[go: up one dir, main page]

RU2270176C2 - Method for production of ammonium alum-based pigments - Google Patents

Method for production of ammonium alum-based pigments Download PDF

Info

Publication number
RU2270176C2
RU2270176C2 RU2004109826/03A RU2004109826A RU2270176C2 RU 2270176 C2 RU2270176 C2 RU 2270176C2 RU 2004109826/03 A RU2004109826/03 A RU 2004109826/03A RU 2004109826 A RU2004109826 A RU 2004109826A RU 2270176 C2 RU2270176 C2 RU 2270176C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
alum
heated
pigments
chromophore
Prior art date
Application number
RU2004109826/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004109826A (en
Inventor
Александр Викторович Есин (RU)
Александр Викторович Есин
нников Николай Адамович Овс (RU)
Николай Адамович Овсянников
Анатолий Георгиевич Падалко (RU)
Анатолий Георгиевич Падалко
вский Андрей Станиславович Черн (RU)
Андрей Станиславович Чернявский
Original Assignee
Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской академии наук (ИПК РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской академии наук (ИПК РАН) filed Critical Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской академии наук (ИПК РАН)
Priority to RU2004109826/03A priority Critical patent/RU2270176C2/en
Publication of RU2004109826A publication Critical patent/RU2004109826A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2270176C2 publication Critical patent/RU2270176C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

FIELD: ceramic industry, in particular production of heat resistant pigments for decoration of faience and porcelain ware.
SUBSTANCE: claimed method includes application of ammonium alum Al2(SO4)3(NH4)2SO4.24H2O and transition metal Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni salts or salts of metals with chromophore properties (e.g., lanthanides) as starting components. Mixture containing dehydrated ammonium alum and one dissoluble chromophore metal salt is placed in corundum crucible, heated to 200°C and hold at the said temperature for 120 min to release crystalline water from alum. Then solution is heated and boiled, metals is decomposed to pure oxides and conditioned at 800°C for 60 min. After that product is heated up to final synthesis temperature, namely o 1250-1500°C and hold at this temperature for 60-90 min.
EFFECT: pigments of improved purity; simplified and economical method with increased yield.
1 cl, 1 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к керамической промышленности, в частности к производству термостойких пигментов для декорирования фарфоровых и фаянсовых изделий.The invention relates to the ceramic industry, in particular to the production of heat-resistant pigments for decorating porcelain and earthenware.

Известен ряд традиционных способов получения керамических пигментов, в которых основным компонентом служит оксид алюминия Al2О3. Источником Al2О3 могут служить глинозем, каолин, пегматит, полевые шпаты и другие алюмосиликаты. Основным требованием к исходным для получения пигментов материалам является высокая степень чистоты [1, 2, 3].A number of traditional methods for producing ceramic pigments are known, in which alumina Al 2 O 3 is the main component. Alumina, kaolin, pegmatite, feldspars and other aluminosilicates can serve as a source of Al 2 O 3 . The main requirement for the starting materials for obtaining pigments is a high degree of purity [1, 2, 3].

Известен способ [4] получения пигментов по традиционной технологии, включающей операции:A known method [4] of obtaining pigments by traditional technology, including operations:

- приготовление шихты совместным помолом компонентов в шаровых мельницах;- preparation of the mixture by joint grinding of components in ball mills;

- сушка шихты до определенной влажности;- drying the mixture to a certain moisture content;

- протирка шихты через сита;- wiping the mixture through sieves;

- обжиг пигментов;- firing pigments;

- мокрый помол пигментов в шаровых мельницах;- wet grinding of pigments in ball mills;

- сушка пигментов.- drying of pigments.

Недостатком этого способа является то, что в процессе обработки компонентов в шаровых мельницах и прочем технологическом оборудовании вносятся посторонние примеси, загрязняющие основной продукт, а также использование в качестве сырья веществ, которые, как правило, не отвечают требованиям чистоты. К недостаткам также следует отнести длительность процесса, большое количество переделов, высокую энерго- и металлоемкость.The disadvantage of this method is that during the processing of components in ball mills and other technological equipment, impurities are introduced that pollute the main product, as well as the use of substances that, as a rule, do not meet the purity requirements. The disadvantages also include the duration of the process, a large number of redistributions, high energy and metal consumption.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является получение пигментов способом соосаждения, [5], включающим операции:Closest to the proposed invention is the production of pigments by coprecipitation, [5], including operations:

- приготовление растворов солей металлов определенной концентрации, служащих в качестве компонентов пигмента;- the preparation of solutions of metal salts of a certain concentration, serving as components of the pigment;

- осаждение гидроксидов из раствора щелочами;- precipitation of hydroxides from solution with alkalis;

- вакуумное фильтрование;- vacuum filtration;

- сушка полученной смеси;- drying the resulting mixture;

- обжиг пигментов;- firing pigments;

- помол пигмента до определенного гранулометрического состава.- grinding the pigment to a specific particle size distribution.

Недостатком этого способа является низкая экономическая эффективность в результате больших необратимых потерь массы пигмента (до 42%) [5].The disadvantage of this method is the low economic efficiency as a result of large irreversible loss of pigment mass (up to 42%) [5].

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков.The claimed invention is aimed at eliminating these disadvantages.

Предпосылкой изобретения является проблема создания стойких неорганических пигментов для отражающих эталонных мер единиц координат цвета несамосветящихся объектов.The background of the invention is the problem of creating persistent inorganic pigments for reflecting reference measures of color coordinate units of non-self-luminous objects.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи получения чистых пигментов, т.е. без посторонних примесей, с резким повышением выхода доли годного продукта, а также существенного упрощения технологического процесса с соответствующим возрастанием экономической эффективности.The present invention is based on the solution of the problem of obtaining pure pigments, i.e. without impurities, with a sharp increase in the yield of suitable product, as well as a significant simplification of the process with a corresponding increase in economic efficiency.

Поставленная задача предлагаемого изобретения достигается тем, что в способе согласно изобретению используемые в качестве источника Al2О3, алюмоаммиачные квасцы Al2(SO4)3·(NH4)2SO4·24H2O, смешиваются с одной из растворимых воде солей металла из ряда Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Pr, смесь помещают в печь в корундовом тигле и нагревают до температуры синтеза пигмента в зависимости от выбранного металла и выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимого для получения пигмента. Нагревание осуществляется ступенчато: сначала до температуры 200°С до отделения кристаллизационной воды из алюмоаммиачных квасцов и растворения в ней соли металла, затем выдерживают при этой температуре в течение 120 минут, после чего продолжают нагрев до упаривания раствора и разложения солей металлов (алюминия и одного из хромофоров - Ti, V, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, Pr) до чистых оксидов и выдерживают при температуре 800°С 60 минут; далее в том же корундовом тигле нагревают смесь до температур 1250-1500°С, охлаждают печь и выгружают готовый продукт.The objective of the invention is achieved by the fact that in the method according to the invention used as a source of Al 2 O 3 , aluminum ammonium alum Al 2 (SO 4 ) 3 · (NH 4 ) 2 SO 4 · 24H 2 O, are mixed with one of the water-soluble salts metal from a series of Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Pr, the mixture is placed in an oven in a corundum crucible and heated to the temperature of the synthesis of the pigment, depending on the selected metal and kept at this temperature for the time required to obtain the pigment . The heating is carried out in steps: first, to a temperature of 200 ° C until the crystallization water is removed from the alum-aluminum alum and the metal salt is dissolved in it, then it is kept at this temperature for 120 minutes, after which the heating is continued until the solution is evaporated and the metal salts (aluminum and one of chromophores - Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Pr) to pure oxides and incubated at a temperature of 800 ° C for 60 minutes; then in the same corundum crucible the mixture is heated to temperatures of 1250-1500 ° C, the furnace is cooled and the finished product is unloaded.

Согласно изобретению смесь помещают и получают конечный продукт в одном и том же тигле.According to the invention, the mixture is placed and the final product is obtained in the same crucible.

Кроме того, материал тигля, в котором проходит синтез, выбирается по признаку идентичности химического состава с основным компонентом пигмента, что исключает возможность загрязнения посторонними примесями основного продукта.In addition, the crucible material in which the synthesis takes place is selected on the basis of the identity of the chemical composition with the main component of the pigment, which eliminates the possibility of contamination with extraneous impurities of the main product.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналоге, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого способа, следовательно, заявляемый способ соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about the analogue, allowed to establish that the applicant did not find analogues characterized by signs that are identical to all the essential features of the proposed method, therefore, the claimed method meets the criteria "novelty" and "inventive step".

Сущность изобретения состоит в том, что используется свойство алюмоаммиачных квасцов при нагревании выделять кристаллизационную воду, в которой растворяются соли металлов-хромофоров. Процесс выделения воды и разложения солей протекает при активном перемешивании реакционной смеси в результате выделения газов, и за счет этого происходит равномерное распределение компонентов по всему объему.The essence of the invention lies in the fact that the property of aluminum-alum alum is used during heating to isolate crystallization water, in which salts of chromophore metals are dissolved. The process of water evolution and decomposition of salts proceeds with active stirring of the reaction mixture as a result of gas evolution, and due to this there is a uniform distribution of components throughout the volume.

Сущность способа поясняется конкретным примером реализации изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:The essence of the method is illustrated by a specific example of the invention with reference to the accompanying drawings, which depict the following:

на фиг.1 - температурный режим обработки пигмента;figure 1 - temperature treatment of the pigment;

на фиг.2 - спектральная кривая поглощения.figure 2 - spectral absorption curve.

ПримерExample

В корундовый тигель засыпают алюмоаммиачные квасцы Al2(SO4)3·(NH4)2SO4·24H2O и азотно-кислый кобальт Со(NO3)2·6Н2O в отношении 10:1 из расчета на оксиды алюминия и кобальта. Навески компонентов не перемешивают. Тигель помещают в камерную печь и нагревают по заданной программе: скорость подъема температуры 10 градусов в минуту, при температуре 200°С делают выдержку в течение 120 минут, затем с той же скоростью доводят температуру до 800°С и делают выдержку 60 минут. Окончательный обжиг проводят при температуре 1250°С в течение 60 минут. После охлаждения печи выгружают из тигля готовый пигмент. Время проведения процесса без учета охлаждения печи 8 часов (фиг.1).Alumina alum Al 2 (SO 4 ) 3 · (NH 4 ) 2 SO 4 · 24H 2 O and nitric acid cobalt Co (NO 3 ) 2 · 6Н 2 O in a ratio of 10: 1 based on aluminum oxides are poured into the corundum crucible and cobalt. Weighed components do not mix. The crucible is placed in a chamber furnace and heated according to a predetermined program: the rate of temperature rise is 10 degrees per minute, at a temperature of 200 ° C, hold for 120 minutes, then bring the temperature to 800 ° C at the same speed and hold for 60 minutes. Final firing is carried out at a temperature of 1250 ° C for 60 minutes. After cooling the furnace, the finished pigment is discharged from the crucible. The process time without taking into account the cooling of the furnace is 8 hours (Fig. 1).

Техническим результатом изобретения явилось получение тонкодисперсных порошков пигментов без применения традиционных способов предварительного смешивания компонентов и помола конечного продукта. Кроме того, пигменты отличаются чистым, ярким цветом, что подтверждается характером спектральных кривых поглощения, имеющих четко выраженный максимум и круто падающие склоны (фиг.2).The technical result of the invention was to obtain finely divided pigment powders without the use of traditional methods of pre-mixing the components and grinding the final product. In addition, the pigments have a clean, bright color, which is confirmed by the nature of the spectral absorption curves having a pronounced maximum and steeply falling slopes (figure 2).

Способ имеет весьма простую технологию.The method has a very simple technology.

По мнению заявителя, изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". Критерий "промышленная применимость" подтверждается актуальностью способа и его практической привязкой к производственным технологиям.According to the applicant, the invention meets the criterion of "industrial applicability". The criterion of "industrial applicability" is confirmed by the relevance of the method and its practical binding to production technologies.

В приведенном выше описании настоящего изобретения был раскрыт конкретный пример его осуществления. Однако очевидно, что могут быть реализованы различные его варианты и видоизменения без отхода от сущности и объема патентных притязаний изобретения.In the above description of the present invention, a specific example of its implementation has been disclosed. However, it is obvious that its various options and modifications can be implemented without departing from the essence and scope of patent claims of the invention.

Источники информацииInformation sources

1. Визир В.А., Мартынов М.А. Керамические краски - Киев: Техника. 1964. - 256 с.1. Vizir V.A., Martynov M.A. Ceramic paints - Kiev: Technique. 1964 .-- 256 s.

2. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. - Л.: Химия. 1974.2. Belenky E.F., Riskin I.V. Chemistry and technology of pigments. - L .: Chemistry. 1974.

3. Туманов С.Г. Синтез керамических красок. Физико-химические основы керамики. - М.: Промстройиздат. 1956. - С 273-292.3. Tumanov S.G. Synthesis of ceramic paints. Physico-chemical foundations of ceramics. - M .: Promstroyizdat. 1956. - From 273-292.

4. Процессы керамического производства под ред. У.Д.Кингери. - М.: Издательство иностранной литературы. -1969. - Ч.1У. 22 с.4. Ceramic production processes, ed. W.D. Kingery. - M .: Publishing house of foreign literature. -1969. - Part 1U. 22 sec

5. Пищ И.В., Залевская Т.Л., Путилина Е.Н. Синтез пигментов методом соосаждения. Стекло и керамика. №3.5. Food I.V., Zalevskaya T.L., Putilina E.N. Synthesis of pigments by coprecipitation. Glass and ceramics. Number 3.

Claims (1)

Способ получения пигментов на основе алюмоаммиачных квасцов, включающий смешивание сухих квасцов и соединения металла - хромофора, ступенчатый нагрев с промежуточной выдержкой и последующим нагревом до температуры окончательного синтеза пигмента в зависимости от выбранного металла с выдержкой и последующим охлаждением, отличающийся тем, что в качестве хромофора используют водорастворимую соль металла из ряда Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Pr, квасцы и хромофор помещают в печь в корундовом тигле, выдержку осуществляют при температуре 200°С в течение 120 мин до выделения кристаллизационной воды из квасцов, затем продолжают нагрев до упаривания раствора и разложения солей металлов до чистых оксидов и выдерживают при температуре 800°С в течение 60 мин, после чего нагревают до температуры окончательного синтеза пигмента 1250-1500°С.A method of producing pigments based on aluminum-ammonium alum, including mixing dry alum and a metal-chromophore compound, stepwise heating with intermediate exposure and subsequent heating to the temperature of the final pigment synthesis, depending on the selected metal with aging and subsequent cooling, characterized in that it is used as a chromophore a water-soluble metal salt from the series Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Pr, alum and the chromophore are placed in an oven in a corundum crucible, exposure is carried out at a temperature of 200 ° C for 120 mi to release water of crystallization of alum, and then continue heating to evaporation of the solution and decomposition of the metal salts to pure oxides and kept at a temperature of 800 ° C for 60 minutes, then heated to a final temperature of synthesis pigment 1250-1500 ° C.
RU2004109826/03A 2004-04-01 2004-04-01 Method for production of ammonium alum-based pigments RU2270176C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109826/03A RU2270176C2 (en) 2004-04-01 2004-04-01 Method for production of ammonium alum-based pigments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109826/03A RU2270176C2 (en) 2004-04-01 2004-04-01 Method for production of ammonium alum-based pigments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004109826A RU2004109826A (en) 2005-10-10
RU2270176C2 true RU2270176C2 (en) 2006-02-20

Family

ID=35850763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109826/03A RU2270176C2 (en) 2004-04-01 2004-04-01 Method for production of ammonium alum-based pigments

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2270176C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1629262A1 (en) * 1988-12-27 1991-02-23 Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова Ceramic grey pigment
US5106419A (en) * 1990-03-07 1992-04-21 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Glass-stable colored pigments
RU2121463C1 (en) * 1997-07-07 1998-11-10 Федеральный центр двойных технологий "Союз" Method of preparing ceramic pigment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1629262A1 (en) * 1988-12-27 1991-02-23 Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова Ceramic grey pigment
US5106419A (en) * 1990-03-07 1992-04-21 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Glass-stable colored pigments
RU2121463C1 (en) * 1997-07-07 1998-11-10 Федеральный центр двойных технологий "Союз" Method of preparing ceramic pigment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПИЩ И. В. и др. Синтез пигментов методом соосаждения. Стекло и керамика, 1992, № 3, с. 22-23. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004109826A (en) 2005-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Molla et al. Microstructure, mechanical, thermal, EPR, and optical properties of MgAl2O4: Cr3+ spinel glass–ceramic nanocomposites
Abdelghany et al. Role of SrO on the bioactivity behavior of some ternary borate glasses and their glass ceramic derivatives
DK172348B1 (en) Preparation method for the production of polycrystalline alpha-aluminum materials
JP2023068864A (en) Basic aluminum lactate solution for forming ceramics and method of making same
CN106517273B (en) A kind of production technology for preparing low sodium boehmite
RU2270176C2 (en) Method for production of ammonium alum-based pigments
Ibrahim et al. Preparation and characterization of ultrafine alumina via sol–gel polymeric route
US2210892A (en) Process for recovering magnesium oxide
RU2336228C1 (en) Method of obtaining jewellery personificated diamond
Haq et al. Characterization of monodispersed γ-Al2O3 particles, synthesized by homogeneous precipitation under reflux boiling
RU2004496C1 (en) Method of magnesium aluminate production
RU2194014C1 (en) Method of finely divided yttrium oxide powder preparing
RU2737169C1 (en) Method of producing corundum ceramics
RU2312940C1 (en) Method for preparing mullite from kaolin
RU2078041C1 (en) Method of magnesium sulfate producing
RU2598728C1 (en) Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate
RU2355639C2 (en) Method of receiving of aluminium sulfate
CN109179432B (en) Low-calcium calcined black talc production equipment, low-calcium calcined black talc and preparation method thereof
JPS63252927A (en) Production of fine particle powder of sodium hexatitanate
RU2116254C1 (en) Method of preparing zirconium dioxide
Jamarun et al. Synthesis And Characterization Carbonate Apatite From Bukit Tui Limestone, Padang, Indonesia
Jianlei et al. Preparation of magnesium oxide and potassium magnesium phosphate cement from lithium-extracting magnesium slag
RU2363742C1 (en) Method for extraction of precious components out of coal ashes and slags
RU2376244C1 (en) Calcium aluminate synthesis method
RU2107666C1 (en) Method of preparation of mixture for production of glass

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090402