Лако-красочные материалы — производство

Барий-калиевый хромат представляет собою индивидуальное соединение ВаКг(Сг04)2, и исходные хроматы ВаСЮ4 и КаСг04 в свободном состоянии в нем не обнаруживаются. Образование двойной соли между ВаСгО* и К2СЮ4 основано на однотипности их химического строения и кристаллизации в одинаковой кристал­лической системе — ромбической.

Барий-калиевый хромат может быть получен путем взаимодей­ствия концентрированных растворов солей бария, например ВаСІ2, и хромата калия К2СЮ4, взятого в значительном избытке. Однако ■процесс образования двойного соединения при этом протекает крайне медленно, в связи с чем применяют иной метод его полу­чения, а именно — прокаливание механической смеси хроматов бария и калия ВаСг04 и К2СЮ4. На практике с целью упрощения и удешевления процесса вместо смеси хроматов бария и калия применяют смесь карбоната бария ВаСОз и бихромата калия К2СГ2О7, которые при прокаливании реагируют таким образом, что вначале образуется смесь хроматов по реакции

t

В3СО3 К2Сгг07 —► ВаСг04 ~Т К2Сг04 *-}- С02

а затем при более высокой температуре происходит образование двойной соли по реакции:

ВаСЮ4 — j — К2Сг04 —► ВаК2 (Сг04)2

Реакция между карбонатом бария и бихроматом калия с обра­зованием двойной соли протекает полностью даже, при невысокой температуре, например при 350°, однако весьма медленно, в связи с чем ее обычно проводят при значительно более высокой темпе­ратуре — порядка 650—700°, Сильное ускорение процесса при по­вышении температуры объясняется тем, что при температуре 396° происходит плавление бихромата, способствующее более энергич­ному взаимодействию реагентов; при температурах ниже 396° ре­акция протекает только в твердой фазе.

Хромат бария обладает очень низкой растворимостью в воде — 0,0003%, или 3 мг! л произведение его растворимости при 18° равно 1,6* 10~10, Хромат калия, наоборот, растворяется в воде хорошо. Из двойного хромата вода извлекает весьма медленно лишь хро­мат калия [40, 41].

Технологический процесс получения бариево-калиевого хромата состоит из следующих операций:

1) размол хромпика;

2} изготовление шихты путем смешения хромпика с углекис­лым барием;

3) прокаливание шихты;

4) размол прокаленного пигмента.

Промывка прокаленного продукта не производится.

Для изготовления пигмента применяют чистые реагенты — хромпик и углекислый барий, так как в связи с отсутствием про­мывки в пигменте остаются все примеси, имеющиеся в сырье. Так,

рекомендуется применять хромпик с содержанием не более 0,06% хлоридов и 0,01% сульфатов.

Размол хромпика производится в шаровых или молотковых мельницах; степень размола соответствует почти полному прохождению порошка через сито с 16 000 отв/см2. При более гру­бом размоле замедляется реакция и ухудшается качество пигмента. Более тонкий размол также нежелателен, так как при этом хром­пик приобретает значительную гигроскопичность, что приводит при хранении его к образованию прочных, не распадающихся при дальнейшей обработке агрегатов. Помимо того, при очень тонком размоле шихта сильно размягчается при прокаливании и прили­пает к стенкам печи.

Обычно хромпик хранят в неразмолотом виде и размалывают лишь в количестве, необходимом для изготовления шихты.

Углекислый барий применяется в виде тонкого порошка (—0,2% остатка на сите с 16000 отв/см2), в связи с чем он. не подвергается предварительному размолу.

Смешивание хромпика с углекислым барием производится в специальных смесителях с большим числом оборотов. В смеси­тель с d = 106 см и / = 305 см помещается 1170 кг хромпика и 815 кг углекислого бария. Продолжительность размешивания 1 час; оно должно быть очень тщательным, так как лишь при этом удается получать пигменты хорошего качества. Однако дальней­шего размалывания при смешивании не должно происходить.

Соотношение между реагентами — стехиометрическое с не­большим избытком углекислого бария (2—4%), с целью уменьше­ния опасности прилипания шихты к стенкам печи.

В связи с токсичностью пыли хромпика и углекислого бария все операции загрузки и выгрузки производятся пневматически при полной герметизации аппаратуры или при создании в ней неболь­шого вакуума.

Из смесителя шихта поступает в бункер, а оттуда в прокалоч — ную вращающуюся печь, обмурованную огнеупорным кирпичом.

При большом объеме производства применяют печь d яа 112 см,

I = 15 м, скорость вращения 1 об/мин, производительность 380 кг/час, время пребывания продукта в печи 1 час. Обогрев печи производится газовой горелкой с воздушным дутьем; температура на выходе пигмента (примерно на lU длины) 670—700°, в сере­дине — 570°, а в загрузочном конце 400°.

Среда при прокаливании должна быть слабоокислительной, что достигается подачей в горелку избытка воздуха; при восстанови­тельной среде значительная часть хромпика переходит в окись хрома.

Питание печи производится шнеком, охлаждаемым водою во избежание спекания в нем шихты.

Шихта, пройдя примерно Vs часть печи, нагревается до 396°, становится пластичной из-за плавления хромпика и начинает при­
липать к стенкам печи. Прилипание устраняется введением в со­став шихты небольшого избытка углекислого бария (2—4%), кото­рый, по-видимому, покрывает расплавленные частицы и не дает им слипаться. При работе с хромпиком очень тонкого размола значи­тельно увеличивается удельная поверхность, поэтому добавление ВаСОз не устраняет прилипания. Однако во всех случаях необхо­димо принимать меры по удалению прилипшей массы. Для этих целей рекомендуется цепное устройство, расположенное в горячей зоне примерно на Уз—XU длины печи от топки.

В результате прокаливания весь хромпик вступает в реакцию, избыток же углекислого бария остается в неизмененном состоянии.

Прокаленный продукт в виде кусков размером в 0,3—1,2 мм с по­мощью шнека, охлаждаемого водою, и ковшевого элеватора раз­гружается в бункер. Из бункера пигмент подается в роликовую мельницу типа Раймонда, работающую в замкнутом цикле с сепа­ратором, где пигмент измельчается до частиц размером в 5—Юр, или в мельницу типа колоплекс.

На рис. 120 приведена технологическая схема получения кали­ево-бариевого крона.