ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИНКОВОГО ПИГМЕНТА СО СТРУКТУРОЙ ОЛОВЯННОГО СФЕНА
MIXTURE FOR PRODUCING TIN SPHENE STRUCTURED PINK PIGMENT

Область использования изобретения - производство керамических изделий, пигментов, красок. В настоящее время для строительной индустрии требуются декоративные строительные материалы, при производстве которых используются керамические пигменты, краски, декоративные глазури. Обычно для получения пигментов и красок используют высокосортное дорогостоящее сырье. Для массового строительства необходимы недорогие, доступные пигменты на основе нетрадиционного сырья - природных минералов и техногенных отходов.
2
2
Пинковые пигменты, как правило, получают в системе CaO-SnO-SiO.
2
2
2
3
5
Известен розовый пигмент оптимального состава, моль: 0.4 CaO, 0.2 SnO, 0.4 SiO и 0.0023 CrO. Установлено, что пинковые пигменты имеют кристаллическую структуру, аналогичную структуре природного минерала сфена CaTiSiO. Синтез этого соединения осуществляется при температуре 1350°C из станната кальция и титаната кальция (Филиппова Э.А., Быстриков А.С. Исследование хромсодержащих керамических пигментов на основе двуокиси олова // Стекло и керамика. - 1973. - №2. - С. 26-27). Недостатком изобретения является высокая температура синтеза, что приводит к энергетическим затратам.
Известен также розовый пигмент состава, мас.%: оксид олова - 45.6, мел - 32.7, кварцевый песок - 14.6, хромпик - 3.6, бура - 3.5. Мел, кварц, оксид олова тщательно перемешивают, пропитывают раствором хромпика, буры и обжигают в окислительной среде при 1300°C. Лучшее развитие окраски пигмент приобретает при повторном обжиге (Туманов С.Г., Филиппова Э.А. Изучение условий образования и структуры пинковых пигментов // Стекло и керамика. - 1968. - №4. - С. 37-39). Недостатком данного изобретения является также высокая температура синтеза и необходимость дополнительного обжига (прототип).
Задачей изобретения является получение пинкового керамического пигмента со структурой Sn-сфена, улучшение потребительских свойств пигментов за счет их удешевления.
2
3
2
2
2
2
Поставленная задача решается следующим образом. В соответствии с прототипом шихта для получения пинкового керамического пигмента включает кальцийсодержащее силикатное сырье, оксид кремния, оксид олова и красящее вещество оксид хрома CrO. В качестве кальцийсодержащего силикатного сырья в шихту вводят отход глиноземного производства - нефелиновый шлам. Для обеспечения стехиометрического состава сфена CaO·SnO·SiO вводят оксиды кремния SiO и олова SnO. При этом указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
нефелиновый шлам 44.0-44.7;
2
оксид кремния SiO 15.4-15.6;
2
оксид олова SnO 38.6-39.2;
2
3
оксид хрома CrO 0.5-2.
Затем следует обжиг смеси при температуре 1150-1200°C и помол. Пигмент рекомендуется для получения керамических красок, окрашивания керамических масс и глазурей.
2
3
2
3
Красящий оксид CrO вводится в состав пигмента для получения розового цвета. Количества вводимого CrO менее 0.5 мас.% недостаточно для получения требуемого цветового оттенка, а введение данного хромофора более 2 мас.% не дает улучшения окраски.
Обжиг при температуре ниже 1150°C не приводит к образованию достаточного количества кристаллической фазы оловянного сфена и обеспечению стабильной окраски пигмента, а повышение температуры обжига выше 1200°C не способствует улучшению цветовых свойств пигмента. Выдержка при максимальной температуре не менее 0.5 часа позволяет окончательно завершить процессы фазообразования кристаллической структуры пигмента и цветообразования.
2
2
3
Преимуществом предлагаемого изобретения является использование недорогого сырья - отработанного нефелинового шлама, содержащего в своем составе кроме оксидов CaO и SiO красящий оксид FeO, что способствует получению более насыщенной окраски пигмента.
В таблице 1 приведен химический состав нефелинового шлама.
В таблице 2 приведены шихтовые составы пигментов.
В таблице 3 представлены цветовые характеристики пигментов.
Пример изготовления пигмента
2
2
2
3
Компоненты шихты, мас.%: нефелиновый шлам, измельченный до остатка на сите №0063 не более 2% - 44.5, оксид кремния SiO в виде кремниевой кислоты безводной - 15.5, оксид олова SnO в виде оксида - 39.0, оксид хрома CrO в виде оксида - 1.0, смешивают мокрым способом, высушивают при температуре 100°C и обжигают при температуре 1200°C. После обжига пигмент измельчают до остатка на сите №0063 не более 0.2%. Составы пигмента приведены в таблице 2.
Представленные составы пигмента обладают следующими физико-химическими свойствами: цвет пигмента розовый, дополнительная длина волны 497-499 нм, чистота тона - 11-21%. Цветовые характеристики пигментов приведены в таблице 3. Полученные пигменты могут использоваться для получения подглазурных, надглазурных красок (при добавлении флюса), окрашенных керамических масс, глазурей.
Таблица 1
Вид нефелинового шлама
Содержание оксидов, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
Na<sub>2</sub>O
K<sub>2</sub>O
Δm<sub>прк</sub>
Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината
29,12
3,67
4,55
53,20
1,45
2,16
0,90
4,96
Таблица 2
№ пигмента
Компонентный состав пигментов, мас.%
Нефелиновый шлам
SiO<sub>2</sub>
SnO<sub>2</sub>
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
1
44.7
39.2
15.6
0.5
2
44.5
39.0
15.5
1.0
3
44.0
38.6
15.4
2.0
Таблица 3
№ пигмента
Координаты цветности
λ*, нм
Чистота тона p, %
x
y
1
0,38
0,41
497
11
2
0,39
0,30
498
15
3
0,41
0,29
499
21
λ* - дополнительная длина волны