Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток
Владельцы патента RU 2308435:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток, включающая необогащенный каолин и "хвосты" обогащения полиметаллических руд, дополнительно содержит солевые алюминиевые шлаки при следующем соотношении компонентов, мас.%: необогащенный каолин - 45-60, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, "хвосты" обогащения полиметаллических руд - 10-17. Технический результат - повышение термостойкости кислотоупорных плиток, утилизация промышленных отходов и расширение сырьевой базы для керамических материалов. 3 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров.
Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: жана-даурская глина 50, пирофиллит 50 [1].
Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (30 циклов).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: необогащенный каолин 60-80, "хвосты" обогащения полиметаллических руд 10-20, пирофиллит 10-20 [2]. Принята за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая термостойкость кислотоупоров.
Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости кислотоупорных плиток.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин и "хвосты" обогащения полиметаллических руд, дополнительно вводят солевые алюминиевые шлаки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| необогащенный каолин | 45-60 |
| солевые алюминиевые шлаки | 30-38 |
| "хвосты" обогащения полиметаллических руд | 10-17 |
Солевые алюминиевые шлаки использовались в качестве алюмосодержащего сырья. Содержание Al2O3 в шлаках более 40%. Известно, что Al2O3 задерживает расстекловывание кварцевого стекла в кристобалит, снижает КТР (коэффициент термического расширения) и тем самым повышает термостойкость керамических изделий. Химический анализ показал содержание в шлаках следующих компонентов, мас., %: NaCl - 10,25; СаО+СаСО3 - 14,28; MgO+MgCO3 - 15,30; FeCl3 - 0,001; SiO2 - 3,10; Al2О3 - 41,282; KCl - 5,35; CuCl2 - 0,001; алкилмеркаптиты Al - 0,545; предельные углеводороды - 0,001; Al (металлический) - 9,89. Химические составы необогащенного каолина и "хвостов" обогащения полиметаллических руд приведены в табл.1.
| Таблица 1 Химический состав компонентов | |||||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||||||
| SiO2 | Al2О3 | Fe2О3 | CaO | MgO | R2O | П.п.п. | |
| Необогащенный каолин | 62,74 | 18,39 | 3,21 | 1,81 | 1,8 | 1,62 | 7,34 |
| "Хвосты" обогащения полиметаллических руд | 77,72 | 9,19 | 4,42 | 1,45 | 1,85 | 3,10 | 0,55 |
Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 18-22%. Формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности не более 5% и затем обжигались при температурах 1200-1250°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 физико-механические показатели кислотоупорных плиток.
| Таблица 2 Составы керамических масс | |||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | прототип | |
| Необогащенный каолин | 60 | 55 | 50 | 45 | 60-80 |
| Пирофиллит | 10-20 | ||||
| "Хвосты" обогащения полиметаллических руд | 10 | 12 | 15 | 17 | 10-20 |
| Солевые алюминиевые шлаки | 30 | 33 | 35 | 38 | - |
| Таблица 3 Физико-механические показатели кислотоупоров | |||||
| Показатели | Составы | Прототип | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Усадка, % | 7,8 | 7,6 | 7,5 | 7,3 | 7,8-8,8 |
| Прочность при изгибе, МПа | 43 | 45 | 48 | 49 | 34-41 |
| Термостойкость, циклы | 9 | 11 | 12 | 14 | 7-8 |
| Кислотостойкость, % | 97,9 | 98,2 | 98,8 | 98,9 | 97,8-98,8 |
| Морозостойкость, циклы | 35 | 42 | 48 | 49 | - |
Как видно из табл.3, кислотоупорные плитки из предложенных составов имеют выше термостойкость, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании солевых алюминиевых шлаков позволит значительно увеличить в составах керамических масс техногенное сырье.
Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Источники информации
1. Абдрахимова Е.С. Кинетика изменения структуры пористости в процессе обжига кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Известия вузов. Строительство. - 2000. - №9. - С.38-41.
2. Пат. 11977 Республики Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.2002, Бюл. №9.
Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток, включающая необогащенный каолин и "хвосты" обогащения полиметаллических руд, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит солевые алюминиевые шлаки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Необогащенный каолин | 45-60 |
| Солевые алюминиевые шлаки | 30-38 |
| "Хвосты" обогащения полиметаллических руд | 10-17 |
