АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ 7
1.1 Этапы развития методов переработки кислой смолки 7
1.1.1 Характеристика технологического процесса образования
кислой смолки сульфатного отделения 11
1.1.2 Кислая смолка сульфатного отделения 13
1.1.3 Кислая смолка в качестве вспенивателя во флотации 14
1.1.4 Опыт утилизации кислой смолки в странах Европы и США 16
1.1.5 Кислая смолка как восстановитель для производства пигмента 17
1.1.6 Постановка цели и задач исследования 19
1.2 Пигменты и их свойства 19
1.2.1 Значение пигментов и пигментированных лакокрасочных
материалов в национальной экономике 20
1.2.2 История развития производства и применения пигментов 21
1.2.3 Теории цвета 22
1.2.4 Классификация пигментов 23
1.2.5 Общие методы синтеза пигментов 25
1.3 Ультрамарин и метод его синтеза 26
1.3.1 Синтетический и природный ультрамарин 26
1.3.2 Фотокаталитическая деградация связующих сред слоев синего цвета
ультрамарина: новый взгляд на феномен «ультрамариновой болезни» в картинах 33
1.3.3 Получение кремнеземного ультрамарина 33
1.3.4 Синтез синтетического ультрамарина 34
1.3.5 Технологический процесс получения синтетического ультрамарина 34
1.3.6 Зарубежный способ окисления ультрамариновой шихты 40
1.3.7 Зарубежные способы синтезирования пигмента ультрамарина 43
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 45
2.1 Объект исследования 45
2.2 Компоненты шихты 45
2.3 Этапы изготовления образцов 47
2.3.1 Предварительная подготовка сырья 48
2.3.2 Размол и растирание компонентов шихты 48
2.3.3 Смешение 48
2.3.4 Окончательная подготовка перед обжигом 48
2.3.5 Обжиг 49
2.4 Физико-химические методы испытаний пигментов 50
2.4.1 Метод определения массовой доли растворимых веществ 50
2.4.2 Рентгеновская порошковая дифрактометрия 52
3 СИНТЕЗ ВОССТАНОВИТЕЛЯ И ПИГМЕНТА 53
3.1 Отверждение кислой смолки по определенной технологии 53
3.2Синтез пигмента 58
3.2.1 Синтез пигмента на основе термообработанного до 200 °С
восстановителя 58
3.2.2 Синтез пигмента на основе термообработанного до 850
◦Свосстановителя 60
4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 65
4.1 Влияние окислительного обжига на цвет полученного пигмента 65
4.2 Результаты исследования массовой доли растворимых веществ 67
4.3 Результаты рентгенографического исследования отвержденной кислой
смолки и полученных пигментов 67
4.4 Влияние добавления ПАВ в восстановитель при различных
температурах его обработки на окраску и свойства пигмента 69
4.5 Влияние соотношения кислой смолки и отвердителя на
содержание лазурита в пигменте 72
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 75
5.1 Сетевое планирование 75
5.2 Расчет затрат на проведение ВКР 85
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 90
6.1 Состав вредных и опасных факторов 90
6.2 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда 90
6.2.1 Охрана труда при работе в химической лаборатории 90
6.2.2 Вредные вещества 92
6.2.3 Вентиляция 92
6.2.4 Освещенность 92
6.2.5 Шум 93
6.2.6 Электробезопасность 94
6.2.7 Пожарная безопасность 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК 97
Кислая смолка обычно представляет собой густую, вязкую, с резким кисловатым запахом жидкость.
Свойства кислой смолки:
1) коррозионная агрессивность к металлу;
2) нестабильна, т.е. окисляется и затвердевает на воздухе - это является проблемой при ее транспортировании.
Химический состав кислой смолки представляет большую опасность длясмолистые вещества, продукты полимеризации ненасыщенных углеводов, а содержание свободной H2SO4 в гудронах может достигать до 70% от массы.
Кислая смолка, являющаяся смесью продуктов полимеризации непредельных соединений и каменноугольной смолы, обладает высокими плотностью, вязкостью, температурой размягчения, и в ее составе содержится свободная серная кислота, (NH4)2SO4 и другие различные соли и оксиды.
Кислая смолка имеет множество составляющих, таких как: смола имеет второй класс опасности по российской классификации.Кислая смолка имеет сложный химический состав, имеют нестабильные свойства и изменяющийся состав под воздействием внешних факторов, является очень реакционно-способной. Все это мешает разработать универсальный способ утилизации и переработки.
Кислую смолку можно использовать в различных целях. Ее рационально добавлить к шихте при коксовании и есть возможность использовать при производстве различных видов битума, для получениядиоксида серы и последующей переработкой его в сернуюкислоту. Смолку также используют как добавку к цементномуклинкеру для интенсификации помола и активизациитвердения цемента, как добавку к шихте при производстве керамзита.
Кислая смолка как отход коксохимического производства исследовалась на предмет использования в качестве восстановителя для производства синтетического пигмента ультрамарина.
В ходе дипломной работы исследовано влияние добавление ПАВ ввосстановитель, влияние температуры обработки восстановителя и влияние соотношения кислой смолки и отвердителяна получение синтетического ультрамарина в лабораторных условиях при определенном компонентном составе шихтыи определенном температурном режиме обработки.
Процентное содержание шихты: Каолин - 28 %, Кальцинированная сода - 31 %, Kerwood (кремнистая добавка) - 5,5 %,Сера - 32 %, Восстановитель - 3,5 %.
Температурный режим: Восстановительный обжиг со скоростью 20 °С/мин до температуры 400 °С (выдержка 1ч), затем от 400 °С до 950 °С (выдержка 1ч), охлаждение с печью до 20 °С, нагрев от 20 °С до 500 °С и выдержка 2ч в окислительной атмосфере при 500 °С, охлаждение с печью от 500 °С до 200 °С и выдержка 2ч в окислительной атмосфере при 200°С, затем конечное охлаждение вместе с печью от 200 °С до 20 °С.
С помощью рентгенографического анализа выявлен образец с лучшими показателями по количеству ультрамарина: образец № 3 (восстановитель
отвержденная кислая смолка с температурой обработки 850°С, с добавлением ПАВ) - количество лазурита - 45,8 % по методу Ритвельда.
Таким образом, использование отвержденной кислой смолки с различной температурой восстановительного обжига с добавлением и без добавления ПАВ целесообразно для получения синтетического пигмента ультрамарина.
