Шихта для изготовления керамической облицовочной плитки
Владельцы патента RU 2365557:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительной керамике, и может быть использовано в технологии производства декоративно-отделочной плитки для внутренней облицовки стен. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и кислотостойкости, снижение усадочных деформаций и термического коэффициента линейного расширения. Шихта для изготовления керамической облицовочной плитки включает глину и попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд на основе водных алюмо-магниевых силикатов при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина легкоплавкая - 75-40; попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд - 25-60. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительной керамике, и может быть использовано в технологии производства декоративно-отделочной плитки для внутренней облицовки стен.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является сырьевая смесь для получения облицовочной плитки (а.с. №1428740, C04B 33/00, Б.И. №37, 1988), содержащая глину и попутные продукты добычи хромитовой руды на основе безводных силикатов магния в следующем соотношении, мас.%:
| Глина легкоплавкая | 50-75 |
| Попутные продукты добычи хромитовой руды | 25-50 |
Подготовка сырья осуществляется по мокрой технологии, обезвоживание шликера происходит в башенно-распылительном сушиле. Последующие технологические операции: формование изделий, сушка, обжиг - утельный (1030-1050°С) и политой (930-950°С) - осуществляются на поточно-конвейерной линии.
Недостатком этого решения является низкая текучесть шликера, повышенная его влажность для транспортировки на БРС, что связано с присутствием в смеси безводных силикатов магния, склонных при тонком помоле к коагуляции. Повышенная влажность шликера определяет увеличение энергозатрат при обезвоживании керамической суспензии.
Технической задачей является получение керамической облицовочной плитки, характеризующейся повышенной механической прочностью изделия, кислотостойкостью, снижением усадочных деформаций при сушке и обжиге, пониженным ТКЛР.
Техническая задача решается тем, что шихта для изготовления керамической облицовочной плитки, включающая глину и добавку, в качестве добавки содержит попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд на основе водных алюмо-магниевых силикатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глина легкоплавкая | 75-40 |
| Попутные продукты добычи | |
| медно-цинково-колчеданных руд | 25-60 |
Используемые попутные продукты медно-цинково-колчеданного месторождения имеют следующий химический состав, мас.%: SiO2 73,91-77,21; Al2O3 12,07-18,72; TiO2 0,47-0,56; Fe2O3+FeO 0,46-3,56; MgO 0,03-0,80; ΣR2O 2,06-3,63; п.п.п. 2,84-3,81. По минералогическому составу они состоят из 60-70% пирофиллита - водного алюмосиликата Al2(OH)2[Si4O10], серицита 10-23%, до 10% кварцитов, до 2% рутила, встречаются до 3% серпентинит Mg6(OH)8[Si4O10], до 2% тальк Mg3(OH)2[Si4O10].
Достижение улучшенных физико-механических показателей объясняется тем, что использование попутных продуктов добычи медно-цинково-колчеданного месторождения, содержащих водные и безводные алюмо-магниевые силикаты, способствует образованию в процессе пирогенного синтеза стеклофазы в объеме до 20-35%, в которой соотношение SiO2:R2O+RO составляет 17-36. Данное положение свидетельствует о получении стеклофазы необходимой вязкости. Результаты РФА указывают на образование кристаллов первичных муллита и кордиерита, способствующих увеличению термостойкости и механической прочности готового изделия. Однако при введении попутных продуктов в количестве менее 25% образование данных кристаллических фаз незначительно, что не позволяет решить в полном объеме техническую задачу. При увеличении в составе шихты попутных продуктов более 60% количество пластичной связки снижается до 40%, что недостаточно для получения сырца заданной механической прочности и необходимо увеличить давление прессования. Попутные продукты добычи сохраняют свойства исходной породы и способствуют снижению развития в уплотненных дисперсионных системах усадочных деформаций во время скоростной сушки и обжига, повышению кислотостойкости готовых изделий.
Изделия изготавливают по традиционной технологии производства облицовочной плитки со шликерным способом подготовки сырья.
Попутные продукты горно-обогатительной промышленности предварительно подвергаются грубому и среднему помолу. Далее отдозированные компоненты сырьевой смеси, вода, электролиты загружаются в шаровую мельницу и подвергаются тонкому помолу. Влажность готового шликера составляет 45-50%, остаток на сите №0063 не более 1-3%. Готовый шликер сливается в пропеллерные мешалки и поступает на башенно-распылительные сушилки для обезвоживания. Полученный пресс-порошок с влажностью 6-8% вылеживается в течение 1 суток. Формование изделий осуществляется на прессе в две стадии: первичное давление 2,5-3,0 МПа, вторичное 10-11 МПа. Утельный обжиг плиток осуществляется в щелевой роликовой печи при температуре 1010-1030°С в течение 30 минут. Декоративно-защитное глазурное покрытие наносится методом полива и закрепляется политым обжигом при температуре 930-950°С с продолжительностью 25 минут.
В табл.1 приведены составы сырьевых масс для изготовления облицовочных плиток, в табл.2 - приведены физико-механические свойства изделий из предлагаемой и известной керамических смесей.
| Таблица 1 | |||||
| Составы сырьевых масс для изготовления облицовочных плиток | |||||
| Содержание компонентов, мас.% | |||||
| Название компонентов | Предлагаемая масса | Известная масса | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Глина легкоплавкая | 75 | 65 | 50 | 40 | 60 |
| Попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд | 25 | 35 | 50 | 60 | - |
| Попутные продукты добычи хромсодержащих руд | - | - | - | - | 40 |
| Таблица 2 | ||||||
| Физико-механические свойства изделий | ||||||
| Кислостойкость, % | ТКЛР, 10-6×°С-1 в интервале температур, °С, 20-600 | Термостойкость, °С | Предел прочности при изгибе, МПА | |||
| Номера масс | Усадка, % | |||||
| Глазурь 24/75 | Глазурь НЛ-10 | |||||
| 1 | 1,7 | 92,8 | 8,03 | 200 | 200 | 45,5 |
| 2 | 1,6 | 94,3 | 7,51 | 200 | 200 | 42,7 |
| 3 | 1,3 | 96,7 | 7,04 | 200 | 200 | 37,9 |
| 4 | 1,0 | 98,6 | 6,59 | 200 | 200 | 35,3 |
| 5 | 3,78 | не опред. | 9,62 | 150 | 175 | 21,7 |
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое изобретение характеризуется снижением усадочных деформаций на 20-50%, более низким ТКЛР при однотипных условиях обжига (скорости нагрева, максимальной температуры) и формы изделий, более высокими показателями термостойкости и механической прочности.
Шихта для изготовления керамической облицовочной плитки, включающая глину и добавку, отличающаяся тем, что она в качестве добавки содержит попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд на основе водных алюмо-магниевых силикатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глина легкоплавкая | 75-40 |
| Попутные продукты добычи | |
| медно-цинково-колчеданных руд | 25-60 |
