Розробка теоретичних та технологічних основ синтезу неорганічних пігментів з використанням як базової сировини гальванічних шламів - Автореферат

Національний технічний університет УкраїниЗахист дисертації відбудеться 23.01.2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.13 у Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою 03056, м.Київ-56, пр-т Перемоги, 37, корпус 4, аудиторія в/х. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”. Захищається дисертація, яка присвячена розробці ефективної технології отримання екологічно безпечних неорганічних пігментів різної гами кольорів з використанням у якості сировини гальванічних шламів. Запропоновано технологічну схему синтезу неорганічних пігментів з використанням гальванічних шламів, разовий технологічний регламент виробництва неорганічних пігментів на основі гальванічних шламів, який затверджено підрозділами Мінпромполітики України. Established on the basis of the thermodynamic analysis and experiments of researches of law of conditioning galvanic slims and formation of chromophor-substances, and also definition of concentration areas of existence of pigments, which correspond to the requirements STD, synthesized on the basis galvanic slims are used for development of technology of reception high-quality of pigments.Мета роботи - встановити закономірності синтезу хромофорних кольороутворюючих структур неорганічних пігментів широкої гами кольорів на основі кондиційованих гальванічних шламів. Задачі роботи: Встановити класифікаційні ознаки гальванічних шламів щодо їх складу з позицій раціональності їхнього використання саме для синтезу пігментів різної кольорової гами; виявити и обгрунтувати хіміко-технологічні умову вилучення з гальванічних шламів сполук міді як заважаючого компонента при синтезі неорганічних пігментів; провести дослідження концентраційних та температурних закономірностей утворення хромофорних структур (шпінелей) неорганічних пігментів, синтезованих при заміні традиційних чистих оксидів хрому(ІІІ), заліза(ІІІ), кальцію, магнію та інших металів на еквівалентну за оксидним складом кількість гальванічного шламу; визначити оптимальні умови синтезу кольороутворюючих структур (шпінелей) в неорганічних пігментах, синтезованих з використанням кондиційованих гальванічних шламів; встановити оптимальні склади неорганічних пігментів з використанням як базової сировини кондиційованих шламів; розробити технологічний регламент та технологічну схему синтезу неорганічних пігментів на основі гальванічних шламів; провести дослідно-промислові випробування запропонованої технології з наробкою дослідної партії пігментів та їхньою апробацією за цільовим призначенням. З використанням методів рентгенофазового аналізу та ІЧ-спектроскопії експериментально встановлено, що процес синтезу пігментів як на основі чистих оксидів, так і з використанням співосадженних гідроксидів, присутніх в гальванічних шламах, базується на реакціях утворення змішаних шпінелей частково оберненого типу, а ступінь розупорядкування катіонів А(ІІ) та В(ІІІ) між октаедричними та тетраедричними позиціями оксигенного каркасу шпінелі підпорядковується енергії переходу катіонів із тетра-в октаедричні позиції. Розроблено технологічну схему та обгрунтовано технологічні режими синтезу неорганічних пігментів на основі кондиційованих гальванічних шламів, що дозволило значно зменшити використання, а у деяких випадках повністю замінити вживання чистих оксидів хрому(ІІІ), заліза(ІІІ), цинку та інших при виробництві вказаних пігментів. Автором проведено класифікацію гальванічних шламів, дослідження їх кондиціювання, термодинамічне обгрунтування режимів синтезу сполук-хромофорів, встановлення закономірностей утворення шпінельних структур екологічно безпечних при використанні неорганічних пігментів на основі гальванічних шламів, розробка оптимальних складів пігментів та технологічних режимів і регламенту синтезу неорганічних пігментів різної кольорової гами з використанням як базової сировини кондиційованих гальванічних шламів, дійова участь в проведенні промислових іспитів розробленої технології.У першому розділі на основі критичного огляду наукової літератури проаналізовано генезис гальванічних шламів, розглянуто способи їх утилізації і обгрунтовано недоліки останніх; проведено аналіз оксидних систем, в яких утворюються сполуки-хромофори неорганічних пігментів, та здійснено вибір напрямку і постановка задач дослідження. Дослідження і обгрунтування умов кондиціювання зразків високомідістих гальванічних шламів проведено з застосуванням методу вилуговування сполук міді (заважаючих одержанню якісної кінцевої продукції) розчинами сульфатної кислоти та аміаку. Синтез на основі гальваношламів саме шпінелеподібних структур, з одного боку, є умовою одержання якісних хромофорів, а, з другого, нерозчинність важких металів, імобілізованих в шпінелях, синтезованих в високотемпературних умовах, гарантує екологічну безпеку кінцевого продукту.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ