Керамическая масса

 

Изобретение относится к производству керамических изделий культурно-бытового и строительного назначения. Техническим результатом является разработка многоцветной палитры керамических материалов на основе естественно окрашенных, техногенных материалов и керамических пигментов, что позволит применять сырьевые материалы с различным содержанием окрашивающих компонентов, снизить затраты на обжиг и декорирование изделий, и тем самым значительно уменьшить себестоимость продукции. Керамическая масса, включающая глину и известковый шлам, дополнительно содержит супесь, литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30 % LiCl, и пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 40 - 60, супесь 10 - 30, известковый шлам 15 - 25, указанный литиевый отход 0,09 - 0,25, пигмент 2 - 12. 2 табл.

Изобретение относится к производству керамических изделий культурно-бытового и строительного назначения.

Известен состав массы (а.с. SU № 1106805, С 04 В 33/24, 07.08.1984), включающей, маc.%: глина 35-40, каолин 5-18, фаянсовый бой 5-10, известковый шлам 30-35, нефелин-сиенит 10-15.

Недостатком такой массы является высокая температура (1050-1100⁰С) обжига изделий, в связи с чем очень ограничено использование различных пигментов.

Известна керамическая масса (патент RU № 2116986, С 04 В 33/24, 10.08.1998) следующего состава, мас.%: глина 20-40, каолин 10-25, фаянсовый бой 5-15, известковый шлам 15-20, песок 15-30, стеклянный бой 5-10.

Недостатком данной массы является наличие в ее составе стеклобоя, который совместно с карбонатом кальция значительно уменьшает интервал спекания, что приводит к изменению цвета черепка при незначительных колебаниях температуры.

Наиболее близким к изобретению является керамическая масса (патент RU № 2065424, C 04 В 33/00, 20.08.1996) следующего состава, мас.%: глина 30-40, кварцевый песок 10-20, высококальцевый отход очистки шахтных вод 15-25, отходы обогащения свинцово-цинковых руд 25-35.

Недостатком данной массы является то, что в ее состав входят материалы, при обжиге которых обеспечиваются физико-механические свойства, но являются недостаточными из-за бежевого цвета черепка.

Задачей данного изобретения является разработка многоцветной палитры керамических материалов на основе естественно окрашенных, техногенных материалов и керамических пигментов, что позволит применять сырьевые материалы с различным содержанием окрашивающих компонентов, снизить затраты на обжиг и декорирование изделий, и тем самым значительно уменьшить себестоимость продукции.

Поставленная задача достигается тем, что керамическая масса, включающая глину и известковый шлам, дополнительно содержит супесь, литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, и пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 40-60, супесь 10-30, известковый шлам 15-25, указанный литиевый отход 0,09-0,25, пигмент 2-12.

В состав керамической смеси помимо традиционного керамического сырья входят шламовые отходы химической водоочистки ТЭС и АЭС, а также отходы производства химического волокна, содержащие в своем составе до 30% LiCl. Известно, что введение данных материалов в состав массы приводит к снижению температуры обжига, затрагивает экологические аспекты утилизации промышленных отходов. Кроме того, изделия обладают высокими эксплуатационными свойствами и экологической чистотой.

Отличительной особенностью данного изобретения является то, что в процессе спекания массы из естественно окрашенного сырья, содержащей литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, и известковый шлам, происходит ее обесцвечивание при температурах около 600°С и одновременное окрашивание пигментами при более высоких температурах. Это позволяет совместить процессы спекания и окрашивания, применяя однократный обжиг, получать изделия с заданной цветовой гаммой.

Керамическая масса готовится по технологии пластического формования изделий. Из керамической массы с тонкостью помола, характеризующегося остатком на сите № 006 и влажностью 12%, формуют плитки размером 50×50×4. Отформованные полуфабрикаты сушат в сушильном шкафу и затем обжигают в муфельной печи при температуре от 700°С, с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа.

Состав керамических масс и характеристики полученных изделий приведены в табл.1.

В составе керамической массы используют следующие сырьевые материалы: глина; супесь - используемые природные материалы для приготовления керамических масс; известковый шлам - отходы химической очистки ТЭС и АЭС, который представляет собой тонкодисперсный порошок светло-желтого цвета (остаток на сите), содержит от 40-55% СаО в виде известняка в кристаллической форме СаСО₃, кремнезема до 2-3,5%, остальное FeO, Fе₂О₃, Аl₂О₃, Na₂O, К₂О, SO₃; литиевый отход производства химического волокна, включающий до 30% LiCl; пигмент - природные и техногенные материалы для окрашивания изделий и получение цветовой палитры при температуре обжига ниже 1000°С.

Пример 1 содержит глины - 44,9 мас.%; супеси - 29 мас.%, известкового шлама - 20 мас.%, литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, - 0,1 мас.%; пигмента - 6 мас.%. По вышеуказанной технологии подготовили керамическую массу и обожгли при температуре 700°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа и получили следующие результаты: водопоглощение - 20,9%; механическая прочность - 13,2 МПа.

Пример 2 содержит глины - 50 мас.%; супеси - 25 мас.%; известкового шлама - 18,7 мас.%; литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, - 0,3 мас.%; пигмента - 6 мас.%. По вышеуказанной технологии подготовили керамическую массу и обожгли при температуре 700°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа и получили следующие результаты: водопоглощение - 23,7%; механическая прочность - 11,2 МПа.

Пример 3 содержит глины - 54,6 мас.%; супеси - 24 мас.%; известкового шлама - 15 мас.%; литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, - 0,4 мас.%; пигмента - 6 мас.%. По вышеуказанной технологии подготовили керамическую массу и обожгли при температуре 700°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа и получили следующие результаты: водопоглощение - 18,1%; механическая прочность - 13,8 МПа.

Составы масс представлены в табл.1.

Формула изобретения

Керамическая масса, включающая глину и известковый шлам, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит супесь, литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, и пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина 40 - 60

Супесь 10 - 30

Известковый шлам 15 - 25

Указанный литиевый отход 0,09 - 0,25

Пигмент 2 - 12