Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение механической прочности кислотоупорных плиток, который достигается добавлением шлака осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы в известную керамическую массу, включающую тугоплавкую глину, пирофиллит и отработанные расплавы ванадиевых реакторов при следующем соотношении компонентов, мас.%; тугоплавкая глина - 45-60; пирофиллит - 30-37; шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы - 7-10; отработанные расплавы ванадиевых реакторов - 3-8. Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению 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.%: тугоплавкая глина - 45-60, пирофиллит - 30-37, полевой концентрат 7-10, отработанные расплавы ванадиевых реакторов 3-8 [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая механическая прочность и высокое водопоглощение.

Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение механической прочности кислотоупорных плиток.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую тугоплавкую глину, пирофиллит и отработанные расплавы ванадиевых реакторов, дополнительно вводят шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тугоплавкая глина	45-60
пирофиллит	30-37
шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием
85-90% стеклофазы	7-10
отработанные расплавы ванадиевых реакторов	3-8

Шлак осадительной плавки сурьмяного сырья образуется на стадии плавки сурьмяного концентрата в электропечах. Минералогический состав шлака в основном представлен стеклофазой. Шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы использовался в качестве плавня. Имея повышенное содержание стеклофазы и щелочей (R₂О 15-17%) шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы способствует спеканию кислотоупоров, при этом повышается механическая прочность и снижается водопоглощение изделий. Химический состав компонентов приведен в табл.1.

Таблица 1. Химический состав компонентов
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	R2O	П.п.п.
Тугоплавкая глина	62,74	18,39	3,21	1,81	1,8	1,62	7,34
Пирофиллит	52,8	34,9	0,4	0,22	0,1	0,09	7,88
Шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы	54,8	14,5	11,8	5,6	2,5	16,8	-

Отработанные расплавы ванадиевых реакторов представляют собой уплотненные твердые массы от светло- до ярко-желтых цветов, которые хорошо растворяются в воде после предварительного измельчения до порошкообразного состояния. Химический состав представлен следующими оксидами и солями, мас.%: NaCl - 11; KCl - 28; MgCl₂ - 14; V - 0,025: NbO - 0,11; общее содержание хлора составляет 50-60.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. 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 температуре 1250-1300°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
Тугоплавкая глина	60	55	50	45	45-60
Пирофиллит	30	32	35	37	30-37
Полевой шпат	-	-	-	-	7-10
Отработанные расплавы ванадиевых реакторов	3	5	5	8	3-8
Шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы	7	8	10	10	-
Таблица 3. Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3	4
Водопоглощение, %	2,8	2,7	2,5	2,4	3,2-3,8
Морозостойкость, циклы	62	65	70	76	-
Термостойкость, теплосмены	5	6	8	8	-
Кислотостойкость, %	96,5	96,9	97,3	97,4	-
Механическая прочность, МПа:
при сжатии	124	130	137	143	115-118
при изгибе	51	54	58	60	31-45

Как видно из табл.3, кислотоупорные плитки из предложенных составов имеют выше механическую прочность и ниже водопоглощение, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании шлака осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы в составах керамических масс позволяет значительно снизить водопоглощение и повысить механическую прочность кислотоупорных плиток.

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. 12938 Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток. / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 15.04.2003, Бюл. №4.

Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток, включающая тугоплавкую глину, пирофиллит и отработанные расплавы ванадиевых реакторов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлак осадительной плавки сурьмяного сырья с содержанием 85-90% стеклофазы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тугоплавкая глина	45-60
Пирофиллит	30-37
Шлак осадительной плавки сурьмяного сырья
с содержанием 85-90% стеклофазы	7-10
Отработанные расплавы ванадиевых реакторов	3-8