Шихта для изготовления керамических изделий

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в технологии изготовления керамических изделий, в частности плиток для пола, из отходов промышленного производства. Изобретение направлено на получение качественных керамических изделий из спека алюминатного гальваношлама фазового состава, мас. Al₂O₃ ( α -форма) 55 60; MgAl₂O₄ 30 33; CaO·6 Al₂O₃ 5 7; MgOSiO₂ 0,5 2,0 путем использования его в качестве основы керамической шихты для изготовления строительной керамики. При этом решается задача охраны окружающей среды и утилизации алюмосодержащих промышленных отходов машиностроительных производств. Шихта для изготовления керамических изделий включает сырьевую основу и полевой шпат, отличие которой состоит в том, что в качестве сырьевой основы взят спек алюминатного гальваношлама указанного выше фазового состава при следующем соотношении компонентов, мас. полевой шпат 10 14; спек алюминатного гальваношлама остальное. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в технологии изготовления керамических изделий, в частности плиток для пола, из отходов промышленного производства.

Известны шихты для изготовления керамических изделий, содержащие промышленные отходы.

Известна шихта для изготовления керамических стеновых изделий, содержащая 2-5 мас. хромсодержащего шлама гальванического производства, 0,05-0,1 мас. регенератора резиновой крошки изношенных шин, 0,8-1,5 мас. шлифовальной пыли (пылевидное железо или сталь в смеси с мелкодисперсным абразивом), остальное глина [1] Известна шихта для производства керамических стеновых изделий, содержащая в глиняной массе 0,4-0,6 мас. по сухому веществу осадка сточных вод гальванических производств, состоящего из, мас. Fe(OH)₃ 57,6-84,0; Cr(OH)₃ 3,4-6,0; Cu(OH)₂ 2-12; Al(OH)₃ 2,0 и др. гидроокисей, предварительно обработанного полиакриламидом [2] Как правило, для приготовления керамических плиток для пола применяют пластичные глины. Для снижения температуры спекания в глину добавляют полевой шпат в смеси с тонкоизмельченным кварцевым песком.

Наиболее близким аналогом является шихта для керамических плиток, содержащая, мас. Глина часовярская 93 Кварцевый песок 3,5 Полевой шпат 3,5 [3] Получаемые из известной шихты плитки для пола имеют высокую плотность и долговечность в службе. Плитка при толщине 10 мм имеет водопоглощение не более 4% и потерю в весе при истирании на вращающемся круге не более 0,1 г/см².

Высокие свойства изделий получаются в результате использования в качестве исходного сырья высокосортной пластичной часовярской глины, имеющей большой интервал спекания.

Цель изобретения получение качественных керамических изделий, в частности плиток для пола, с использованием шихты, содержащей алюмосодержащие отходы машиностроительных производств спек алюминатного гальваношлама определенного фазового состава в качестве сырьевой основы, что позволяет решить задачу охраны окружающей среды и утилизации промышленных отходов машиностроительных производств.

Сущностью предлагаемого изобретения является то, что шихта для изготовления керамических изделий, включающая сырьевую основу и полевой шпат, в качестве сырьевой основы содержит спек алюминатного гальваношлама фазового состава, мас. Al₂O₃ (α -форма) 55-60 MgAl₂O₄ 30-33 CaO˙6Al₂O₃ 5-7 MgO,SiO₂ 0,5-2,0 при следующем соотношении компонентов, мас. полевой шпат 10-14 спек алюминатного гальваношлама остальное Алюминатный гальваношлам это продукт многоступенчатой очистки сточных вод от обработки алюминия и его сплавов различными химическими реагентами и поверхностно-активными веществами.

Из-за условий образования гальваношлам представляет собой сильно обводненный осадок (75-80% воды), состоящий из следующих соединений, мас. Al(OH)₃ 85-90; 4CaO ˙2Al₂O₃ 12-14; H₂O 0 ≈ 3; CaCO₃ ≈3; SiO₂ ≈ 3; MgO ≈ 5.

При термообработке гальваношлама происходит дегидратация материала с образованием спека алюминатного гальваношлама следующего фазового состава, мас. Al₂O₃ (α-форма) 55-60; MgAl₂O₄ 30-33; CaO ˙6Al₂O₃ 5-7; MgO; SiO₂ 0,5-2,0.

Спек алюминатного гальваношлама представляет собой мелкозернистую тонкочешуйчатую массу, бесцветную в проходящем свете, слабопреломляющуюся в серо-голубых тонах при введенном анализаторе.

Используемый в шихте для изготовления керамических изделий в качестве сырьевой основы спек алюминатного гальваношлама, имеющий в своей основе корундошпинелидный фазовый состав, спекается при высоких температурах. Снижение температуры спекания изделий в составе шихты достигается наличием полевого шпата, содержание которого составляет 10-14 мас. При содержании менее 10 мас. полевой шпат не оказывает должного спекающего воздействия на основу шихты, если содержание полевого шпата в шихте превышает 14 мас. то наблюдается вспучивание изделий.

В связи с тем, что из шихты заявленного состава получаются изделия, соответствующие установленным стандартам, решается задача охраны окружающей среды и утилизации алюмосодержащих промышленных отходов машиностроительных предприятий. Кроме того, это экономически выгодно, целесообразно и способствует расширению сырьевой базы промышленности строительных материалов.

Для экспериментальной проверки заявленной керамической смеси был приготовлен спек из алюминатного гальваношлама, для чего последний просушивают и обжигают при 1250^оС, а затем размалывают в вибромельнице проход через сито N 063 100% Из приготовленного таким образом спека алюминатного гальваношлама и полевого шпата были подготовлены 5 образцов керамической шихты.

Оптимальные результаты показали 3 смеси (таблица, составы 1-3). Смеси получали простым смешиванием в смесительных бегунах в течение 30 мин расчетных количеств компонентов.

Полученные шихты гранулировали (через сетку 500 мкм) и прессовали при удельном давлении 1 т/см² в металлических пресс-формах. Полученные керамические плитки для пола размерами 100х100х10 мм обжигали в течение 72 ч в туннельной печи при 1300^оС (время выдержки составило 2 ч.).

В таблице представлены свойства изделий из шихты заявленного и запредельных составов.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающая сырьевую основу и полевой шпат, отличающаяся тем, что в качестве сырьевой основы она содержит спек алюминатного гальваношлама фазового состава, мас.

Al₂O₃ ( α-форма) 55 60 MgAl₂O₄ 30 33 CaO · 6Al₂O₃ 5 7 MgOSiO₂ 0,5 2,0
при следующем соотношении компонентов, мас.

Полевой шпат 10 14
Спек алюминатного гальваношлама Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1