Лако-красочные материалы — производство

Бланфикс, или постоянная белая, представляет собою по хими­ческому составу сернокислый барий BaSO^ Его применяют в качестве наполнителя при изготовлении хороших сортов бумаги, в производстве фотобумаги, обойных красок, в качестве субстрата в производстве осажденных пигментов и реже — как наполнитель в производстве тертых белил.

Полученный искусственным путем сернокислый барий отли­чается от отбеленного тонкоразмолотого тяжелого шпата большей дисперсностью, более чистым белым цветом и большей укрыви — стостью.

Бланфикс нерастворим в кислотах и щелочах. Он кристалли­зуется в ромбической системе, а при 1149° переходит в моноклини — ческую. Его уд. вес 4,3—4,7; показатель преломления nD= 1,64.

Дисперсность бланфикса может колебаться в широких преде­лах; она зависит от режима технологического процесса. Повыше­ние температуры исходных растворов и энергичное размешивание их во время реакции повышают дисперсность пигмента. Высоко­дисперсный бланфикс применяют для получения глянцевых сортов бумаги, грубодисперсный — для производства матовой бумаги,

Исходным сырьем для получения бланфикса служат сернистый или хлористый барий и сульфат натрия или (реже) серная кислота.

Сернистый барий для производства бланфикса применяют не­посредственно или после обработки его соляной кислотой. В пер­вом случае в качестве побочного продукта производства полу­чается сероводород или слабый раствор сернистого натрия

BaS 4- H2S04 —>• BaS04 + H2S — f 24.7 ккал (1)

BaS + Na2S04 —* BaS04 + NaaS + 4 ккал <2)

во втором, t. *e. при обработке его соляной кислотой, в качестве побочных продуктов производства образуются сероводород и сла­бая соляная кислота или, хлористый натрий:

BaS + 2HCI —> BaCIj + H2S + 15,9 ккал (3)

ВаС12 ~j~ H2S04 —> BaS04 4~ 2HC1 4~ 9 ккал (4)

BaCl2 + Na2S04 —у BaS04 — f 2NaCi + 5,5 ккал (5)

Из приведенных уравнений видно, что полученный пигмент не­обходимо тщательно отмывать от сернистого натрия или соляной кислоты, так как присутствие их в бланфиксе, даже в незначитель­ных количествах, вызывает порчу машин на предприятиях, потреб­ляющих бланфикс. Кроме того, как видно из уравнений (I) и (3), при применении в качестве сырья сернистого бария выделяется большое количество сероводорода, выпуск которого в атмосферу запрещен существующим законодательством. Поэтому сернистый барий в качестве исходного сырья для получения бланфикса в на­стоящее время применяют в исключительных случаях, и основным сырьем является хлористый барий.

Простейший способ получения хлористого бария заключается в обработке минерала витерита (ВаСОз) соляной кислотой:

ВаС03 + 2НС1 —> ВаС12 4-С02 + Н20

Однако этот метод не представляет интереса, так как залежей витерита, пригодных для промышленных разработок, в СССР пока не обнаружено.

Принятый в СССР метод производства хлористого бария, так Называемый хлоркальциевый метод, или метод Дюфло, основан на следующих реакциях:

BaS04 + 4С —> BaS + 4СО — 121,7 ккал

_________ BaS-j-CaCi2 —> BaCl3 + CaS + 9 ккал______________

BaS04 -j — 4С “І” СаС12 —► ВаСІ2 — j~ CaS 4“ 4CG — 112,7 ккал

Кроме хлористого бария, получаемого по хлоркальциевому ме­тоду, для производства бланфикса применяют хлористый барий, получаемый в качестве побочного продукта в производстве лито­пона с повышенным содержанием сернистого цинка.

Хлористый барий и сульфат натрия, применяемые для произ­водства бланфикса, предварительно подвергают очистке.

Хлористый барий, получаемый по хлоркальциевому методу или в качестве побочного продукта в производстве литопона с повы­шенным содержанием сернистого цинка, всегда содержит в каче­стве примеси сернистый барий. Очистка хлористого бария заклю­чается в окислении содержащегося в нем сернистого бария в сер­нокислый барий, для чего к раствору хлористого бария добавляют небольшими количествами раствор марганцовокислого калия. В результате реакции окисления

8КМп04 + 3BaS + 4НаО —> 3BaS04 + 8Mn02 + 8КОН

в осадок выпадают двуокись марганца и сернокислый барий. Их удаляют фильтрованием раствора. Конец реакции окисления опре­деляют пробой уксуснокислым свинцом. Для определения конца реакции окисления небольшое количество раствора хлористого бария отфильтровывают в пробирку и добавляют к нему уксусно­кислый свинец. При отсутствии в растворе сульфидов выпадает белый осадок хлористого свинца, при наличии в растворе хотя бы незначительного количества неокисденных сульфидов раствор окрашивается в сероватый или коричневатый цвет вследствие об­разования небольших количеств сернистого свинца.

Очистка раствора сульфата натрия заключается в добавке к нему небольших количеств какого-либо окислителя, например марганцовокислого калия, для окисления закисного железа в окис — ное, после чего добавляют для выделения гидрата окиси железа известь или соду:

6FeS04 + 2KMn04 — f 5Na2C03 + 9Н30 —>•

—► 6Fe (ОН)а + 2Мп02 + 5Na2S04 ~f K2S04 — f 5СОа

Гидрат окиси железа, двуокись марганца и всплывшую на по­верхность раствора грязь удаляют фильтрованием раствора.

Для производства бланфикса применяют раствор хлористого бария, содержащий 25—40 г/л ВаС12, и раствор сульфата натрия с содержанием 500—550 г/л NasSCU* ЮН2О.

Технологический процесс производства бланфикса зависит от требований, предъявляемых к готовому пигменту. Для получения высокодисперсного бланфикса к раствору сульфата натрия, нагре­тому до 55—60°, приливают при энергичном размешивании нагре­тый до той же — температуры раствор хлористого бария в таком количестве, чтобы в полученной суспензии оставался небольшой избыток свободных ионов SO4 . Для получения бланфикса с шел­ковистым блеском к сульфату натрия до приливання хлористого бария добавляют серную кислоту (60°Ве) в количестве 30—60 г/л получаемой суспензии бланфикса.

Для предупреждения загрязнения бланфикса смазочным мас­лом, которое могло бы попасть с привода мешалки, чаны для по­лучения бланфикса оборудуют мешалками с нижним приводом. Чаны емкостью 35—40 ж3 снабжают несколькими кранами, распо­
ложенными на разной высоте, служащими для спуска осветлен­ной жидкости.

Через 1,5—2 часа после окончания реакции осветленную жидкость спускают в канализацию через один из кранов. За это время успевает осветлиться не менее 50% жидкости. Уплотненную суспензию после слива осветленной жидкости насосом накачи­вают в рамочный фильтрпресс. Фильтрация протекает легко. После заполнения фильтрпресса через него в течение 1,5 часа пропу­скают чистую воду для отмывки хлористого натрия. Через 1,5 часа пасту, содержащую 24—25% воды и 0,1% NaCl, выгружают и упаковывают в деревянные бочки.

Для отделения бланфикса от воды можно применять и более совершенные непрерывно действующие вакуум-фильтры с шнуро­вым съемом. При фильтрации суспензии, содержащей 275—300 г/л бланфикса, производительность фильтра составляет 150 кг • nacjm2. Процесс производства бланфикса при применении вакуум-фильт­ров предусматривает отмывку бланфикса от NaCl репульпацией.

Для получения грубодисперсного бланфикса технологический процесс изменяют. В этом случае раствор хлористого бария нагре­вают при размешивании до 50—60°, после чего мешалку останав­ливают и к нагретому раствору приливают без перемешивания тонкой струей раствор сульфата натрия в таком количестве, чтобы в чане остался небольшой избыток хлористого бария. Затем при размешивании суспензии в чан вводят остальное количество суль­фата, необходимое для получения суспензии с небольшим избыт­ком свободных ионов S04~. После окончания реакции суспензию оставляют в покое на 18—20 час. Дальнейший ход технологиче­ского процесса не отличается от технологического процесса при получении высокодисперсного бланфикса.

Готовый продукт по ТУ должен содержать влаги не более 24— 25% и хлористых солей в пересчете на NaCl не более 0,1%.