СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕРНОГО ЖЕЛЕЗООКИСНОГО ПИГМЕНТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕРНОГО ЖЕЛЕЗООКИСНОГО ПИГМЕНТА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2143447 (13) C1

(51) 6 C09C1/24, C01G49/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1999.12.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 97122015/12 
(22) Дата подачи заявки: 1997.12.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1997.12.30 
(45) Опубликовано: 1999.12.27 
(56) Аналоги изобретения: Вагнер Г. Красочные пигменты, ОНТИ, Химтеорет,-Л., 1935, с. 209. SU 1010092 A, 07.04.83. SU 1328356 A1, 07.08.87. SU 1337392 A1, 15.09.87. SU 1468905 A1, 30.03.89. SU 1669952 A1, 15.08.91. US 3533820 A, 13.10.70. DE 2653765 A1, 01.06.78. 
(71) Имя заявителя: Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых; Производственное коммерческое предприятие "Фатум"-С 
(72) Имя изобретателя: Дьячков И.В.; Арютина В.П.; Насыров Р.М.; Гилязов М.А. 
(73) Имя патентообладателя: Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых; Производственное коммерческое предприятие "Фатум"-С 
(98) Адрес для переписки: 420097, Казань, ул.Зинина, 4, ЦНИИгеолнеруд, Патентный сектор 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕРНОГО ЖЕЛЕЗООКИСНОГО ПИГМЕНТА 
Изобретение относится к получению пигментов из болотных железных руд, применяемых в лакокрасочной промышленности, для окрашивания стройматериалов, в качестве наполнителей при производстве пластмасс, резины, линолеума и других изделий, в типографском деле, в качестве художественных красок. Сущность изобретения заключается в том, что болотные железные руды, содержащие, мас. % : гетит, гидрогетит 60-90; органический детрит 10-15; аморфный фосфор 3-5, вода 8-14, обжигают в восстановительной среде при 40010°С в присутствии минерализующей добавки - хлорида натрия, которую вводят в количестве 2% от общей массы руды. Согласно изобретению получают черные железоокисные пигменты с улучшенными малярно-техническими показателями. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к способам получения железоокисных пигментов из природного минерального сырья - охристых пород типа болотных железных руд (БЖР), используемых в лакокрасочной промышленности, для окрашивания строительных материалов, в качестве красящих наполнителей при производстве пластмасс, резины, линолеума и других изделий, в типографском деле, в качестве художественных красок.
Природными минеральными пигментами называются материалы, изготавливаемые из горных пород и минералов и используемые в качестве красящего вещества без предварительной химической переработки.
Природные минеральные пигменты как материал массового применения имеют ряд существенных экономических и технических преимуществ перед искусственными пигментами. Они широко распространены в природе и, залегая обычно вблизи поверхности, легко доступны для разработки. Они дешевы, т.к. производство их просто, не требует сложной аппаратуры.
Для получения из природного минерального сырья товарного продукта - требуется предварительная обработка сырья. Обжиг применяется с целью получения различных цветов и оттенков пигмента, а также удаления из красочной породы нежелательных примесей в виде органических остатков, гуматов, загрязняющих цвет пигмента.
Режим обжига (температура и время обжига) устанавливается в каждом отдельном случае, в зависимости от характера красочной породы. Наиболее часто подвергаются обжигу красочные породы типа болотных руд коричневато-желтых цветов с грязным оттенком.
Известен способ получения черного железоокисного пигмента, заключающийся в том, что смесь дисперсных оксидов железа и алюминия общей формулы AlxFe2-x-O3-y, где x= 0.02-0.05, у= 0.3-1, подвергают термообработке при 200-800oC в восстановительной среде, причем перед или после нагрева поверхность смеси оксидов обрабатывают оксидами элементов II, III, IV или VI групп. Получают глянцевый черный пигмент с зеленым оттенком (Заявка ФРГ N 3636076, кл. C 09 C 1/24, опубл. 1988 г.).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного способа, относится то, что в известном способе используют в качестве исходного сырья химически чистые оксиды железа и алюминия, но пигмент получают черный с зеленым оттенком, а сам процесс получения пигмента трудоемок.
Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ получения черного железоокисного пигмента путем обжига природного железоокисного минерального сырья, а именно, охристых пород при температуре 1000-1100oC. (Г. Вагнер. Красочные пигменты. ОНТИ. Химтеорет. -Л., 1935. -с. 209).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что процесс обжига для получения черного пигмента требует значительных энергозатрат, а при ведении процесса в воздушной среде получаемый пигмент имеет низкие малярные свойства, в частности довольно низкую укрывистость.
Традиционным сырьем для черных природных пигментов служит шунгит, черная глинистая, графит, а также железная слюдка. Из болотных руд традиционно получают ярко-красный пигмент путем обжига при 700-800oC в атмосфере воздуха. Труднее получить черный пигмент с хорошими малярными качествами.
Задачей заявляемого изобретения является получение из болотных железных руд черного железоокисного пигмента с хорошими малярными свойствами.
Технический результат - улучшение малярно- технических свойств черного пигмента, а именно улучшение показателя укрывистости.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения черного железоокисного пигмента, включающем обжиг природного железоокисного минерального сырья, особенность заключается в том, что в качестве исходного сырья используют болотные железные руды, содержащие в мас.%: гетит, гидрогетит 60-90, органический детрит 10-15, аморфный фосфор 3-5, вода - 8- 14, обжиг ведут в восстановительной среде при температуре 400+10oC в присутствии минерализующеи добавки - хлорида натрия, которую вводят в количестве 2% от общей массы руды.
В предлагаемом способе перевод гетита и гидрогетита, составляющих основу БЖР, в магнетит происходит в восстановительной среде в присутствии поваренной соли. При нагревании БЖР до 400oC в восстановительных условиях и присутствии NaCl происходит образование активного HCl, который реагирует с поверхностью руды с образованием неустойчивого соединения (интермедиата), в результате разложения которого образуется FeO и в дальнейшем FeOxFe2O3 - стабилизированная форма магнетита



При соблюдении тех же условий обжига, но без участия NaCl, сначала также образуется черный пигмент, который со временем окисляется кислородом воздуха и превращается в коричневато-красный пигмент - гематит



Таким образом, такая совокупность отличительных признаков, как наличие восстановительной среды и минерализующей добавки - поваренной соли в количестве 2%, позволяет при температуре 400+10oC получить стабилизированной формы черный железоокисный пигмент из БЖР определенного минерального состава.
Проведенный заявителями анализ уровня техники (состояния вопроса получения черных железоокисных пигментов), включающий поиски по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответтсвует условию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
Пример осуществления способа.
Пример N 1

В качестве исходного сырья использовали болотные железные руды Березовского месторождения республики Татарстан следующего минерального состава в мас.%:

железосодержащие минералы (гетит, гидрогетит) - 60-90

органический детрит - 10-15

аморфный фосфор - 3-5

вода - 8-14.
В капсулу объемом 3 м3, снабженную штуцером для выхода газов и гидрозатвором, загружают 450-500 кг болотной железной руды и подают жидкий водород в количестве, обеспечивающем создание избыточного давления в камере в 0,3-0,5 атм (примерно 3-4% от массы БЖТ), pH 7. Капсулу помещают в муфельную электрическую печь и доводят температуру до 40010oC, греют при этой температуре в течение 4-4,5 часов; затем охлаждают в этой же капсуле без доступа воздуха до полного охлаждения, полученный продукт измельчают до размера частиц 1-5 мкм.
Пример N 2-4 проводят по примеру 1, но с тем отличием, что обжиг БЖР проводят с добавкой поваренной соли в количестве 1%, 2% и 3% (5, 10 и 15 кг) при температуре t=40010oC.
Пример N 5, 6

По методике примеров 2-4 проводят обжиг БЖР с добавкой NaCl в количестве 2%, но изменяют температуру обжига - 300oC; 50010oC.
Пример 7, 8, 9, 10.
Болотные железные руды Березовского месторождения обжигают при температурах 300oC, 400oC, 500oC, 1000oC в окислительной среде.
Результаты испытаний представлены в таблице.
Из данных таблицы следует, что обжиг БЖР на воздухе, т.е. в окислительной среде при температурах 300, 400 и 500oC не приводит к образованию черного пигмента. При t=1000oC получается черный пигмент средней укрывистости. При обжиге в восстановительной среде буровато-коричневый цвет достигается уже при 400oC. Добавка NaCl в количестве 2% от массы БЖР является оптимальной, т. к. при 1% происходит неполное превращение в магнетит, что видно по содержанию Fe2+, а увеличение до 3% нецелесообразно, т.к. все основные малярно-технические характеристики остаются без изменения. Температура обжига в 40010oC является оптимальной, при 300oC не достигается полнота процесса обжига, а увеличение температуры до 500oC приводит к тем же результатам, но к дополнительным значительным затратам электроэнергии.
Из приведенных данных следует, что обработка БЖР по предложенному способу обеспечивает получение черного железоокисного пигмента с улучшенными малярно-техническими характеристиками по сравнению с прототипом. Укрывистость улучшается в 5 раз, а маслоемкость остается на уровне. При сравнении с черным железоокисным пигментом фирмы "Bayer" N 306 N (пример 11) получаем улучшение укрывистости в 1,6 раза и маслоемкости в 1,3 раза, причем красящая способность к эталону выше на 35%.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в промышленности получения железоокисных пигментов.
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке примеров.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ получения черного железоокисного пигмента, включающий обжиг природного железоокисного минерального сырья, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют болотные железные руды, содержащие, мас.%:

Гетит, гидрогетит - 60 - 90

Органический детрит - 10 - 15

Аморфный фосфор - 3 - 5

Вода - 8 - 14

а обжиг ведут в восстановительной среде при 400 10oС в присутствии минерализующей добавки - хлорида натрия, которую вводят в количестве 2% от общей массы руды.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru