 7H2 0, és 6-8% Fe2 Os.
Calibration végzett Cherepovetsky Steel Mill, azt mutatta, hogy a tűzálló anyagok alapján kísérleti magnézia termék minősége jelentősen felülmúlja a nyert termékek a keserű sót importált Kazahsztán.
Egyidejűleg ipari tesztek, hogy semlegesítse a kausztikus magnezit TCS vizsgálatot végeztek, és a technológia a termelés a vörös és sárga vas-oxid pigmentek a TCS.
A technológiai folyamat előkészítése a pigmentek a következő lépéseket tartalmazza (ábra.):
- szintézis pigment iszapot,
- a szuszpenziót leszűrjük,
- szárítás (kalcinálást) a paszta,
- pigment csiszolási és feldolgozzuk a szűrjük magnézium-megoldásokat.
rekonstrukciója működési állomások semlegesítés TCS ajánlott rendezésére vas-oxid-pigment termelését (vagy az úgynevezett Kuporosnoe egység) használatával a meglévő berendezések, kivéve a telepítés egy oldatot mésztej.
Szintézise nucleation hajtható végre egyik reaktorban a fenti technológiákat. Befejeződése után a reakció (a gázfejlődés megszűnése a reaktorból), a keveréket levegővel átöblítjük, amíg a színe fehérről sárga. A reaktorban a reakció (8), (9):
A kapott embriókat felhalmozódott egy edényben (ábra. P. 8), majd a pigment szintézis, amikor be vannak táplálva a reaktorba (ábra. P. 4) mennyiségben 10-15% tömegére pigment.
A reaktor (ábra. P. 1) ellátott vákuumszivattyút (ábra. P. 2) szivattyúznak TCS mennyiségben 6 m 3, és átviszik a pálcát semlegesítése iszapot táplálunk kausztikus magnezit por, amely táplálja a másik mérőkészülék. Amikor ez a szuszpenzió hőmérsékletét kell tartani 60-70 ° C-on, amely lehet végrehajtani a fokozatos hozzáadásával magnezit és a levegő (változtatni a szuszpenzió pH-2,0 és 4,0-4,5). Az átáramlásos reaktorban ugyanazt a reakciót, mint a készítmény csíra szuszpenzió és a semlegesítési reakciót kénsav (10):
A reakció után, a forró szuszpenziót leszűrjük egy szívószűrő (ábra. P. 3). A kapott szűrletet betápláljuk a porlasztva szárító (ábra. P. 12). A szűrőlepényt mossuk, kémiailag kezelt vizet vagy kondenzátum a szűrletet addig, amíg nincs víz-oldható sók.
A telepítés helyén felszabadítja előállítására mésztejgyártás szerezni pigment szerelt kiegészítők. A szárítás a mosott pasztát vízoldható sói a fluid ágyas szárító set (ábra 5. igénypont ..), és csiszolására pigment - gyűrű alakú inga görgős malomban (9. ábra, n ..).
Újrahasznosítás során keletkező szűrés iszapszerű szűrletéből mosóvíz termelt porlasztva szárító (ábra. P. 12) hőmérsékleten 170-190 ° C, hogy a maradék nedvességtartalma 50%. Hűtés a szuszpenzió, és kikristályosítjuk keserű sóját sók hajtjuk végre egy porlasztva szárító kristályosító és a kész sót összegyűjtjük a garatban, miután a dob alakú (ábra. P. 14). a reakció végbemegy, az öntőformában (11):
1. A javasolt technológia szintézisének vas-oxid pigmentek jelentős előnyei, mint a hagyományos módszerekkel, mivel, ha azt használják nemcsak szüntetni költséges nyersanyagok, hanem olyan, magas minőségű pigmentek és a kötőanyag gyártásához tűzálló építési termékek.
2. A pigment szintézis gyakorlatilag hulladékmentes technológia.
3. Vissza a folyamat, különösen akkor, ha a berendezés a meglévő üzemek semlegesíteni TCS kevesebb, mint egy éve.