Лако-красочные материалы — производство

Прокаливание углекислого кадмия со смесью серы и селена

Процесс получения красного кадмия прокаливанием смеси угле­кислого или щавелевокислого кадмия с серой и селеном состоит из следующих операций:

!) изготовление и прокаливание шихты;

2) промывка, фильтрация и сушка прокаленной массы.

‘ Соотношение между количествами серы, селена и соли кадмия в шихте может быть вычислено по указанным выше уравнениям реакции с учетом состава пигмента, т, е. соотношения в нем CdS и

CdSe. Например, для получения красного кадмия состава 2CdS’CdSe реагенты должны быть рассчитаны на основании сле­дующего суммарного уравнения:

бСсІСОз + 7S + 2Se —► 2 [2CdS ■ CdSe] + 3S02 — f 6C02

Однако при прокаливании смеси серы, селена и CdC03 проте­кают и побочные реакции: восстановление окиси кадмия селеном, окисление и улетучивание части серы и селена в виде S02 и Se02, а также окисление некоторого количества сернистого и селенистого кадмия. В связи с этим, в шихту приходится вводить некоторый избыток серы и селена, причем вследствие различной их летучести, а также устойчивости их окислов (Se02 и S02) вычислить избыток серы и селена невозможно и приходится учитывать его на основа­нии практических данных. Последнее необходимо потому, что из­быток серы и селена может вызвать изменение соотношения между количествами образующихся сернистого и селенистого кадмия.

Даже небольшое изменение соотношения количеств CdS и CdSe приводит, как было указано выше, к заметным изменениям оттенка полученного пигмента. Следует учесть, что условия прока­ливания, т. е. тип печи, герметичность тиглей, в которых произво­дится прокаливание, также оказывают определенное влияние на потери серы и селена.

В табл. 58 приведена в качестве примера рецептура (в вес. ч.) для получения кадмия красного, оранжевого, оранжево-красного, светло-красного, темно-красного и пурпурного цветов.

Вместо углекислого кадмия можно применять щавелевокислый.

Для изготовления шихты в шаровую мельницу загружают серу и селен и после их размола добавляют углекислый или щавелево­кислый кадмий. Шихту тщательно перемешивают, затем выгру­жают из шаровой мельницы и направляют на прокаливание.

Из-за вредности солей кадмия необходимо при изготовлении шихты и загрузке ее в печь избегать пыления и применять необ­ходимые защитные меры (работать в респираторах и под тягой).

Как уже указывалось, прокаливание шихты красного кадмия — весьма сложная операция из-за трудности получения при этом однородноокрашенной массы без темных включений. Прокали­вание обычно производят в муфельной или вращающейся печи.

При прокаливании в муфельной печи шихту загружают в не- глазурованные пористые тигли, обычно шамотные, хорошо утрам­бовывают и изолируют от непосредственного соприкосновения с воздухом слоем герметизирующей массы {мел, бланфикс) или хорошо пригнанной крышкой. Затем тигли помещают в муфельную печь в несколько рядов один над другим, оставляя небольшие про­странства для свободного выделения газов, и прокаливают 2—3 часа при температуре 520—580°. После прокаливания тигли вынимают из печи, дают им остыть и выгружают прокаленную массу.

Обычно для прокаливания красного кадмия применяют тигли небольших размеров, так как лишь при этом удается получать пигмент хорошего цвета. По данным Мизне и Зельдина [53а], хорошие результаты получаются при повторном прокаливании шихты в тех же условиях.

При прокаливании во вращающейся печи шихту необходимо таблетировать, так как порошкообразная шихта налипает на стенки печи в связи с плавлением серы и селена. Налипший на стенке слой шихты удаляется с трудом и непригоден для применения в каче­стве пигмента. Таблетирование производят прессованием шихты под давлением 50—100 кг{см2. Размер таблеток зависит от усло­вий прокаливания. Обычно прокаливание производят в печах не­большого размера с электрообогревом; размер таблеток при этом 3—10 мм. Температура прокаливания во вращающейся печи 550—575°, длительность 1—2 часа.

Из-за выделения крайне ядовитого газа—двуокиси селена, печь, в которой прокаливается шихта, должна быть снабжена до­статочно мощным вентиляционным устройством.

При прокаливании шихты наряду с красным кадмием обра­зуется за счет окисления сернистого кадмия некоторое количество сернокислого кадмия. Поэтому после прокаливания пигмент про­мывают несколько раз теплой водой (60—70°) для удаления всех водорастворимых солей. Первые промывные воды собирают для регенерации кадмия.

После промывки пигмент фильтруют, сушат при 100—150°, раз­малывают и просеивают. Размол должен быть непродолжитель­ным. так как в противном случае пигмент приобретает коричнева­тый тон.

Красные кадмиевые пигменты получаются также путем прока­ливания желтого кадмия, преимущественно осажденного, с селе­ном. Обычно на 10 вес. ч. желтого кадмия берут от 1 до 2,25 вес. ч. селена; шногда к этой смеси прибавляют от 10 до 20 вес. ч. блан­фикса или тяжелого шпата. Все составные части тщательно пере­мешивают и прокаливают при температуре 600—620°.