Оксидные нанопорошки

   Потребность радиоэлектронной промышленности Украины в химических соединениях свинца реактивных квалификаций составляет порядка 5 тонн/месяц. Потребность лакокрасочной, химической и стекольной промышленности в оксидах свинца - 85 тонн/месяц.

   Разрабатываемой промышленной сырьевой базы свинца в Украине нет, но такой базой могут служить отходы промышленных предприятий с высоким содержанием свинца (сравнимым с промышленными концентратами, в частности, “свинцовая пыль” ОАО “Укрцинк” (г.Константиновка). НТЦ собственными силами практически завершил разработку технологии получения соединений свинца из промышленного техногенного сырья. Разработанная технология является безотходной, экологически безопасной и в то же время высокорентабельной. Свойства и состав получаемых соединений свинца адаптированы к конкретным требованиям, предъявляемым к химическим реактивам свинца для радиоэлектронных керамических материалов, что снижает стоимость готовых изделий и улучшает их качество.

   Для реализации проекта завершения НИР, ОКР, перемонтажа имеющейся базовой опытно-промышленной установки мощностью 5 тонн/мес. на Опытном заводе НТЦ “Реактивэлектрон” НАН Украины и для подготовки исходных данных для проектирования промышленного производства оксидов свинца мощностью 50 тонн/мес. для других отраслей промышленности необходимо финансирование в объеме 400 тыс.грн. Срок работ 12 мес. с начала финансирования.

   Техническая документация и материалы исследования, связанные с выполнением работ по проекту и полученные ранее, сторонним организациям не передавались.

В процессе выполнения работ по проекту будут решены Научные задачи:

1. Разработка физико-химических процессов получения различных соединений свинца PbСO 3 , -PbO, - PbO, Pb 3 O 4 , PbO 2 из техногенного сырья, целевое преобразование побочных продуктов производства в утилизируемые целевые продукты.
2. Адаптация продукции к конкретным требованиям, предъявляемым к реактивам свинца для производства радиоэлектронной керамики (конденсаторы, позисторы, пьезодатчики и др.) и для новых материалов с высокими техническими свойствами.

Экологические задачи:

1. Переработка высокотоксичных отходов.
2. Создание безотходного, экологического производства.

Производственные задачи:

1. Создание высокорентабельного производства соединений свинца на Опытном заводе НТЦ “Реактивэлектрон” для радиоэлектронной промышленности мощностью 5 тонн/мес.
2. Восстановление производства высоколиквидных керамических масс и изделий для радиоэлектронной техники в НТЦ “Реактивэлектрон”.
3. Подготовка базы и исходные данные для проектирования промышленного производства оксидов свинца мощностью 50 тонн/мес., для других отраслей промышленности, на пилотно-наработочном комплексе Опытного завода НТЦ.

Социальные задачи:

1. Сохранение научных и технических кадровых работников НТЦ.
2. Создание новых рабочих мест.

1. Анализ потребности в оксидах свинца

Основными потребителями оксидов свинца являются:

1. Производители масляных красок на основе свинцового сурика Pb 3 O 4

Потребность в Украине в свинцовом сурике по данным 12.97г. - 06.2000г. составляла не менее 85 т/мес., в т.ч.:

• Мариупольский судоремонтный завод - 20 т/мес.
• Николаевский судоремонтный завод- 40 т/мес.
• Феодосийский судоремонтный завод- 10 т/мес.
• "Мотор Сич"- 10 т/мес.
• Предприятия коммунального водоснабжения - 5 т/мес.

   Из-за того, что свинцовый сурик в Украине не производится и из-за его высокой стоимости потребность в нем удовлетворяется не более, чем на 10% за счет поставок по импорту.

2. Производители хрусталя и свинцовых радиационно-защитных стекол

   Сырьем служит свинцовый глет - PbO (желтый) и свинцовый сурик Pb 3 O 4 . По данным Украинского государственного института стекла (УкрГИС, г.Константиновка), в 2000г. потребность в оксидах свинца составляет не менее 20 т/мес., которая в настоящее время полностью удовлетворяется закупками по импорту.

3. Производители бытовой керамики для получения эмалей, фритт и глазурей

   По данным коммерческих фирм "Славкерама" (г.Славянск") потребность в оксидах свинца составляет не менее 10 т/мес.

4. Органический синтез

   Потребность в диоксиде свинца PbO 2 , по данным УкрНИИПластмасс, в 2000г. составляла не менее 1т/мес.

5. Производители радиоэлектронной керамики (конденсаторы, позисторы, пьезодатчики и др.)

   По нашим данным и данным Института проблем материаловедения (г.Днепропетровск) потребность в высококачественном карбонате свинца PbСO 3 и оксиде свинца PbO (красный) составляет не менее 5 т/мес. Эти потребители рассматриваются в проекте как основные. Радиоэлектронная свинецсодержащая керамика является ликвидной, в том числе и по экспорту, как в виде керамических масс, так и в виде готовых изделий.

2. Источники сырья

1. В Украине не существует промышленно разрабатываемых месторождений свинцовых руд. В то же время в Украине развита аккумуляторная промышленность (Луганский и Днепропетровский аккумуляторные заводы). Вышедшие из строя аккумуляторы подлежат утилизации. При их переработке образуются свинецсодержащие отходы. Так, на заводе "Укрцинк" (г.Константиновка) накоплено порядка 1200 тонн и образуется порядка 80 т/мес. отходов так называемой "свинцовой пыли". В ней содержание свинца составляет 60-65%, что выше, чем в концентратах переработки свинцовых руд. Этот отход состоит из смеси оксидов, хлоридов и сульфатов свинца с незначительным содержанием примесей (Sn, Sb, Bi, Ca, Na, K, Fe и т.д.). Объем данного вида техногенного сырьевого ресурса достаточен для получения 50 т/мес. оксидов свинца. Этот отход рассматривается в проекте как основной источник сырья.
2. Отходы типографий - гартцинк, содержащий до 50% свинца.
3. Свинцово-цинковая изгарь, образующаяся на производствах горячего цинкования, где используется свинцовая подушка в цинковых печах (только в восточном регионе Украине имеется 26 таких предприятий). В этих отходах содержится до 30% свинца.

3. Анализ объема работ и финансирования по реализации проекта

   С 1996г. по настоящее время в НТЦ "Реактивэлектрон" собственными силами практически полностью проведен научно-исследовательский этап разработки технологии переработки "свинцовой пыли" завода "Укрцинк" ( г.Константиновка).
   Разработаны технологии получения нитрата свинца квалификации "чда", карбоната свинца, свинцового сурика, свинцового глета - PbO, красной окиси свинца PbO, диоксида свинца - различных квалификаций. Создана пилотная установка, наработаны опытные партии образцов и проведены их испытания у потребителей.
   Преимущество разработанной технологии заключается в получении оксидов свинца по "мокрой технологии", не требующей в отличие от существующих технологических схем высокотемпературной обработки свинцового сырья, вследствие чего отсутствует угар соединений свинца, исключается их попадание в воздушный бассейн (ПДК оксидов свинца составляет 0,01 мг/м 3 ).

При переработке "свинцовой пыли" в качестве побочных продуктов образуются :

• гипс CaSO 4 . 2H 2 О, являющийся отходом IV класса токсичности (нетоксичный), который по заключению Донецкой государственной академии строительства и архитектуры (г.Макеевка) может быть использован строительными организациями.
• хлористый аммоний, который является дополнительным целевым продуктом переработки.
• При стоимости базового соединения - оксида свинца - PbO марки "ч" 12грн. за 1 кг, себестоимость его получения в промышленных условиях составит 5 грн./кг.
• Себестоимость оксида свинца высоких реактивных квалификаций для некоторых видов конденсаторной керамики может быть существенно ниже в связи с тем, что возможно исключить очистку от примесей олова, кальция и висмута, так как кальций и олово входят в один из основных ее компонентов - станнат кальция CaSnO 3 , а висмут - в состав плавня.
• Незначительные количества оксидов олова и сурьмы (порядка 1-2% объема), содержащиеся в исходной "свинцовой пыли", предполагается использовать при производстве сплавов с низкой температурной плавления, например, баббитов. НТЦ имеет опыт использования подобных веществ.

Таким образом, разработанная технология является безотходной и экологически безопасной.

Для реализации проекта необходимо:

• Завершить НИР в части технологии получения хлорида аммония при переработке "свинцовой пыли" (отдел процессов и аппаратов; отдел аналитических исследований).
• Завершить НИР в части технологии получения некоторых видов керамических масс и изделий для радиоэлектронной техники (лаборатория № 18).
• Выдать исходные данные для проектирования опытно-промышленной установки (отдел процессов и аппаратов).
• Разработать проект опытно-промышленной установки (проектно-конструкторский отдел; отдел процессов и аппаратов).
• Осуществить закупку недостающего основного оборудования, комплектующих для обвязки основного технологического оборудования, обновления технологических коммуникаций (Опытный завод).
• Осуществить запуск и освоение установки переработки "свинцовой пыли" и параллельно установки синтеза керамических масс (отдел процессов и аппаратов; лаборатория № 18; Опытный завод; отдел аналитических исследований).
• Оформить разрешительную документацию (лаборатория охраны окружающей среды № 19; отдел метрологии и стандартизации; отдел процессов и аппаратов).
• Подготовить исходные данные для создания промышленного производства мощностью 50 т/мес. (отдел процессов и аппаратов; проектно-конструкторский отдел; планово-экономический отдел). Все этапы работ будут выполняться параллельно.

Реализация проекта позволит:

• Завершить разработку безотходной экологически безопасной технологии переработки высокотоксичного отхода І класса опасности.
• Организовать производство оксидов свинца из украинского техногенного сырья.
• Решить проблему производства керамических масс и изделий для радиоэлектронной техники в части свинцового сырья.
• Подготовить базу для создания производства оксидов свинца для других отраслей промышленности Украины.

Последняя модификация: 24.04.08 11:48

(c) Yuri Popoff, 2004 - 2008, popoff.donetsk.ua, style.donetsk.ua