Сырьевая смесь для получения керамических изделий

Изобретение относится к производству строительной керамики и может быть использовано в технологии изготовления керамического кирпича. Техническим результатом изобретения является снижение влияния закарбонизованности малоглинистого сырья, получение равномерной окраски без снижения прочностных характеристик изделий, расширение сырьевой базы. Сырьевая смесь для получения керамических изделий содержит отходы углеобогащения, отхода метизного производства и водную вытяжку лессовидного суглинка при следующем соотношении компонентов в мас.%: отходы углеобогащения - 84-88; водная вытяжка лессовидного суглинка - 8-10; отход метизного производства - 4-6. 2 табл.

 

Изобретение относится к производству строительной керамики и может быть использовано в технологии изготовления керамического кирпича.

Наиболее эффективным сырьем для высококачественной керамики является глина, однако сырьевая база кондиционного сырья истощена. На смену ему пришло некондиционное в виде суглинка и промышленных отходов, например отходов углеобогащения (ОУО).

Известна сырьевая керамическая смесь для изготовления керамического кирпича [1], содержащая следующие компоненты, мас.%:

Глинистое сырье	30
Отходы углеобогащения	63
Ортофосфат алюминия	7

Недостатком указанного состава керамической массы является необходимость введения значительного количества глинистого компонента, что приводит к удорожанию керамического сырья. При использовании в качестве основного компонента шихты некондиционного закарбонизованного суглинка, этот недостаток устраняется.

Наиболее близкой к изобретению является сырьевая смесь для получения керамической шихты [2], включающая следующие компоненты, мас.%:

Отходы углеобогащения	82-94
Молотый кварцевый песок	5-15
Молотый стеклобой (плавень)	5-10

Недостатком известной сырьевой смеси является нестабильность окраски получаемых изделий из-за закарбонизованности смеси. Карбонатные составляющие разбеливают шихту и дают светлые неоднородные тона готовым изделиям.

Задачей изобретения является снижение влияния закарбонизованности малоглинистого сырья, получение равномерной окраски без снижения прочностных характеристик изделий, расширение сырьевой базы.

Сущность изобретения состоит в том, что сырьевая смесь для получения керамических изделий содержит отходы углеобогащения и плавень в виде отхода метизного производства и затворяется не чистой водой, а водной вытяжкой лесовидного суглинка при следующем содержании компонентов, мас.%:

Отходы углеобогащения	84-88
Водная вытяжка лессовидного суглинка	8-10
Отход метизного производства	4-6

Отход углеобогащения имеет следующий химический состав, мас.%: SiO₂ - 58,1; CaO+MgO - 7,8; Al₂O₃ - 13,1; FeO+Fe₂O₃ - 3,66; K₂O+Na₂O - 2,12; ППП - 15,22.

Основную массу минеральной части отходов углеобогащения составляют:

- глинистые минералы (каолинит, гидрослюды);

- кварц;

- карбонаты кальция (кальцит) и железа (сидерит);

- полевые шпаты (микроклин, ортоклаз, альбит - анортит);

- сульфиды железа (преимущественно, пирит).

В значительно меньших количествах обнаруживается гидратированный аморфный кремнезем, оксиды и гидроксиды железа (гематит, магнетит, лимонит) и титана (рутил), сульфаты кальция и железа, карбонаты магния.

Второй компонент представлен в виде отхода метизного производства, получаемого при травлении металлических изделий с целью удаления окалины. В результате нейтрализации кислых железосодержащих сточных вод и отработанных травильных растворов образуется осадок - шлам. После высушивания он представляет собой тонкодисперсный порошок (S_уд=700 м²/кг) красного цвета. По минералогическому составу отход метизного производства состоит в основном из гематита. При обжиге изделий внутри черепка в восстановительной среде образуется FeO, который работает как плавень. Снаружи, где среда окислительная, FeO переходит в Fe₂О₃, который и дает равномерный красноватый цвет даже закарбонизованному сырью.

Водная вытяжка лессовидного суглинка образуется путем перемешивания суглинка с водой (1:3 по объему). Гранулометрический состав необработанного суглинка включает глинистую, песчаную и пылеватую (лессовидную) фракции. Получая водную вытяжку исключается инертная (песчаная) фракция, а глинистые и лессовидные микрокремнеземистые частицы являются рабочими в кремнеземистой шихте.

Смесь готовится следующим образом. В измельченные отходы углеобогащения (фракция менее 1 мм, в т.ч. фракция 0,15 мм и менее составляет более 60%) вводится тонкодисперсный отход метизного производства, хорошо перемешиваются, затем смесь увлажняется до 10% влажности водной вытяжкой лессовидного суглинка, перемешивается и перетирается через сито с ячейками 1 мм. Прессование происходит при удельном давлении 15-17 МПа. Обжиг осуществляется при максимальной температуре 1050°С.

Исследовали три шихты из предполагаемых компонентов, составы которых приведены в таблице 1. Сравнительная характеристика полученных изделий и изделий известного состава [2] приведена в таблице 2.

Таблица 1
Составы предполагаемых сырьевых смесей
Компонент	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3
Отходы углеобогащения	86	85	84
Водная вытяжка лессовидного суглинка	10	10	10
Отход метизного производства	4	5	6
Таблица 2
Физико-механические и декоративные показатели изделий
Свойства	Показатели для состава
	Предлагаемый состав	Известный состав
1	2	3
Прочность при сжатии, МПа	12,7	13,9	11,0	10-12,5
Цвет	кирпичный	выраженный кирпичный	ярко выраженный кирпичный	неоднородный белесый кирпичный

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1674324, С04В 28/34, 1990.

2. Авторское свидетельство СССР №1673563, С04В 33/00, 1991.

Сырьевая смесь для получения керамических изделий, включающая отходы углеобогащения, плавень и кремнеземистый компонент, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземистого компонента она содержит водную вытяжку лессовидного суглинка, а в качестве плавня - отход метизного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отходы углеобогащения	84-88
водная вытяжка лессовидного суглинка	8-10
отход метизного производства	4-6