Роль нитрата бария при синтезе пигмента заключается не только в окислении соединений марганца низшей валентности, но и в создании сильнощелочной среды:
Ba(NO₃)₂ -> BaO + 2NO + 3O
Для создания щелочной среды в самом начале процесса целесообразно заменить в шихте часть нитрата бария на гидроокись бария.
Состав пигмента может быть представлен общей формулой Ba₃(MnO₄)₂ · nBaSO₄ · mBao, где n = 10 ÷ 16, m = 1 ÷ 3. Вопрос о состоянии BaO в пигменте остается неясным. Возможно, что при синтезе пигмента образуется нейтральный гипоманганат бария Ba₃(MnO₄)₂, а основная соль Ba₃(MnO₄)₂ · mBao, подобно гипоманганату бария, который образуется в виде основной соли состава Na₃MnO₄ · 0,25 NaOH · 12H₂O.
Процесс получения пигмента состоит из следующих операций: приготовление шихты; её прокаливание и размол; обработка прокаленной массы соляной кислотой; промывка пигмента, фильтрование, сушка и размол.
В качестве примера приводим реакцию образования пигмента:
MnO₂ + 6BaSO₄ + 6,5Ba(NO₃)₂ -> 4BaO + 13NO + Ba1,5MnO4 · BaO · 6BaSO4
Компоненты смешивают в сухом виде в шаровой мельнице или в виде водной пасты в смесителе. Нитрат и сульфат бария могут быть получены в процессе синтеза пигмента. Для этого в реактор из кислотостойкого материала с мешалкой для перемешивания густых паст загружают сначала смесь кислот, а затем постепенно, с соблюдением необходимых предосторожностей, карбонат бария. После нейтрализации кислоты добавляют в виде сухих порошков гидроокись бария и перманганат или двуокись марганца и перемешивают в течение нескольких часов. В случае применения перманганата окраска массы при перемешивании переходит из фиолетовой в синюю. Полученную шихту загружают в жаропрочные противни ( обычно из нихромовой стали ) и прокаливают в течение 2-3ч. при 700 - 720°С в печах: муфельной, щелевой или с шагающим подом. О конце реакции судят по синему цвету массы. При низкой температуре цвет массы темный, при слишком высокой – приобретает зеленоватый оттенок. После выгрузки из печи дают шихте остыть, выгружают её из противней, измельчают и далее обрабатывают соляной кислотой в чугунном эмалированном баке, снабженном мешалкой и вентиляционной трубой. Цель обработки – удалить избыток окиси бария, а также другие возможные примеси: непрореагировавшую двуокись марганца, свободные манганат и гипоманганат марганца.
Ранее рекомендовали обрабатывать прокаленную шихту соляной кислотой ( ≈ 18% -ой ) в количестве, равном количеству плава, с добавкой 2-3 вес. % восстановителей (нитрата натрия, щавелевой кислоты) ; длительность перемешивания 4-5 часов , последующая выдержка в течение 15-20 часов. Было показано, что после прокаливания образуется весьма устойчивая масса, содержащая в виде примесей преимущественно окись бария, поэтому пигмент можно промывать разбавленной соляной кислотой ( 3-5%-ной ) даже в отсутствие восстановителей. После обработки кислотой сливают осветлившуюся часть и промывают осадок водой, добавляя восстановители, например два раза водой с 3 вес.% NaNO3, затем два раза с 0,5-0,1 вес.% щавелевой кислоты; промывку ведут до отсутствия иона Cl – в воде. Суспензию пигмента после первых промывок можно стабилизировать введением восстановителей, но и нейтрализацией щелочами, например Ba(OH)2. Промытый пигмент фильтруют, сушат и измельчают.
Марганцовая фиолетовая
Состав, свойства и применение
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.