جستجو در مجموعه ها
جستجو در تماس ها
جستجو در محتوا
جستجو در خبرخوان ها
جستجو در وب لینک ها
موقعیت شما: صفحه نخستدانلودستان سایتدانلود طرح های توجیهی صنعتی و معدنی کاملترطرح های توجیهی صنایع شیمیاییطرح توجیهی تولید دندریمرها | درخت سان ها سال 1400 + کامفار ( Word و Pdf )
طرح توجیهی تولید رنگ های سرامیکی سال 1400 + کامفار ( Word و Pdf ) - 5.0 out of 5 based on 2 votes
امتیاز کاربر:  / 2
ضعیفعالی 

Ceramic colors

جهت سفارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی سال 1400 با نرم افزار کامفار به صورت فایل word و pdf ، جهت اخذ جواز تاسیس و وام و تسهیلات بانکی ، این مقاله را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید ضمنا میتوانید فایل طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی را که آرشیوی و مربوط به سالهای گذشته میباشد ، صرفا جهت مطالعه از انتهای همین صفحه دریافت نمایید.

 

در صنعت سرامیک سازی اصولا از رنگدانه برای جلا و تزئین استفاده می شود . در این صنعت رنگدانه های مختلف که بر پایه اکسیدهای فلزی استوار می باشند ، با اکسید سرامیکی ( سیلیس ) ترکیب شده و اصطلاحا لعاب سرامیک را تشکیل می دهند . رنگدانه های سرامیکی علاوه بر کاربرد در صنعت سرامیک در سایر صنایع نیز به عنوان رنگدانه می توانند استفاده شوند ، به عنوان مثال از از دی اکسید تیتانیم برای رنگ کردن کالاهای با دوام و بی دوام مانند اسباب بازی ها ، وسایل برقی خانگی ، خودروها ، مبلمان و .... استفاده می شود .

 


نکاتی درباره محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی :


 

در صنعت سرامیک سازی اصولا از رنگدانه برای جلا و تزئین استفاده می شود . در این صنعت رنگدانه های مختلف که بر پایه اکسیدهای فلزی استوار می باشند با اکسید سرامیکی ( سیلیس ) ترکیب شده و اصطلاحا لعاب سرامیک را تشکیل میدهد .

لعاب تولید شده را روی سرامیک پوشش میدهند و در کوره های مخصوص سرامیک پخت میشود . از آنجا که بخش لعاب سازی را اغلب شرکتهای سرامیک سازی انجام میدهند . اصولا تولید لعاب ، فرایند اختلاط ساده بوده و دارای تکنو لوژی پیچیده ای نمی باشد و در حال حاضر نیز تولید لعاب در واحدهای مجزا مرسوم نیست .

• انواع رنگدانه ها

اصولا رنگدانه ها دارای انواع و اقسام مختلفی می باشند که بر حسب کاربرد مورد استفاده قرار می گیرند. در این بخش سعی شده است بیشتر تقسیم بندی در مورد رنگدانه های سرامیکی صورت گیرد . دراین تقسیم بندی رنگدانه ها به دو گروه سفید و رنگی تقسیم شده اند و در هر گروه نیز چند رنگدانه مهم که بیشترین کاربرد را در صنعت سرامیک دارد ، مورد بررسی قرار گرفته است .

رنگدانه های سفید

- اکسید تیتانیم

- اکسید روی ( سفید روی )

رنگدانه های رنگی

- رنگدانه های اکسید آهن

- رنگدانه های کادمیم

- سولفید کادمیم

- زرد کادمیم

- سولفوسلنید کادمیم ( قرمز کادمیم )

- سولفید جیوه کادمیم ( سینابار کادمیم )

رنگدانه های سفید

رنگدانه های سفید شامل دی اکسید تیتانیم ، اکسید روی (ZnO) سو لفید روی ، لیتوپون ( یک رنگدانه مخلوط تهیه شده از سولفید روی و سولفات باریم ) ، و سرب سفید ( کربنات سرب قلیایی ) هستند . خواص نوری رنگدانه های سفید ناشی از جذب نور پایین و پراکنش قوی و عمدتا غیر انتخابی نور در آنها است .

الف- اکسید تیتانیم

دی اکسید تیتانیم با و زن مولکولی 90/79 دارای سه شکل روتایل ، آناتاز و بروکیت است. روتایل و آناتازبه شکل صنعتی و به مقدار زیاد تولید می شوند و به عنوان رنگدانه و کاتالیزور و نیز در تولید سرامیک ها و مواد الکترونی استفاده می شوند . دی اکسید تیتانیم به دلیل برتری خواص پراکنشی آن نسبت به رنگدانه های سفید دیگر، پایداری شیمیایی و عدم سمیت آن از اهمیت زیادی به عنوان رنگدانه سفید برخوردار است . دی اکسید تیتانیم مهم ترین رنگدانه غیر آلی از نظر کمی است .

هنگامی که ازTiO2 به عنوان رنگدانه سفید استفاده می شود ، خواص رنگدانه ای آن بسیار مهم است. این خواص شامل قدرت روشن کنندگی ، قدرت پوشانندگی ، روشنی ، رنگ ، ایجاد براقیت ، ماتی ، قابلیت پخش شدن و مقاومت در برابر نور و هوازدگی است . این خواص تابعی از خلوص شیمیایی ، پایداری شبکه ، اندازه و توزیع اندازه ذرات و پوشش های ایجاد شده به وسیله فرآوری بعدی است. در ضمن این خواص به محیط واسط نیز بستگی دارند و معمولاً نمی توان آن را به صورت علمی و به درستی توصیف کرد .

ب- اکسید روی ( سفید روی )

خواص فیزیکی . اکسید روی یک پودر سفید نرم است که در اثر حرارت دادن در بالای 300 C زرد می شود. نور UV را در طول موج های کوچکتر از 366 nm جذب می کند اگر مقدار بسیار کمی از عناصر دو و سه ظرفیتی در شبکه بلوری آن وارد شود ، خواص نیمه هادی از خود بروز می دهد. ذرات اولیه ZnO حاصل از روش حرارتی ممکن است گرانوله(0/1-5 mm ) یا سوزنی باشند .

خواص شیمیایی . اکسید روی آمفوتر است . با اسیدهای آلی و غیر آلی واکنش می کند و در قلیایی ها و محلول آمونیاك حل و تشکیل زینکات ( ترکیبات روی ) می دهد. به راحتی با گازهای اسیدی ( مانند CO2 و SO2 ترکیب می شود. در دمای بالا با اکسیدهای دیگر واکنش می کند و ترکیباتی مانند فرّیت های روی تشکیل می دهد .

رنگدانه های رنگی

تفاوت رنگدانه های رنگی با رنگدانه های سفید این است که ضرایب جذب و پراکنش رنگدانه های رنگی وابسته به طول موج است و مقدار آن ها بسیار پراکنده است . وابستگی این ضرایب به طول موج ، اندازه ذرات ، شکل ذره و توزیع آن ها در رنگ ، قدرت رنگ کنندگی و قدرت پوشانندگی این رنگدانه ها را تعیین می کند .

- رنگدانه های اکسید آهن

اهمیت فزاینده رنگدانه های اکسید آهن ناشی از غیر سمی بودن ، پایداری شیمیایی ، تنوع رنگی ( زرد ، نارنجی ، قرمز، قهوه ای تا سیاه ) و قیمت کم آن ها است. رنگدانه های اکسید آهن طبیعی و مصنوعی دارای ترکیبات معین با ساختار بلوری شناخته شده هستند :

رنگدانه های اکسید آهن مصنوعی به دلیل رنگ خالص ، خواص ثابت و قدرت رنگ کنندگی مناسب به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار گرفته اند. انواع تک جزئی عمدتاً با رنگ های قرمز، زرد ، نارنجی و سیاه تولید می شوند. ترکیب آن ها مشابه کان ی های هماتیت ، گوئتیت ، لپیدوکروسیت و مگنتیت است . رنگدانه های قهوه ای معمولاً دارای مخلو ط هایی از قرمز و یا زرد و یا سیاه هستند .

فازهای قهوه ای یکنواخت مانند (Fe,Mn)2O3 و -Fe2O3 نیز تولید می شوند ، اما مقدار آن ها در مقایسه با مواد مخلوط کم است . -Fe2O3 فری مگنتیک از اهمیت زیادی در ساخت حافظه های مغناطیسی برخوردار است .

- رنگدانه های کادمیم

در میان رنگدان ه های غیر آلی ، رنگدانه های کادمیم دارای رنگ های قرمز و زرد درخشان با دوام هستند . همه رنگدانه های کادمیمی بر پایه سولفید کادمیم هستند . استفاده از روی به دلیل داشتن ثابت شبکه کوچکتر باعث ایجاد رنگدانه های زرد مایل به قرمز می شود.

جیوه و سلنیم باعث انبساط شبکه می شو ند. با افزایش مقدار سلنیم و به ویژه جیوه ، سایه های رنگی رنگدانه ها به سمت نارنجی ، قرمز و سرانجام قرمز سیر (bordeaux) تغییر می کند. رنگ درخشان رنگدانه های کادمیم عمدتاً ناشی از منحنی های بازتابش نسبتا ایده آل آن ها با یک شیب تند است .

- سولفید کادمیم ( زرد طلایی )

زرد کادمیم از سولفید کادمیم خالص ( زرد طلایی ) یا بلورهای مخلوط روی و سولفید کادمیم (Cd,Zn)S تشکیل شده است که در آن یک سوم کادمیم را می توان با روی جایگزین کرد . چگالی این رنگدانه g/cm3 4/5-4/8 و ضریب شکست آن 5/2- 4/2 است . اندازه ذرات آن تقریبا 0/2 μm و شکل آن ها مکعبی تا کروی است . زرد کادمیم در عمل در آب و قلیایی ها نامحلول است و حلالیت آن در اسیدهای معدنی رقیق کم است ، اما در اسیدهای معدنی غلیظ حل می شود و در نتیجه سولفید هیدروژن آزاد می کند .

- سولفوسلنید کادمیم ( قرمز کادمیم )

سلنید کادمیم خالص ، CdSe سیاه مایل به قهوه ای است و خواص رنگدانه ای ندارد. همانند سولفید کادمیم ، دارای دو شکل هگزاگونال و مکعبی است . سلنید کادمیم در اسید رقیق نامحلول است . در اسید کلریدریک غلیظ به سهولت سلنید هیدروژن آزاد می کند. کاملا در اسید نیتریک در حال بخار شدن حل می شود و طی آن یون های-2 Se به یون های- SeO42 تبدیل می شوند . سلنید کادمیم یک نیمه هادی نوع n است .

قرمز کادمیم از سولفوسلنید کادم Cd(S,Se) تشکیل شده است و هنگامی ایجاد میشود که گوگرد موجود در شبکه سولفید کادمیم با سلنیم جایگزین شود . با افزایش مقدار سلنیم ، رنگ آن به نارنجی ، قرمز و سرانجام قرمز تیره تبدیل میشود . به همین ترتیب چگالی این رنگدانه ها از 4/4 تا 6g/cm3/5 و ضریب شکست آنها از 5/2 تا 8/2 افزایش می یابد . این بلورها مکعبی یا کروی هستند و اندازه معمولی آن ها 4 μm/0-3/0 است .

- سولفید جیوه کادمیم ( سینابار کادمیم )

کادمیم موجود در شبکه وورتزیت سولفید کادمیم میتواند توسط جیوه دو ظرفیتی جایگزین شود تا سولفید جیوه کادمیم ( سینابار کادمیم ) ایجاد شود . با افزایش جیوه، شبکه منبسط می شود و رنگ آن سیرتر میشود و از زرد به نارنجی و سرانجام قرمز تیره تغییر میکند .

خواص رنگی سینابار کادمیم مشابه خواص رنگدانه های قرمز کادمیم حاوی سلنیم است . استفاده از این رنگدانه های حاوی جیوه را می توان به دلایل اقتصادی توجیه کرد. لیکن کاربرد آن ها به دلیل در دسترس بودن جایگزین های غیر سمی از نظر زیست محیطی قابل توجیه نیست .

 


کاربرد محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی :


 

رنگدانه های سرامیکی علاوه بر کاربرد در صنعت سرامیک در سایرصنایع نیز به عنوان رنگدانه میتواند استفاده شوند. در ادامه کلیه کاربردهای رنگدانه های مورد نظر مورد بررسی قرار گرفته است .

• اکسید تیتانیم

رنگ ها و پوشش ها. رنگ ها و پوشش ها بیشترین حجم مصرف TiO2 را به خود اختصاص داده اند . حضور این رنگدانه باعث می شود پتانسیل حفاظتی پوشش به طور کامل مورد بهر ه برداری قرار گیرد . در نتیجه پیشرفت مداوم در ساخت رنگدا نه های TiO2 پوشش هایی به ضخامت فقط چند میکرون کاملاً سطح را می پوشانند. رنگدانه های تجاری موجود اجازه ساخت رنگ با وسایل ساده پخش کردن مانند حل کننده دیسکی را می دهند.

اصلاح رنگدانه با مواد آلی قبل از میکرونی کردن با جت بخار، باعث ایجاد رنگدانه های براق بر ای استفاده در لعاب های فلز کوره ای می شود. این رنگدانه ها در هنگام ذخیره سازی رسوب نمی کنند و مقاومت خوبی در برابر نور و هوازدگی از خود نشان می دهند .

جوهرهای چاپ . در روش های چاپ جدید از پوشش هایی با ضخامت کمتر از 10 mاستفاده می شود . و بنابراین رنگدانه های TiO2 باید تا حد ممکن ریزدانه باشند . این ضخامت بسیار کم فقط با استفاده از رنگدانه های TiO2 که دارای قدرت روشن کنندگی ( کاهش رنگ) هفت برابر لیتوپون هستند ، میسر است . TiO2 به دلیل دارا بودن رنگ طبیعی به ویژه برای روشن کردن رنگدانه های رنگی مناسب است .

پلاستیک ها

از دی اکسید تیتانیم برای رنگ کردن کالاهای با دوام و بی دوام مانند اسباب بازی ها ، وسایل برقی خانگی ، خودروها ، مبلمان و غیره استفاده می شود. رنگدانه های TiO2 تابش UV با طول موج کوچکتر از 415 nm را جذب می کنند و بنابراین کالاهای رنگ شده را از تابش های مضر مصون نگه می دارند.

الیاف

رنگدانه های دی اکسید تیتانیم به الیاف مصنوعی ظاهری مات می دهند و ظاهر روغنی حاصل ازخواص ترانسلوسنتی آن ها را حذف می کنند. رنگدانه های آناتاز به این دلیل استفاده می شوند ، که اثر سایشی آن ها در هنگام پیچیده شدن بر روی قرقره یک چهارم ر نگدانه های روتایل است . مقاومت ضعیف رنگدانه های آناتاز در برابر نور در الیاف پلی آمید می تواند با اصلاح توسط فسفات وانادیم یا منگنز بهبود یابد .

کاغذ

در اروپا پرکن هایی مانند کائولن ، گچ و یا تالک به عنوان عامل روشن کننده و اپک کننده درساخت کاغذ ترجیح داده می شوند. رنگدانه های دی اکسید تیتانیم در ساخت کاغذهای بسیار سفیدی استفاده می شوند.

این کاغذها باید حتی هنگامی که بسیار نازك هستند ( کاغذ پاکت پست هوایی یا کاغذ چاپ ) اپک باشند . TiO2 را می توان در ترکیب کاغذ استفاده کرد و یا آن را به عنوان پوشش بر روی سطح اعمال کرد تا کاغذی با کیفیت خوب ( کاغذ هنری ) به دست آید . کاغذهای لایه ای معمولاً با استفاده از رنگدانه های روتایل که در برابر نور بسیار مقاومند ، رنگ می شوند .

کاربردهای دیگر

کاربردهای دیگر رنگدانه های TiO2 شامل صنایع لعاب و سرامیک، ساخت سیمان سفید و رنگ کردن لاستیک و لینولیوم (linoleum ) است .

رنگدانه های دی اکسید تیتانیم به عنوان جاذبUV در محصولات ضد آفتاب ، صابون ها ، کرم ها، خمیردندانها ، لفافه های سیگار برگ و در صنعت مواد آرایشی مورد استفاده قرار می گیرند . مهم ترین خواص آنها عدم ایجاد مسمومیت، سازگاری با پوست و غشاء مخاطی و قابلیت پخش شدن خوب در محلول ها و چسب های آلی و غیر آلی است . رنگدانه های TiO2 هادی جریان الکتریسیته ، توسط یک فرآوری بعدی تولید می شوند .

در این فرآیند پوششی از مخلوط اکسیدهای ایندیم و قلع یا آنتیموان و قلع بر روی آنها ایجاد می شود . این رنگدانه ها درال یاف مورد استفاده در کاغذهای حساس به نور برای الکتروفتوگرافی و برای تولید پلاستیک های آنتی استاتیک به کار می روند .

کاربردهای غیررنگدانهای تیتان . برخی از محصولات صنعتی نیازمند خواص ویژهای در TiO2 هستند . برخی از مهمترین انواع دی اکسید تیتانیم آنهایی هستند که سطح ویژه بالا، اندازه ذرات کوچک و واکنش پذیری بسیار بالایی دارند .

مهم ترین کاربرد TiO2 غیر رنگدانه ای در لعا بهای فلز، شیشه و شیشه - سرامیکها ، الکتروسرامیکها ، کاتالیزورها وپایه های کاتالیزوری ، گدازآورهای جوشکاری ، رساناهای جریان الکتریسیته ، مواد شیمیایی واسطه مانند فلوروتیتانات پتاسیم ، سرامیکهای ساختاری ، جاذبهایUV و پوشش های دیرگداز است . انتظار می رود سرعت رشد سالیانه در این کاربردها چند درصد باشد .

الکتروسرامیکها

تیتاناتهایی مانند تیتاناتهای باریم ، استرانسیم، کلسیم و سرب تهیه شده از TiO2 بسیار خالص و ریزدانۀ حاصل از هیدرولیز در ساخت خازنها ، مقاومتهای با ضریب حرارتی مثبت(PTC) و پیزوالکتریکها مورد استفاده قرار می گیرند . TiO2 مورد استفاده برای این کاربردها باید از خلوص ، واکنش پذیری و زینترپذیری بسیار خوبی برخوردار باشد . مصرف سالیانه TiO2 برای این کاربردها بالغ بر چند هزار تن است . رشد سالیانه زیادی برای این کاربردها مورد انتظار است .

کاتالیزورها

تیتان یک کاتالیزور فعال برای واکنش های مختلف غیر آلی ، آلی، حرارتی و فتوشیمیایی است . این کاتالیزورها میتوانند توسط نور یا مواد دیگر حمایت شوند . برای چنین کاربردهایی به تیتان عناصر دیگری افزوده می شود تا خواص مورد نظر حاصل شود .

مهمترین کاربرد TiO2 حذف اکسیدهای نیتروژن از گازهای خروجی نیروگاه ها و صنعت است . اکسیدهای نیتروژن در گاز خروجی در حضور اکسیژن بر روی کاتالیزور با آمونیاك واکنش داده میشوند و نیتروژن و آب ( احیاء کاتالیزوری انتخابی SCR ) ایجاد می کنند .

عقیده بر این است که بازار جهانی کاتالیزور SCR چند هزار تن TiO2 در سال است .این کاتالیزورها علاوه بر TiO2 حاوی 10 % وزنی اکسید تنگستن و %1 وزنی V2O5 هستند و به صورت لانه زنبوری شکل داده می شوند و یا به شکل لایه های نازك بر روی ورقه های فلزی نشانده میشوند . TiO2 مورد استفاده باید از نظر خلوص ، اندازه ذره و تخلخل دارای ویژگی های خاصی باشد ، تا واکنش پذیری مورد نظر حاصل شود .

انتظار می رود که تقاضا برای حذف اکسیدهای نیتروژن از گازهای خروجی موتورهای دیزل ثابت و غیرثابت مورد استفاده در کارخانجات برق اضطراری ، کشتیها و کامیونها افزایش یابد . کاربرد دیگر، حذف ترکیبی اکسیدهای نیتروژن و دی اکسیدها از گازهای زائد کارخانجات دفن زباله است .

رنگدانه های اکسید فلزی مخلوط . مادة اولیه این رنگدانه ها TiO2 حاصل از هیدرولیز است که با اکسید فلزات واسطه کلسینه می شود و رنگدانه های روتایل کروم یا روتایل نیکل تشکیل می دهد .

جذبUV . در صنعت لوازم آرایشی از ذرات نانومتری TiO2 nm) 5-50) برای محافظت پوست در برابرنور خورشید استفاده میشود . TiO2 نانومتری یک جاذب موثرUV در برابر اشعهnm) UV-B 320-280) و nm) UV-A 400-320) است . این ماده به دلیل ریز بودن شفاف به نظر می رسد . تحقیقات زیادی درسطح جهان با هدف استفاده از خاصیت واکنش پذیری TiO2 در حال انجام است . دی اکسید تیتانیم تجزیه ترکیبات آلی را در فاضلاب تسریع میکند دراین روش آب در حضور نور خورشید به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود .

• اکسید روی ( سفید روی )

اکسید روی کاربردهای فراوانی دارد . مهمترین کاربرد آن در صنعت لاستیک است . تقریباً نیمی ازZnO دنیا به عنوان فعالساز برای تسریع کننده های فرآیند ولکانیزه کردن در لاستیک طبیعی و مصنوعی استفاده می شود. واکنش پذیریZnO تابعی از سطح ویژه آن است ، اما توسط حضور ناخالصی هایی مانند سرب و سولفاتها نیز تحت تاثیر قرار میگیرد .

در ضمنZnO باعث دوام لاستیک ولکانیزه شده و افزایش هدایت حرارتی آن می شود . ضریب مصرف ZnO معمولاً در صنعت لاستیک بین 2 تا 5 درصد است . در رنگ ها و پوششها ، دیگر از اکسید روی به عنوان رنگدانه سفید استفاده نمی شود ، اما رنگ سفید عالی حاصل از اکسید روی توسط هنرمندان مورد بهره برداری قرار می گیرد . از اکسید روی به عنوان افزودنی در رنگ های مورد استفاده در سطوح خارجی برای حفظ چوب استفاده می شود.

این اکسید در رنگهای ضد خوردگی نیز کاربرد دارد . اکسید روی تشکیل لایه ، دوام و مقاومت در برابر کپک ( دارای تاثیر کمکی بر روی مواد ضد قارچ ) را بهبود می بخشد ، زیرا با محصولات اسیدی اکسایش واکنش می دهد و می تواند تابش UV را جذب کند . در صنایع داروسازی و آرایشی ازZnO در پودرها و پمادها استفاده می شود ، زیرا خواص ضد باکتریایی دارد . در ضمن برای تشکیل سیمان های دندانی به وسیله واکنش باEugenol نیز استفاده می شود .

درصنعت شیشه ، سرامیک و لعاب ، ZnO به دلیل توانایی در کاهش ضریب انبساط حرارتی ، کاهش نقطه ذوب و افزایش مقاومت شیمیایی مورد استفاده قرارمیگیرد . برای اصلاح براقیت یا بهبود اپکی نیز به کار می رود . اکسید روی به عنوان یک ماده خام برای بسیاری از محصولات مانند استئارا ت ، فسفا تها ، کرومات ها ، برومات ها ، دیتیو فسفات های آلی و فرّیت ها (MnO ،ZnO و Fe2O3) استفاده میشود .

اکسید روی به عنوان منبع روی در غذای حیوانات و در گالوانیزاسیون الکتریکی مورد بهره برداری قرار میگیرد . در ضمن درگوگردزدایی گازها نیز کاربرد دارد . اکسید روی اغلب به همراه اکسیدهای دیگر به عنوان کاتالیزور در سنتز مواد آلی ( مانند متانول ) به کارگرفته می شود . در برخی از ترکیبات چسبی نیز حاضر است . خالص ترینZnO با افزودنی هایی مانند Bi2O3کلسینه شده و در ساخت وریستورها مورد استفاده قرارمی گیرد .

خواص رسانایی نوریZnO در فرآیندهای تولید دوبارة نور استفاده میشود . ذوب کردن آن با آلومینا باعث کاهش مقاومت الکتریکی میشود . از این جهت ، آن را می توان در پوششهای کاغذهای مادر برای تولید دوباره افست استفاده کرد .

• اکسیدهای آهن

تمام اکسیدهای آهن مصنوعی دارای قدرت رنگ کنندگی خوب و پوشانندگی عالی هستند . آن هاهمچنین در برابر نور و باز ها مقاوم هستند . کاربردهای فراوان آ ن ها ناشی از همین خواص است. رنگدانه های اکسید آهن از مدت ها پیش برای رنگ کردن مصالح ساختمانی استفاده شده اند .

کاشی های سقف بتنی ، کاشی های سنگ فرش ، سیمان الیافی ، بیتومن ، ملات ، گچ کاری و غیره را می توان با مقادیر کمی رنگدانه رنگ کرد ، مشروط بر این که زمان گیرش ، استحکام فشاری یا کشش مواد ساختمانی تحت تاثیر قرار نگیرد . رنگدانه های مصنوعی به دلیل قدرت رنگ کنندگی بهتر و ته رنگ خالص تر نسبت به رنگدانه های طبیعی برترهستند . در صنایع رنگ و پوشش ، رنگدانه های اکسید آ هن را می توان در انواع مختلف رنگدانه ها به کار برد .

برخی از علل کاربرد وسیع این رنگدانه ها در انواع مختلف ، شامل رنگ خالص ، قدرت پوشانندگی و مقاومت سایش خوب و تمایل کم آن ها برای رسوب دادن است . مقاومت دما بالای این رنگدانه ها باعث کاربرد آن ها درلعاب ها می شود .

• رنگدانه های کادمیمی

رنگدانه های کادمیمی عمدتاً برای رنگ کردن پلاستیک ها به کار می روند. آن ها دارای سایه های خالص درخشان ( زرد ، نارنجی ، قرمز و شرابی ) ، قدرت پوشانندگی خوب و قدرت رنگ کنندگی متوسط هستند . خواص مربوط به فرآوری آن ها شامل پایداری حرارتی بالا و مقاومت شیمیایی در برابر افزودنی های خورنده یا پلاستیک های مذاب که احیاء کننده هستند ( مانند پلی آمیدها ) است.

فواید دیگر آن ها در هنگام استفاده در پلاستیک ها ، مقاومت در برابر نور و هوازدگی و مهاجرت است . در ضمن رنگدانه های کادمیم ازپلی آلکین ها در برابر کهنگی حفاظت می کنند ، زیرا UV را جذب می کنند. این رنگدانه ها از ترد شدن زودرس پلیمرها جلوگیری و آن ها را قابل بازیافت می کنند . یک ویژگی بسیار مفید پلاستیک های رنگ شده با رنگدا ه های کادمیم ، پایداری ابعاد قطعات تزریقی دارای مساحت سطح بالا است.

این مجموعه خواص در هیچ رنگدانه دیگری دیده نمی شود . به دلایل اقتصادی رنگدانه های کادمیمی دیگر برای رنگ کردن پلاستیک هایی که کیفیت رنگدانه در آن ها چندان مهم نیست به کار نمی روند. آن ها در پلی وینیل کلراید و تا حد زیادی در پلی اتیلن سبک ، با رنگدانه های غیر آلی و آلی ارزان قیمت تر جایگزین شده اند . به دلایل زیست محیطی ، رنگدانه های کادمیمی در پلاستیک هایی که بازار زیادی دارند و کیفیت آن ها چندان مطرح نیست در حال جایگزین شدن هستند .

امروزه پلاستیک هایی که در دمای بالا فرآوری می شوند با رنگدانه های آلی مرغوب ( مانند پریلین ، کوییناکریدون و رنگدانه های آزو ) ، اغلب به همراه رنگدانه های غیرآلی که قدرت پوشانندگی لازم را ایجاد می کنند ، رنگ می شوند . در دماهای فرآوری بالا و کاربردهای فضای باز تعداد محصولات جایگزین در حال کاهش یافتن است . توافقاتی در مورد فرآیندپذیری و کیفیت محصول ( به جز در مورد رنگ و درخشش آن ) باید صورت پذیرد .

کاربرد دیگر رنگدانه های کادمیمی در رنگ ها و پوشش ها ( رنگ های پودری ، رزین های سیلیکونی و پوشش های رویه اتومبیل ) است ، اما این کاربرد در حال کاهش است . رنگدانه های کادمیمی برای رنگ کردن لعاب های فلز و سرامیک و شیشه برای رسیدن به براقیت زیاد غیر قابل جایگزین هستند . شیشه های شفاف براق با افزودن مقدار کمی قرمز کادمیم به دست می آیند ، در حالی که برای تهیه شیشه های تزئینی تیره 10 % قرمز کادمیم با یک پایدار کننده اکسید کادمیم لازم است .

کاربردهای دیگر شامل سرامیک ها ( کاشی های دیوار و کف و ظروف سرامیکی خانگی و تزئینی ) است . مقدار بسیار کمی از رنگدانه های کادمیمی در رنگ های هنری به کار می رود. اصطلاح زرد کادمیم و قرمز کادمیم مترادف با سایه های قرمز و زرد بسیار براق است . رنگدانه های کادمیم ، به ویژه قرمز کادمیم به سایش زیاد بسیار حساس هستند ، زیرا سایش به دلیل افزایش تعداد عیوب شبکه ای موجب کاهش براقیت می شود و ممکن است منجر به ایجاد یک رنگ قرمز مایل به قهوه ای کثیف شود .

رنگدانه های کادمیم ، در برابر نور مقاوم هستند . اما مانند همه رنگدانه های سولفیدی توسط نور UV هوا و آب به آهستگی اکسید شده و سولفات های محلول تشکیل می دهند . این اکسایش نوری در زرد کادمیم بارزتر از قرمز کادمیم است و حتی در رنگدانه پودری که معمولا 1/0% رطوبت دارد نیز قابل شناسایی است .


کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی


 

حدود یک سوم از این رنگد انه ها توسط ایالات متحده ، یک سوم توسط اروپا و یک سوم توسط کشورهای دیگر تامین شد . صنعت رنگدانه آلمان حدود 40 % از مصرف رنگدانه های غیر آلی را شامل می شود . دی اکسید تیتانیم در سراسر جهان استفاده می شود و تقریباَ به طور کامل جایگزین رنگدانه های سفید دیگر شده است .

شرایط واردات و صادرات انواع رنگ های سرامیکی :

• شرایط واردات

طبق قوانین و مقررات واردات جمهوری اسلامی ایران ، کالاهای وارداتی به سه گروه زیر تقسیم بندی میشوند :

1- کالای مجاز: کالایی است که ورود آن با رعایت ضوابط نیاز به کسب مجوز ندارد .

2- کالای مشروط: کالایی است که ورود آن با کسب مجوز امکان پذیر است .

3- کالای ممنوع : کالایی است که ورود آن به موجب شرع مقدس اسلام ( به اعتبار خرید و فروش یا مصرف ) و یا به موجب قانون ممنوع گردد .

در رابطه با محصول این طرح ، رنگدانه های سرام یکی جزء گروه اول این دسته بندی قرار دارد و با رعایت ضوابط مشکلی به لحاظ واردات آن در حال حاضر وجود ندارد . هر کالایی که وارد کشور می شود بسته به ماهیت آن محصول دارای مقررات و ضوابط خاص خود می باشد و تعرفه های گمرکی برای حمایت از تولید کنندگان و مصرف کنندگان داخلی برای محصولات مختلف متفاوت میباشد.

در این رابطه چنانچه یک محصول وضعیت تولید کنندگان داخلی را به مخاطره بیاندازد مسلما حقوق گمرکی آن محصول بالا خواهد بود و بر عکس چنانچه محصولی به هر دلیلی در کشور تولید نشود یا اینکه نیاز کشور از تولید آن محصول بیشتر باشد به علت جلوگیری از مسائل تورم تا حد ممکن از حقوق گمرکی آن محصول کاسته شده است . با توجه به کد تعرفه این محصول ، حقوق گمر کی آن در حال حاضر 4درصد می باشد .

• شرایط صادرات

این محصول دارای کد تعرفه 32071020 می باشد . با توجه به قوانین صادرات و واردات ، هیچ گونه عوارضی بر ای صادرات این محصول وجود ندارد و چنانچه تو لید کنندگان محصولات استاندارد تولید نمایند ، می توانند به بازارهای منطقه ای صادر نمایند .

 


اهمیت استراتژیک محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی

 

صنعت رنگدانه در قرن هیجدهم با محصولاتی مانند آبی برلین ( در سال 1704 ) آبی کبالت ( در سال 1777 ) سبزScheele و زرد کروم (1778) آغاز شد . در قرن نوزدهم ، اولترامارین ، سبزGuignet رنگدانه های کبالت ، رنگدانه های اکسید آهن و رنگدانه های کادمیم به فاصله کم از یکدیگر تولید شدند . در قرن بیستم ، رنگدانه ها به طور فزاینده ای مورد بررسی علمی قرار گرفتند .

در چند دهه گذشته ، رنگدانه های مصنوعی قرمز کادمیم ، آبی منگنز، قرمز مولیبدن و اکسیدهای مخلوط با بیسموت به بازار آمدند . دی اکسید تیتانیم با ساختار آناتاز یا روتایل و اکسید روی سوزنی به ترتیب به عنوان رنگدانه های سفید و پرکن معرفی شدند .

رنگدانه های لوستر ( رنگدانه های دارای جلوه فلزی، صدفی و تداخلی ) اهمیت قابل توجهی یافته اند . مهمترین مورد مصر ف رنگدانه ها در رنگ ها ، لاك الکل ها ، پلاستیک ها ، رنگ های هنری ، جوهرهای چاپ کاغذ و منسوجات ، تزئین چرم ، مواد ساختمانی ( سیمان ، آجرها و کاشی های سیمانی - عمدتا رنگدانه های بر پایه اکسید آهن و اکسید کروم ) چرم های مصنوعی ، پوشش های کف ، لاستیک ، کاغذ ، مواد آرایشی ، لعاب های سرامیکی و لعاب های فلز است .

صنعت رنگ به طور گسترده ای از رنگدانه های با کیفیت استفاده می کند . داشتن یک اندازه دانه بهینه و یکنواخت ضروری است ، زیرا این امر بر روی براقیت و قدرت پوشانندگی ، رنگ کنندگی و روشن کنندگی تأثیر می گذارد. لایه های رنگ نبا ید خیلی ضخیم باشند ، بنابراین به رنگدانه هایی با قدرت رنگ کنندگی و پوشانندگی خوب به همراه خواص پخش شوندگی بهینه مورد نیاز است .

رنگدانه های سفید برای سفید کردن و پوشاندن و نیز برای کاهش رنگ ( روشن کردن ) رنگدانه های رنگی و سیاه استفاده می شوند. ته رنگ ذاتی آن ها باید حداقل باشد . هنگام استفاده از یک رنگدانه برای یک کاربرد خاص ، معمولاً چندین نکته باید در نظر گرفته شود . خواص رنگ ( مثلا رنگ ، قدرت رنگ کنندگی یا قدرت روشن کنندگی و قدرت پوشانندگی ) در تعیین کارآیی و بنابراین اقتصادی بودن آن مهم است .

خواص زیر نیزاز اهمیت بسیار زیاد برخوردار هستند :

1) خواص شیمیایی فیزیکی عمومی : ترکیب شیمیایی ، رطوبت ، مقدار نمک ، مقدار ماده محلول در آب واسید ، اندازه ذره ، چگالی و سختی

2) پایداری: مقاومت در برابر نور، هوا، حرارت و مواد شیمیایی، خواص ضد خوردگی، حفظ براقیت

3) رفتار در چسب ها : بر هم کنش با چسب ، قابلیت پخش شوندگی ، خواص ویژه در چسب های خاص ، سازگاری و جامد شدن

 


فرایند تولید انواع رنگ های سرامیکی :

 

• اکسید تیتانیم

آماده سازی سنگ معدن . تولید اکثر سنگ های معدنی تیتانیم از شن های معدنی سنگین آغازمی شود. ایلمانیت معمولاً با روتایل و زیرکون همراه است ، به گونه ای که تولید ایلمانیت همراه با بازیابی این مواد معدنی است. اگر شرایط جغرافیایی و هیدرولوژی اجازه دهد شن خام ( که معمولاً حاوی 3 تا 10 % کانسارهای سنگین است ) توسط لایروبی تر بدست می آید .

پس از عبور از الک ، شن خام توسط مخروط های و یا مارپیچ ها تحت تغلیظ جاذبه ای واقع می شود تا محصولی حاوی 90 تا 98 % کانسار سنگین به وجود آید . این دستگاه کانسارهای سنگین و سبک را از یکدیگر جدا می سازد . رنگدانه های دی اکسید تیتانیم به دو روش مختلف تهیه می شوند.

در روش قدیمی تر سولفات ، مواد اولیه حاوی تیتانیم یعنی ایلمانیت یا سرباره تیتانیم با اسید سولفوریک غلیظ در 150 تا 220  درجه تجزیه می شود ، در نتیجه در اثر هیدرولیز محلول سولفات ، دی هیدرات تیتان نسبتاً خالص رسوب می کند که حاوی سولفات های فلزی سنگین رنگی است که گاهی غلظت زیادی دارند . ناخالصی ها به مقدار زیادی در مراحل بعدی تخلیص و خارج می شوند. سپس هیدرات حاصل کلسینه و ساییده و مجددا فرآوری می شود .

در فرآیند کلرید مواد اولیه حاوی تیتانیم یعنی ایلمانیت ، لکوکسین ، روتایل مصنوعی و طبیعی ، سرباره تیتانیم و آناتاز در دمای 700 تا °C 1200 کلری می شوند. تتراکلرید تیتانیم حاصل توسط عمل تقطیر از کلریدهای دیگر جدا می شود. لیکن ابتدا باید تتراکلرید وانادیم و اکُسی کلرید وانادیم (VOCl3) احیاء شوند تا کلریدهای جامد ایجاد شوند . تتراکلرید تیتانیم در دماهای 900 تا°C 1400 حرارت داده می شود تا تیتان تشکیل شود . این رنگدانه بسیار خالص بسته به کاربرد تحت عملیات فرآوری بیشتر قرار می گیرد .

• فرآیند کلری کردن

کلری کردن :  تیتانیم موجود در مواد اولیه در شرایط احیایی به تتراکلرید تیتانیم تبدیل می شود . کک نفتی کلسینه شده به عنوان عامل احیاء کننده استفاده می شود ، زیرا مقدار خاکستر آن بسیار کم است و به دلیل مقدار مواد فراّر کم آن ، مقدار HClتشکیل شده بسیار کم است . دی اکسید تیتانیم یک واکنش گرمازا انجام می دهد :

TiO2+ 2Cl2+ C TiCl4 + CO2

با افزایش دما یک واکنش گرماگیر نیز انجام می گیرد ، که طی آن منواکسید کربن از واکنش د ی اکسید کربن و کربن تشکیل می شود. بنابراین به همراه کلر باید اکسیژن وارد کرد تا دمای واکنش بین 800 تاC 1200 نگه داشته شود. مصرف کک در هر تن تیتان 250 تا kg 300 است. اگر کلر حاوی CO2 حاصل از احتراق تتراکلرید تیتانیم مورد استفاده قرار گیرد ، مصرف کک به 350 تاkg 450 افزایش می یابد .

از روش قدیمی تر کلری کردن در بستر ثابت به ندرت استفاده می شود. در این روش مواد اولیه حاوی تیتانیم پس از ساییده شدن با کک نفتی و یک چسب ، مخلوط و به شکل خشت هایی درآورده می شوند . کلری کردن در یک رآکتور با آستری آجری و در دمای 700 تا 900  درجه انجام می گیرد . مواد اولیه حاوی تیتانیم ( با اندازه ذراتی مشابه شن ) و کک نفتی ( با متوسط اندازه ذرات پنج برابر تیتان ) در یک رآکتور دارای آستری آجری با کلر و اکسیژن در دمای 800 تا 1200 درجه حرارت داده می شوند.

مواد اولیه باید تا حد ممکن خشک باشند تا از تشکیل HCl جلوگیری شود . از آنجایی که تنها تلفات حاصله ناشی از غبار است ، بسته به طراحی رآکتورو سرعت گاز،98 تا %100 کلر و95 تا %100 تیتانیم موجود در مواد اولیه واکنش می کند. کلرید منیزیم و کلسیم می توانند به علت فراّریت کم در رآکتور بستر شناور انباشته شوند . سیلیکات زیرکونیم نیز انباشته می شود ، زیرا در دماهای مورد استفاده با سرعت بسیار کمی کلری می شود. همه اجزاء دیگر مواد اولیه به صورت کلرید در گازهای واکنش خارج می شوند .

• اکسید روی

ساخت اکسید روی در روش مستقیم عمدتاً سنگ معدن یا کنسانتره روی و در روش غیر مستقیم فلز روی بود .امروزه سازندگان اکسید روی عمدتا از روی ضایعاتی یا ثانوی استفاده می کنند. این واقعیت به همراه نیاز مصرف کنندگان برای خلوص بالا بدین معنی است که روش های تولید باید اصلاح شوند و روش های خالص سازی مختلفی به کار رود.

روش مستقیم یا آمریکایی : روش مستقیم به دلیل سادگی، هزینه کم و راندمان بالای حرارتی آن مورد توجه قرار گرفته است . در این روش ابتدا مواد اولیه در یک دمای بالا  (1200 -1000) احیاء می شوند . زغال سنگ عامل احیاء کننده است.

سپس بخار روی و گاز CO اکسید شده و در بالای بستر واکنش یا در خروجی کوره تشکیل اکسید روی و دی اکسید کربن می دهند. برای این امر از مواد حاوی روی مختلف مانند کنسانتره های روی ، ضایعات فلز سازی ، محصول جانبی هیدروکسید روی و بیش از همه سرباره کوره های ریخته گری یا گالوانیزه استفاده می شود. سرباره باید ابتدا با حرارت دادن در 1000 درجه در کوره های دوار کلرزدایی و سرب زدایی شود .

امروزه برای فرآیند مستقیم فقط از کوره های دوار استفاده می شود. استفاده از کوره های ثابت متوقف شده است. مقدار روی مواد اولیه بین 60 تا %75 است.

روش غیر مستقیم یا فرانسوی : در این روش روی جوشانده می شود و بخار حاصل در اثر احتراق درهوا و تحت شرایط معین اکسید می شود. خواص بلوری و فیزیکی اکسید روی حاصل را می توان با تنظیم شرایط احتراق ( حرکت شعله و هوای اضافی ) کنترل کرد . ترکیب شیمیایی ZnO حاصل فقط تابعی از ترکیب بخار روی است .

برای تولید بخار با خلوص لازم از مواد اولیه و برای حصول بازده بالا از کوره های مختلفی استفاده می شود. به این منظور از ضایعات فلزی ( مانند روی قراضه و پلیسه ریخته گری یا فرآیند گالوانیزه کردن ) به عنوان مواد اولیه استفاده می شود. از روش های مختلفی برای جدایش فاز مایع یا بخار برای جداسازی Cd ، Pb ، Fe و Al از فلز روی قبل از اکسید شدن استفاده می شود .

1) کوره های مافل یا گرافیتی یا سیلیکون کاربایدی : فلز به صورت متناوب در حالت جامد و یا به صورت پیوسته در حالت مذاب در کو ره بارگیری می شود. گرمای تبخیر با حرارت دادن کوره از خارج و به وسیله یک مشعل تامین می شود. بقایای غیر فراّر ( آهن و سرب در هنگام استفاده از سرباره های ذوب ) در کوره جمع می شود و باید در فواصل زمانی معین خارج شود . این امر با سرازیر کردن کوره تسهیل می شود .

2) تقطیر جزء به جزء : بخار حاوی Pb ، Fe ، Al و Cu را می توان با تقطیر جزء به جزء در ستو ن های تقطیر ( اکسید روی ) با صفحات سیلیکون کاربایدی تخلیص کرد . اکسایش در خروجی ستون انجام می گیرد .

3) کوره های دارای دو محفظه جدایش : ماده خام فلزی ، که می تواند دارای تکه های بزرگ باشد ، به داخل اولین محفظه ریخته شده و در آنجا ذوب می شود. این محفظه به یک محفظه دیگر که به صورت الکتریکی گرم می شود متصل است . در محفظه دوم عمل تقطیر در غیاب هوا صورت می گیرد .

بقایای غیر فلزی از سطح محفظه ذوب خارج می شود . ناخالصی هایی مانند Fe ، Al و مقداری ازPb درمحفظه تقطیر انباشته و به طور متناوب به شکل مذاب خارج می شوند. سپس آخرین ذرات سرب توسط تقطیر جزء به جزء خارج می شود .

4) فرآیند ذوب در کوره دوار : اکسید روی غیر مستقیم با همان مواد اولیه توسط ذوب در یک کوره دوار نیز ساخته می شود. ذوب ، تقطیر و بخشی از اکسایش همگی در همان منطقه انجام می گیرد و بدین ترتیب بخش بزرگی از گرمای احتراق روی مورد استفاده قرار می گیرد. با کنترل دما و فشارجزئی دی اکسید کربن و اکسیژن می توان مقدار ناخالصی (Pb) را محدود و شکل و اندازه ذرات ZnO را ( اگر چه تا حد کمتری نسبت به فرآیندهای دیگر) کنترل کرد .

فرآیند تر : اکسید روی به صورت صنعتی از محلول های خالص شده سولفات یا کلرید روی با رسوب دادن کربنات قلیایی که متعاقبا شسته ، فیلتر و سرانجام کلسینه می شود نیز ساخته می شود . اکسید روی حاصل از این روش دارای سطح ویژه زیادی است . محصولاتی از این نوع از هیدروکسیدهای ضایعاتی که توسط یک روش شیمیایی خالص شده و سپس کلسینه می شوند نیز قابل حصول هستند .

• رنگدانه های اکسید آهن

فرآیندهای زیادی برای تولید رنگدانه های مرغوب اکسید آهن با اندازه ذرات ، توزیع انداز ه ذرات و شکل ذرات کنترل شده وجود دارد :

1) واکنش های حالت جامد ( قرمز، سیاه ، قهوه ای )

2) رسوب دادن و هیدرولیز محلول های نمک های آهن ( زرد ، قرمز، نارنجی ، سیاه )

3) فرآیند Laux شامل احیاء نیتروبنزن ( سیاه ، زرد ، قرمز )

مواد اولیه عمدتاً محصولات جانبی صنایع دیگر هستند . آن ها شامل قراضه های فولاد حاصل از کشش ، عمیق، سایش ذرات حاصل از چدن FeSO4,7H2O حاصل از تولید TiO2 یا شستشوی فولاد با اسید و FeCl2 حاصل از شستشوی فولاد با اسید هستند . اکسیدهای آهن به دست آمده پس از پاشش شعله ای اسید کلریدریک مصرفی در اسید شویی ، گِل قرمز حاصل از فرآوری بوکسیت و محصول احتراق پیری تها دیگر دارای اهمیت نیستند .

آن ها رنگدانه هایی با خواص رنگی ضعیف ارائه می دهند که دارای مقادیر زیادی از نمک های محلول در آب هستند. بنابراین آنها را فقط می توان در کاربردهای با کیفیت پایین استفاده کرد .

واکنش های حالت جامد ترکیبات آهن . اکسیدهای آهن سیاه به دست آمده از فرآیند Laux یا فرآیندهای دیگر را می توان در کوره های دوار با اتمسفر اکسیدی و تحت جریان مخالف کلسینه کرد تا بسته به نوع ماده اولیه ، انواع مختلف رنگ های قرمز را تهیه کرد. رنگدانه ها بسته به سختی و کاربردشان توسط آسیاب های پاندولی یا جتی به اندازه های مطلوب ساییده می شوند .

کلسیناسیون اکسید آهن زرد منجر به ایجاد رنگدانه های اکسید آهن قرمز خالص با قدرت رنگ کنندگی زیاد می شود. مراحل بعدی مشابه فرآیند ساخت رنگدانه های سیاه کلسینه شده است . رنگدانه های قرمز کوپراس (copperas) که از کیفیت بالایی برخوردارند با تجزیه حرارتی FeSO4,7H2O در یک فرآیند چند مرحله ای به دست می آیند . اگر یک اکسید یا کربنات قلیایی خاکی در حین کلسیناسیون اضافه شود ، سولفات فوق را می توان با زغال سنگ یا ترکیبات حاوی کربن احیاء کرد تا دی اکسید گوگرد ایجاد شود .

دی اکسید گوگرد توسط هوا اکسید شده و اسید سولفوریک می دهد . لیکن گازهای خروجی و ناخالصی های حل شده که در مرحله آخر توسط محلول ها خارج می شوند ، مشکلات زیست محیطی ایجاد می کنند .

محصولات با کیفیت پایین تر را می توان با کلسینه کردن یک مرحله ای هپتاهیدرات سولفات آهن III در اتمسفر اکسیدی به دست آورد . این رنگدانه ها قدرت رنگ کنندگی ضعیفی دارند و دارای یک ته رنگ آبی هستند . تجزیه منوهیدرات کلر ید آهن II در دماهای بالا نیز باعث به وجود آمدن یک رنگدانه اکسید آهن قرمز با کیفیت پایین می شود .

در یک فرآیند جدید، با واکنش دادن کلرید آهن III و آهن در 500 تا 1000 درجه در اتمسفر اکسیدی در یک راکتور لوله ای ، اکسید آهن میکایی با راندمان بالا به دست می آید . رنگدانه های Fe3O4 سیاه با قدرت رنگ کنندگی بالا را می توان با کلسیناسیون رنگ های آهن در شرایط احیایی به دست آورد .این فرآیند به دلیل گازهای حاصل از کوره کاربرد صنعتی ندارد .

فرآیندهای رسوب گذاری. در اصل همه فازهای هیدروکسید اکسید آهن را می توان به وسیله محلول های آبی نمک های آهن تهیه کرد . لیکن رسوب دادن با قلیایی ها ، باعث ایجاد نمکهای خنثی مانند Na2SO4 و NaCl به عنوان محصولات جانبی می شود. این محصولات در انتها از طریق فاضلاب دفع می شوند . رسوب گذاری به ویژه برای تولید رنگدانه های نرم دارای رنگ روشن خالص مناسب است.

به عنوان مثال ساخت زرد -FeOOH در اینجا مورد بحث قرار می گیرد. مواد اولیه این فرآیند سولفات آهن II (FeSO4,7SiO2) یا مایع حاصل از اسید شویی (Pickling) آهن و فولاد و قلیایی ها ،NaOH) ، Ca(OH)2 آمونیاك یا کربنات منیزیم ) هستند. مایع اسیدشویی معمولاً دارای مقادیر زیادی اسید آزاد است و بنابراین ، ابتدا باید با قراضه آهن خنثی شود . مقدار یون های فلزی دیگر نباید زیاد باشد ، زیرا بر روی رنگ رنگدانه های اکسید آهن تاثیر منفی دارند .

محلول های نمک های آهن ابتدا در مخازن واکنش روباز با قلیایی ها مخلوط و معمولاً با هوا اکسید می شوند. مقدار قلیایی مورد استفاده باید به اندازه ای باشد که pH محلول اسیدی باشد. زمان واکنش ( حدود 10تا 100 ساعت ) به دما (10 تا C90) و اندازه ذرات رنگدانه بستگی دارد . با این روش رنگدانه زرد ( a- FeOOH ) ایجاد می شود .اگر جوانه های زرد در یک واکنش مجزا ایجاد شوند ، رنگدانه های اکسید آهن زرد بسیار با ثبات با رنگی خالص به دست می آید .

اگر رسو ب گذاری در حدود C90 و در حالی که در7 pH  هوا از میان مخلوط عبور داده می شود انجام گیرد ، رنگدانه های اکسید آهن سیاه با ساختار مگنتیت و قدرت رنگ کنندگی خوب به دست می آید ، مشروط بر این که واکنش در نسبت FeO:Fe2O3 حدود 1:1 متوقف شود. این فرآیند را می توان در دمای C 150 و تحت فشار تسریع کرد . این امر کیفیت رنگدانه را نیز بهبود می بخشد .

حرارت دادن سریع سوسپانسیون هیدروکسید اکسید آهن با مقدار کافی Fe(OH)2 تاC90 نیز باعث ایجاد رنگدانه های اکسید آهن سیاه می شود . اکسید آهن نارنجی با ساختار لپیدوکروسیت (-FeOOH) با رسوب دادن محلو های رقیق نمک آهن II با محلول هیدروکسید سدیم یا قلیایی های دیگر رسوب داده می شود تا تقریبا خنثی شود . سوسپانسیون حاصل برای مدت کوتاهی حرارت داده می شود و آنگاه سریعا سرد و اکسید می شود .

رنگدانه های اکسید آهن بسیار نرم با رنگ قرمز خالص را می توان با رسوب دادن جوانه های -Fe2O3 و سپس افزودن پیوسته محلول های نمک آهن II با اکسایش در هوا در C80 به دست آورد . یون های هیدروژن آزاد شده توسط اکسایش و هیدرولیز، با افزودن قلیایی و ثابت نگه داشتن pH خنثی می شوند. رنگدانه -Fe2O3 با واکنش دادن نمک آهن II هیدروکسید سدیم زیاد و اکسایش در هوا و ترجیحا با در حضور مقادیر کم کاتیون های دیگر نیز قابل حصول است .

احتمالاً فرآیندPenniman متداولترین روش تولید رنگدان ههای اکسید آهن زرد است این روش به مقدار قابل توجهی نمکهای خنثی تشکیل شده به عنوان محصولات جانبی را کاهش می دهد . مواد اولیه شامل سولفات آهن II ، محلول هیدروکسید سدیم و آهن قراضه است. اگر سولفات دارای ناخالصی نمک زیادی باشد، باید آن را با رسوبگذاری جذب کرد. آهن باید عاری از اجزاء آلیاژی باشد. این فرآیند معمولاً متشکل از دو مرحله است :

در مرحله اول جوانه ها توسط رسوب دادن سولفات آهن II با قلیایی هایی مانند محلول هیدروکسید سدیم در 20 تاC 50 با دمش هوا به وجود میآیند. بسته به شرایط، جوان ههای زرد، نارنجی یا قرمز حاصل می شود. سوسپانسیون جوان هها به داخل ظرف حاوی آهن قراضه پمپ می شو د و با آب رقیق می شود . دراینجا فرآیند با رشد هیدروکسید اکسید آهن یا اکسید آهن بر روی جوانه ها کامل می شود .

سولفات آهن II رسوب کرده در سوسپانسیون جوان هها با دمش هوا در 75 تا C 90 اکسید شده و به سولفات آهن III تبدیل می شود. سپس سولفات آهن III هیدرولیز شده وFeOOH یا 3 a-Fe2O تشکیل می شود . اسید سولفوریک آزاد شده با آهن قراضه واکنش می کند و در نتیجه سولفات آهن II ایجاد می شود که سپس با هوا اکسید می شود. بسته به شرایط و نوع رنگدانه زمان واکنش میتواند از دو روز تا چند هفته طول بکشد.

در پایان واکنش ، ناخالصی های فلزی و ذرات درشت به وسیله الک یا هیدروسیکلون از جامد جدا میشوند و نمک های محلول در آب با شستن حذف میشوند . خشک کردن با خشک کن های نواری یا اسپری درایر انجام میگیرد و سپس از جداکننده ها یا آسیابهای حتی برای سایش استفاده میشود . مزیت اصلی این فرآیند نسبت به فرآیند رسوبگذاری در مقدار کم قلیایی و سولفات آهن II مورد نیاز است.

قلیایی ها فقط برای تشکیل جوانه ها استفاده میشوند و مقدار نسبتاً کم سولفات آهن II مورد نیاز در ابتدا به صورت پیوسته توسط حل شدن آهن با اسید سولفوریک آزاد شده توسط هیدرولیز ایجاد میشود ، پس این فرآیند از نظر زیست محیطی بی خطر است . رنگدانه های اکسید آهن به دست آمده با روشPenniman نرم هستند ، خواص ترکنندگی خوبی دارند و تمایل کمی برای فلوکولاسیون دارند .

در شرایط مناسب فرآیندPenniman را میتوان مستقیماً برای تولید رنگدانههای قرمز نیز به کار برد. آهن قراضه باقی مانده و ذرات درشت از رنگدانه جدا شده و سپس خشک و آسیاب می شود. این رنگدانه ها درمقایسه با رنگدانه های قرمز سخت تولید شده با کلسیناسیون رنگ خالص تری دارد .

فرآیندLaux . واکنشBechamp (احیاء ترکیبات آروماتیک نیترو با آنتیموان یا آهن) که از سال1854 شناخته شده است ، معمولاً باعث به وجود آمدن یک اکسید آهن سیاه- خاکستری می شود که به عنوان رنگدانه غیر آلی مناسب نیست . Laux با افزودن محلول های کلرید آهن II یا کلرید آلومینیم ، اسید سولفوریک و اسید فسفریک، فرآیند را اصلاح کرد تا رنگدانه های اکسید آهن مرغوبی به دست آید .

بدین وسیله میتوان رنگدانه های مختلفی را با تغییر شرایط واکنش به دست آورد. این گستره شامل زرد تا قهوه ای (مخلوطهایی ازa-FeOOH و/ یا a-Fe2O3 و/ یا Fe2O3) و از قرمز تا سیاه است. برای مثال اگر کلرید آهن IIاضافه شو د یک رنگدانه سیاه با قدرت رنگ کنندگی بسیار بالا به وجود می آید لیکن اگر ترکیبات نیترو درحضور کلرید آلومینیم احیاء شوند، رنگدانه های زرد مرغوبی به دست می آید .

افزودن اسید فسفریک باعث تشکیل رنگدانه های قهوه ای روشن تا تیره با قدرت رنگ کنندگی خوب میشود . کل سیناسیون این محصولات ( برای مثال در کوره های دوار) رنگدانه های قرمز روشن تا بنفش تیره ایجاد می کند . نوع و کیفیت رنگدانه نه تنها با ماهیت و غلظت افزودن یها، بلکه به سرعت واکنش نیز بستگی دارد. این سرعت به نوع آهن مورد استفاده، اندازه ذرات آن، سرعت افزودن آ هن و نیتروبنزن ( یا ترکیب دیگری ازنیترو) وpH بستگی دارد.

برای رسوب دادن ترکیبات آهن به قلیایی نیاز نیست. فقط به حدود 3% مقدارتئوری اسید برای انحلال تمام آهن نیاز است. ترکیب آروماتیک نیترو،+ Fe2 را به+ Fe3 اکسید می کند . درحین هیدرولیز و تشکیل رنگدانه، اسید آزاد می شود و آهن فلزی بیشتری توسط اسید آزاد شده حل و به نمک های آهن II تبدیل می شود. بنابراین به اسید بیشتری نیاز نیست . مواد اولیۀ آهن مورد استفاده از اضافات ریخته گری و نورد به دست می آید و نباید چرب و روغنی باشد .

اندازه مناسب ذرات با آسیاب کردن و دانه بندی با الک ارتعاشی به دست می آید . آهن و ترکیب نیترو به تدریج به تانک هم زن حاوی واکنش کننده های دیگر ( مانند کلرید آهن II ، کلرید آلومینیم ، اسید سولفوریک و اسید فسفریک ) اضافه می شوند. سپس مواد سریعاً تا حدود C100 حرارت داده شده و در این دما نگه داشته می شوند تا واکنش کامل شود . ترکیب نیترو احیاء می شود و تشکیل آمین ( مانند آنیلین از نیتروبنزن ) می دهد که توسط تقطیر یا بخار خارج می شود.

آهن واکنش نکرده نیز خارج می شود ( برای مثال در میز لرزان ) سوسپانسیون دوغاب با آب در تانک های رسوب گذاری رقیق می شود و رنگدانه شسته می شود تا نمک های آن خارج شود و سپس توسط فیلترهای دوار فیلتر می شود. سپس می توان آن را بر روی تسمه نقاله پنوماتیک یا اسپری درایر خشک کرد تا رنگدانه های زرد یا سیاه تشکیل شود . کلسیناسیون در یک اتمسفر غیر اکسیدی در 500 تا C700 باعث بهبود قدرت رنگ کنندگی می شود. سپس رنگدانه ها ساییده می شوند .

به دلیل تولید همزمان آنیلین ، فرآیند Laux برای تولید اکسید آهن سیار مهم است . این فرآیند محصولات جانبی مضر برای محیط زیست ایجاد نمی کند . فرآیندهای تولیدی دیگر . سه فرآیندی که هم اکنون توضیح داده شد تنها فرآیندهایی هستند که درمقیاس انبوه استفاده می شوند.

فرآیندهای زیر در مقیاس کوچک و برای کاربردهای خاص استفاده می شوند :

1) تجزیه حرارتی5 Fe(CO) برای تولید اکسید آهن شفاف

2) تبلور هیدروترمال برای تولید 3 -Fe2O دیسکی

• رنگدانه های کادمیم ( زرد کادمیم )

روش تولید : ماده اولیه برای تولید رنگدانه های زرد کادمیم ، فلز کادمیم خلوص بالا (99/99%) اکسید کادمیم ، یا کربنات کادمیم است . اگر از فلز کادمیم استفاده شود ، ابتدا باید آن را در اسید معدنی حل کرد .آنگاه یک نمک معدنی به محلول اضافه می شود. مقدار افزوده شده به سایه رنگی مورد نظر بستگی دارد . سپس یک محلول سولفید سدیم اضافه می شود، که در نتیجه یک رسوب سولفید کادمیم یا سولفید روی کادمیم بسیار ریزدانه تشکیل می شود که دارای خواص رنگدانه ای نیست .

این محصول واسطه را می توان با اختلاط محلول نمک کادمیم یا کادمیم - روی با محلول کربنات سدیم به دست آورد . در این صورت یک کربنات کادمیم قلیایی یا کربنات روی کادمیم رسوب می کند که با محلول سولفید سدیم اضافه شده به سوسپانسیون واکنش می کند . این زرد کادمیم رسوبی ناخالص ، شسته و سپس در دمایی حدود C600 کلسینه می شود . در این دما شکل بلوری مکعبی به هگزاگونال تغییر می کند.

این فرآیند توزیع اندازه ذارت را که برای خواص رنگدانه ای مهم است ، تعیین می کند . اگر ماده اولیه مورد استفاده اکسید کادمیم یا کربنات کادمیم باشد، با گوگرد مخلوط و در حدود C600 کلسینه می شود. پس از کلسیناسیون ، رنگدانه حاصل با اسید معدنی رقیق شسته می شود تا نمک های محلول باقی مانده حذف شود. سپس رنگدانه خشک و آسیاب می شود .

• رنگدانه های سولفوسلنید کادمیم ( قرمز کادمیم )

روش تولید . رنگدانه های قرمز کادمیم با روشی مشابه رنگدانه های زرد کادمیم ساخته می شوند. محلول نمک کادمیم با حل کردن فلز آن در اسید معدنی تهیه و سپس به آن سولفید سدیم اضافه می شود . مقدار خاصی پودر سلنیم در محلول سولفید سدیم حل می شود تا سایه های رنگی مورد نظر ایجاد شود . در یک روش دیگر، محلول کادمیم با محلول کربنات سدیم مخلوط می شود تا کربنات کادمیم رسوب کند .

کربنات کادمیم با محلول سولفید سدیم حاوی سلنیم واکنش داده می شود . آنگاه رنگدانه قرمز کادمیم واسطه رسوب می کند و سپس فیلتر، شسته و در دمای حدود 600 درجه کلسینه می شود. مانند زرد کادمیم فرآیند کلسیناسیون ، اندازه ذرات ، توزیع اندازه ذارت و سایه رنگی را تعیین می کند.

مانند فرآیند زرد کادمیم ، قرمز کادمیم را می توان با واکنش مستقیم اکسید کادمیم یا کربنات کادمیم با گوگرد و سلنیم در حدود 600 درجه تولید کرد . محصولاتی که در آن ها سلنیم به طور کامل یا جزئی توسط تلوریم جایگزین شده باشد ، به دلیل خواص رنگی ضعیف کاربرد تجاری ندارند .

 

:: دانلود طرح توجیهی تیپ احداث کارخانه تولید انواع رنگهای سرامیکی

تذکر مهم : لازم به ذکر میباشد در صورت موجود نبودن آپدیت 1400 ، نسخه های قدیمیتر این طرح ، در همان لینک قرار داده میشود . ولی به محض تهیه کردن آپدیت 1400 و یا جدیدتر این طرح ، ورژن جدیدتر نیز در همان صفحه قرار داده خواهد شد . درصورتی که ورژن طرح مربوط به سال 97 یا 98 و یا جدیدتر از آن باشد ، سال نگارش طرح روی متن لینک دانلود قید میگردد . در صورتی که روی لینک دانلود طرح ، سال تدوین طرح توجیهی قید نشده بود ... مشخصا آن طرح مربوط به سال های قبل از سال 97 میباشد .

در صورتی که برای اخذ مجوز یا ارائه به بانک ، نیاز به تدوین طرح توجیهی تولید انواع رنگ های سرامیکی ، کاملا به روز ، اختصاصی و بانکیبل ، با پشتیبانی تا زمان اخذ وام دارید از طریق شماره های موجود در همان صفحه با ما تماس بگیرید تا از مشاوره کارشناسان ما ، در مورد شرایط تدوین طرح توجیهی بهره مند شوید . همینطور در صورت انعقاد قرارداد طرح توجیهی با ما ، میتوانید از کارشناس مربوطه خود ، مشاوره های لازم در مورد روشهای اخذ وام و اخذ مجوز را نیز دریافت نمایید .

کانال یوتیوب ما  را سابسکرایب کنید . در این کانال ما سعی داریم تا در حد امکان ، کاملترین فیلم های آموزشی کشاورزی و دامپروری و فرایند های کسب و کار  ، و خبرهای مهم مربوطه را برای شما کاربر گرامی جمع آوری کنیم. با سابسکرایب کانال ما در یوتیوب و همینطور در آپارات ، جدیدترین فیلمهای آموزشی کسب و کار ، در معرض تماشای شما قرار خواهد گرفت.


Go to top

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت نزد کانون مشاوران سرمایه گذاری ایران محفوظ می باشد :: 1389-1388 :: طراحی و اجرا با کانون مشاوران سرمایه گذاری ایران

Free Page Rank Tool