Ученые БГТУ им. В.Г. Шухова запатентовали новый способ получения железосодержащего пигмента для стеновой керамики. Обработка кристаллических сланцев в плазменном реакторе позволяет создавать высококачественный пигмент быстрее и дешевле. Проведение научно-исследовательских работ было обеспечено инфраструктурой Центра высоких технологий вуза.
Проект финансировался за счет средств федерального бюджета при поддержке Минобрнауки России.
В чём суть разработки
На начальном этапе получения железосодержащего пигмента для стеновой керамики проводится предварительный помол кристаллических сланцев Курской магнитной аномалии.
Для ускорения технологического процесса и снижения энергозатрат термическая обработка отхода производится в плазменном реакторе. За счет кратковременного воздействия плазменной струи с температурой 6000-6500 К в течение 2-3 секунд оксид железа (двухвалентный) полностью переходит в гематит (γ – Fe2O3), который придает коричневый цвет железосодержащему пигменту.
Далее проводится измельчение в центробежно-планетарной мельнице до размеров частиц 3,4-3,6 мкм с удельной поверхностью 620-640 кв. м/кг. Такая размерность обеспечивает поглощение световых лучей и высокую эффективность пигмента в составе стеновой керамики.
Как возникла идея
Традиционные способы производства пигментов для стеновой керамики часто связаны с большими затратами энергии и времени, что значительно увеличивает себестоимость продукции.
Кроме того, существующие технологии порой не обеспечивают равномерное распределение цвета и достаточную устойчивость к внешним воздействиям. В то же время развитие методов плазменной обработки открывает новые перспективы для создания высококачественных и прочных материалов. Исследователи БГТУ им. В. Г. Шухова нашли эффективное решение, внедрив термообработку сырья в плазменном реакторе в процесс производства пигментов, что позволило существенно повысить качество и экономичность данного этапа.
Есть ли аналоги
Разработанный учеными БГТУ им В. Г. Шухова способ производства пигмента обладает рядом преимуществ по сравнению с известными аналогами. Существующие традиционные методы обжига требуют высоких температур и длительного времени подготовки и переработки сырья, что приводит к значительным расходам энергии и повышению себестоимости продукции. Многие известные пигменты подвержены выцветанию под воздействием солнечных лучей, сокращая срок службы материала.
Качество получаемого пигмента повышается за счет быстрой обработки и точной регулировки размера частиц, что гарантирует высокую адгезию и необходимую цветостойкость.
Кому полезна разработка
Разработка ученых БГТУ им. В. Г. Шухова будет полезна в первую очередь для производителей стеновой керамики, ведь они получат качественный и недорогой продукт, что сделает их продукцию более привлекательной на рынке.
Новые пигменты позволят дизайнерам и архитекторам выбирать необычные оттенки кирпича и блоков, создавая оригинальные архитектурные композиции. Стойкость пигмента к выцветанию означает, что фасады зданий дольше сохранят свой внешний вид, а это снизит расходы на реставрацию и повторную покраску.
Использование отходов от добычи сланцев Курской магнитной аномалии позволит сократить общие объемы промышленных отходов и снизить нагрузку на окружающую среду.
Развитие проекта
Развитие проекта нацелено на возможное масштабирование производства и промышленное внедрение. Перевод технологии из лабораторных потребует модернизации существующих производственных мощностей и приобретения необходимого оборудования инвесторами.
«Мы стремились придать стеновой керамике не только цвет, но и по-настоящему “железный характер” — прочность, устойчивость, долговечность и уникальную эстетику. Наш железосодержащий пигмент, полученный с помощью плазменной технологии, обеспечивает требуемое качество и надежность эксплуатационных свойств», — отметил доктор технических наук, профессор Василий Бессмертный, один из авторов разработки.
#БГТУ_наука