Забарвлення керамічної глазурі компонентами металовмісних відходів

Abstract

UK: Метою роботи було з’ясування можливості використання металовмісних відходів в якості пігментів керамічної глазурі. В статті наведені результати досліджень забарвлюючих властивостей металовмісних відходів виробництва в процесі виготовлення керамічної глазурі для облицювальної плитки. Методики досліджень. Для досліджень використовувалися відпрацьовані каталізатори аміачного виробництва – низькотемпературної та середньотемпературної конверсії оксиду вуглецю та алюмонікелевий каталізатор конверсії метану та осади гідроксокарбонатів металів, які були одержані з відпрацьованих електролітів та стічних вод. Наведені відомості про хімічний та фазовий склад відходів виробництва за результатами рентгенофазового та диференційно-термічного аналізу. З використанням наданих відходівбуло виготовлено зразки керамічної глазурованої плитки. Відходи подрібнювалися та додавалися до складу керамічної глазурі, глазуроване покриття наносилось шляхом пульверизації, керамічні зразки проходили термообробку в умовах ідентичних виробничим. Температура випалу складала 900-1200 °С. Контролювалось забарвлення та якість створеної глазурованої поверхні згідно діючих стандартів. Результати. Встановлено, всі апробовані відходи здатні створювати забарвлення керамічної глазурі: відпрацьований каталізатор середньотемпературної конверсії оксиду вуглецю – коричневе, відпрацьований каталізатор низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю – синьо-зелене, каталізатор конверсії метану – сіре та сіро-коричневе, гідроксокарбонати кадмію та цинку – біле, гідроксокарбонати нікелю – сіре, суміш гідроксокарбонатів – сіро-блакитне. Наукова новизна. Використання не всіх відходів дозволяє створювати якісну поверхню. Наявність у відпрацьованому каталізаторі низькотемпературної конверсії метану оксиду одновалентної міді призводить до скипання глазурі. Також суміш гідроксокарбонатів, яка містить карбонат кальцію, що розкладається за температури, близької до температури випалу керамічної плитки і викликає надмірне газоутворення, також призводить до пошкодження поверхні. Рекомендовано використовувати означені відходи, попередньо їх прожарюючи за температур, які забезпечать перетворення сполук в двовалентні оксиди металів, або утворення сполук шпінельної структури. Практична значимість. Використання металовмісних відходів дозволить створювати економічні та якісні пігменти для керамічної глазурі.

RU: Целью работы было выяснение возможности использования металлосодержащих отходов в качестве пигментов для керамической глазури. В статье приведены результаты исследований красящих свойств металлосодержащих производственных отходов в процессе изготовления керамической глазури для облицовочной плитки. Методики исследований. Для исследований использовались отработанные катализаторы аммиачного производства -низкотемпературной и среднетемпературные конверсии оксида углерода и алюмоникелевий катализатор конверсии метана, а также осадки гидроксокарбонатов металлов, которые были получены из отработанных электролитов и сточных вод. Приведены сведения о химическом и фазовом составе отходов производства по результатам рентгенофазового и дифференциально-термического анализа. С использованием предоставленных отходов было изготовлено образцы керамической глазурованной плитки. Отходы измельчались и добавлялись в состав керамической глазури, глазурованное покрытие наносилось путем пульверизации, керамические образцы проходили термообработку в условиях идентичных производственным. Температура обжига составляла 900-1200 °С. Контролировалась окраска и качество созданной глазурованной поверхности в соответствии с действующими стандартами. Результаты. Установлено, что все апробированые отходы способны создавать окраску керамической глазури: отработанный катализатор среднетемпературной конверсии оксида углерода - коричневую, отработанный катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода - сине-зеленую, катализатор конверсии метана - серую и серо-коричневую, гидроксокарбонаты кадмия и цинка - белую, гидроксокарбонаты никеля - серую, смесь гидроксокарбонатов - серо-голубую. Научная новизна. Использование не всех отходов позволяет создавать качественную поверхность. Наличие в отработанном катализаторе низкотемпературной конверсии метана оксида одновалентной меди приводит к вскипанию глазури. Также смесь гидроксокарбонатов, которая содержит карбонат кальция и разлагается при температуре, близкой к температуре обжига керамической плитки вызывает избыточное газообразование, что также приводит к нарушению поверхности. Рекомендуется использовать указанные отходы, после предварительной прокалки при температурах, которые обеспечат превращение соединений в двухвалентные оксиды металлов, или образование соединений шпинельной структуры. Практическая значимость. Использование металлосодержащих отходов позволит создавать экономические и качественные пигменты для керамической глазури.

EN: Abstract. The aim was to determine the possibility of the metal-containing wastes using as a ceramic glaze pigments. In the article the investigations results of the metal-containing wastes coloring properties for ceramic tiles glazes are presented. The research methods. It was studied the coloring properties of the spent catalysts that are used in ammonia production - for medium and low temperature conversion of carbon monoxide and methane conversion catalyst and deposits of metals carbonates that were obtained from spent electrolytes and waste water. The data of the chemical and phase composition of wastes on the results of X-ray diffraction and differential thermal analysis are presented. The samples of ceramic glazed tiles were produced with the using of the wastes. The wastes was fined and added into the ceramic glaze, glazed coating was covered by spraying on ceramic samples and were heat treatment under conditions that was identical to industrial conditions. The burning temperature was 900-1200 ° C. The color and glazed surface quality are controlled according to current standards. The results. It’s found that all tested wastes can create color of ceramic glaze, spent catalysts: medium-temperature conversion of carbon monoxide - brown, spent catalyst of lowtemperature conversion of carbon monoxide - a blue-green, catalyst conversion of methane - gray and gray-brown, cadmium and zincbase carbonate – white, nickel base carbonate – gray, mixture of base carbonate - gray-blue. The scientific novelty. The using not of all waste lets you create high-quality surface. The presence in the spent catalyst low conversion of methane monovalent copper oxide leads to boiling of the glaze. Also the base carbonate mixture that contains calcium carbonate, which decomposes at a temperature close to the temperature of firing ceramic tiles and cause excessive gas formation, which also brings to breach of the surface. It’s recommended use of these waste after pre-calcining of them at temperatures that will ensure the transformation of compounds in the divalent metal oxides or the formation of spinel structure compounds. The practical significance. The using of metal-containingwastes would create economic and quality pigments for ceramic glazes.