ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЦВЕТА МОРСКОЙ ВОЛНЫ

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЦВЕТА МОРСКОЙ ВОЛНЫ


RU (11) 2057729 (13) C1

(51) 6 C03C1/04 

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

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

(14) Дата публикации: 1996.04.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 5059534/33 
(22) Дата подачи заявки: 1992.04.07 
(45) Опубликовано: 1996.04.10 
(56) Аналоги изобретения: 1. SU, авторское свидетельство 1073192, кл. C 03C 1/04, 1984. 2. SU, авторское свидетельство 1105482, кл. C 03C 1/04, 1984. 
(71) Имя заявителя: Институт проблем горения (KZ) 
(72) Имя изобретателя: Гладун Галина Георгиевна[KZ]; Искакова Асима Зулбухаровна[KZ]; Ксандопуло Георгий Иванович[KZ] 
(73) Имя патентообладателя: Институт проблем горения (KZ) 

(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЦВЕТА МОРСКОЙ ВОЛНЫ 
Сущность изобретения: шихта для получения керамического пигмента цвета морской волны содержит, мас.%: оксид кальция 8 - 13; оксид кобальта 3 - 6; оксид титана 43 - 46; магний 10 - 11,5; сульфат кальция 30 - 35. Свойства пигмента: цвет - морской волны, температура термообработки 730 - 750oС, укрывистость 59 г/м2. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к керамической промышленности, в частности к составам керамических пигментов.
Известна шихта для получения керамического пигмента, включающая СаО, SiO2, TiO2, Co2O3 [1]

Недостатком известного состава шихты для получения пигмента серого цвета с большими энергозатратами обжиг при 1150-1170оС в течение 1 ч.
Наиболее близкой к предлагаемой является шихта, включающая SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, Cr2O3, Co2O3, Fe2O3 [2]

Недостатком известной шихты является большое количество компонентов и большая энергоемкость 1100-1150оС.
В основу изобретения положена задача разработать шихту для получения керамического пигмента цвета морской волны с наименьшими энерго- и трудозатратами. Задача решается тем, что предлагаемая шихта для получения керамического пигмента цвета морской волны, включающая оксид кальция, оксид кобальта, дополнительно содержит оксид титана, магний и сульфат кальция, а в качестве оксида кобальта Со3О4 при следующем соотношении компонентов, мас. СаО 8-13 TiO2 43,0-46,0 Mg 10,0-11,5 СаSO4 30,0-35,0 Со3O4 3,0-6,0

Указанная шихта для получения керамического пигмента цвета морской волны позволяет

расширить цветовую гамму;

получить пигмент более простой технологией;

сократить энергозатраты.
Предлагаемая шихта позволяет получить керамический пигмент в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).
Получение пигмента в режиме СВС дает экономию электроэнергии и упрощение процесса.
Магний, входящий в состав шихты, выполняет роль восстановителя в окислительно-восстановительной реакции, протекающей в шихте при нагреве до 730-750оС.
Количество и качество оксидного наполнителя СаО, вводимого в исходную шихту, определяется условиями стационарного режима ее горения.
Оксид кобальта вводят в качестве красителя.
Внесение в исходную шихту добавки в виде оксида титана приводит в условиях СВС к образованию шпинели СаОТiО2, в решетку которой внедрены ионы кобальта, что обеспечивает керамическому пигменту цвет морской волны.
Компоненты шихты в количественном и качественном соотношении подобраны экспериментально. Так установлено, что при содержании Мg менее 10,0 мас. состав не воспламеняется, а более 11,5 мас. оплавляется, что приводит к резкому падению качественных характеристик пигмента.
При введении сульфата кальция свыше 35,0 мас. горение неустойчиво, возможно затруднение, а при содержании сульфата кальция менее 30,0 мас. состав оплавляется.
Отклонение от предельных значений Со3О4 и TiO2 приводит к изменению как цвета, так и интенсивности окраски.
Нагревая шихту до 730-780оС, создают условия окислительно-восстановительной реакции:

Мg+CaSO4 -> MgO + CaO + SO3 + Q.
Эта реакция, как известно, экзотермична.
Тепло, выделяемое в результате реакции между Мg и CaSO4 в заявляемом количественном соотношении, достаточно для прогрева реагентов и дальнейшего их взаимодействия.
Таким образом, создают условия для синтезирования нового вещества керамического пигмента

СаО + TiO2 -> CaOTiO2

При нагреве измельченной и тщательной перемешанной шихты до 730-780оС происходит реакция между окислителем и восстановителем с большим выделением тепла, которого достаточно для прогрева реагентов и дальнейшего их взаимодействия до образования нового химического соединения керамического пигмента цвета морской волны.
П р и м е р 1. Исходные компоненты 9,5 г СаО, 43 г TiO2, 11,5 Mg, 30 г СaSO4 и 6 г Со3O4 измельчают, тщательного перемешивают, формуют под давлением 10 МПа и помещают в муфельную печь, разогретую до 750оС. Образец выдерживают в печи 2-5 мин. Это время отводится на предварительный прогрев 1-3 мин, необходимый для начала окислительно-восстановительной реакции, и непосредственно на сверхскоростной высокотемпературный синтез 2 мин.
Шихта воспламеняется, горит ярким свечением по всему объему. После синтеза полученный керамический пигмент цвета морской волны перемалывают до тонины, обеспечивающей прохождение через сито 10000 отв./см2.
Примеры приготовления керамического пигмента составов 2-3 выполняют аналогично примеру 1 (см. таблицу). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЦВЕТА МОРСКОЙ ВОЛНЫ, включающая CaO, оксид кобальта, отличающаяся тем, что в качестве оксида кобальта она содержит Co3O4 и дополнительно TiO2, Mg, CaSO4 при следующем соотношении компонентов, мас.
CaO 8 13

Co3O4 3 6

TiO2 43 46

Mg 10,0 11,5

CaSO4 30 35