Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

 

Изобретение используется в производстве лицевых керамических материалов. Техническим результатом изобретения является понижение водопоглощения, а также повышение морозостойкости и прочности материала. Сырьевая смесь включает золу-унос от сжигания бурых углей, микрокремнезем производства кристаллического кремния и 5-процентную эмульсию таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос - 24,4-32,0, микрокремнезем - 56,9-48,0, эмульсия таллового пека - 18,7-20,0. 2 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления обжиговых лицевых керамических изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси является сырьевая смесь, включающая 15-80 мас.% микрокремнезема производства кристаллического кремния и 20-85 мас. % высококальциевой золы от сжигания бурых углей. Компоненты смешаны в сухом состоянии, увлажнены до 16%, отформованы методом полусухого прессования и обожжены при температуре 1000^oС [Патент РФ 2086517 С 04 В 35/14, 35/16].

Недостатком указанной смеси является относительно низкая прочность при сжатии и морозостойкость обожженных изделий, а также повышенное водопоглощение, что не позволяет изготавливать из такой смеси стеновые лицевые изделия.

Технический результат - повышение морозостойкости и прочности, снижение водопоглощения материала.

Технический результат достигается тем, что в качестве сырьевых компонентов используются зола-унос от сжигания бурых углей, микрокремнезем производства кристаллического кремния и 5-процентная эмульсия таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Зола - 24,4-32,0 Микрокремнезем - 56,9-48,0 Эмульсия таллового пека - 18,7-20,0 Преимущества предлагаемой смеси достигаются включением в ее состав эмульсии таллового пека. Последняя получается в результате самоэмульгирования пека при нагреве его в водном растворе Na₂СО₃. Кальцинированная сода не только позволяет с минимальными затратами получить эмульсию таллового пека, но и является минерализующей добавкой, ускоряющей при обжиге фазообразование. Это способствует полному связыванию свободных оксидов кальция и магния в кристаллические новообразования, что предопределяет повышение прочности и морозостойкости изделий.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода является тонкодисперсным отходом, характеризующимся высоким содержанием аморфного кремнезема. Химический состав микрокремнезема (в мас.%): SiO₂ - 90-95 Al₂O₃ - До 0,8 Fе₂O₃ - До 0,8 СаО - До 1,6 MgO - До 1,2
SiC - До 5
С_общ - До 9
K⁺ - До 0,25
Na⁺ - До 0,06
П.П.П. - До 20
Золы-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) являются высококальциевыми и содержат (в мас.%):
SiO₂ - 21-55
Аl₂О₃ - 4-11
Fе₂O₃ - 6-16
СаО - 20-46
MgO - 3-6
K₂O - 0.2-1.5
Na₂O - 0.2-0.6
SO₃ - 0.9-9
Св. СаО - 3-13
Горючие примеси - Не более 2-2.5
Талловый пек является кубовым остатком от дистилляции таллового масла. Этот продукт лесохимического производства в настоящее время в основном подвергается сжиганию. Талловый пек содержит (в мас.%):
Нейтральные вещества - 24-38
Окисленные вещества - 12-29
Смоляные кислоты - 6-26
Жирные кислоты - 28-41
Наличие в талловом пеке жирных и смоляных кислот позволяет изготавливать эмульсию способом самоэмульгирования за счет частичного омыления вышеназванных ингредиентов раствором кальцинированной соды с образованием натриевых солей жирных и смоляных кислот, являющихся ПАВ. На стадии формования эмульсия таллового пека обеспечивает повышение пластичности и связности дисперсного техногенного сырья. В процессе сушки термическая полимеризация таллового пека приводит к упрочнению высушенного сырца до 5,4 МПа. В процессе обжига минирализующее действие соды в совокупности с благоприятным воздействием газовой фазы, образующейся при выгорании органической составляющей эмульсии, приводит к полному связыванию СаО и MgO золы-уноса в новообразования, следствием чего является увеличение прочности и морозостойкости материала, а также снижение его водопоглощения.

Технический и экономический эффект производства материала на основе предлагаемой смеси сочетается с экологическим эффектом, так как основные компоненты шихты являются крупнотоннажными отходами, в настоящее время не находящими широкого применения.

Пример
Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей и эмульсию таллового пека.

Эмульсия таллового пека готовится следующим образом: в нагретый до 40-50^oС пек постепенно вводится 2-процентный водный раствор щелочного компонента, например Nа₂СО₃. Нагревание производят при постоянном перемешивании до получения однородной эмульсии. Концентрация таллового пека в эмульсии составляет 5 мас.%.

Микрокремнезем и золу-унос смешивают в сухом состоянии, после чего вводят эмульсию таллового пека до получения массы формовочной влажности. Из полученной массы формуют образцы пластическим методом при давлении 2,5 МПа. Отформованный сырец сушат при 100-110^oС до постоянной массы и обжигают при 1000^oС. Конкретные примеры составов, физико-механические свойства и обожженных изделий приведены в табл. 1, 2.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая золу-унос от сжигания бурых углей, микрокремнезем производства кристаллического кремния и жидкость затворения, отличающаяся тем, что в качестве жидкости затворения используется 5-процентная эмульсия таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃ при следующем соотношении компонентов мас. %:
Зола-унос - 24,4-32,0
Микрокремнезем - 56,9-48,0
Эмульсия таллового пека - 18,7-20,0,

РИСУНКИ

Рисунок 1