Керамическая масса для получения кислотоупоров
Владельцы патента RU 2385304:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности при изгибе, морозостойкости, термостойкости и кислотостойкости изделий. Керамическая масса для получения кислотоупоров включает глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд, «хвосты» обогащения полиметаллических руд и глиноземсодержащий шлам от отработки алюминия и его сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70; «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20; глиноземсодержащий шлам от отработки алюминия и его сплавов - 20-30. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.
Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, шамот - 20-30 (Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл. №9).
Недостатком указанного состава является относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон - ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов - 20-30 (Пат. 2292319. Российская Федерация, МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 27.01.2007. Бюл. №3). Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкие прочность на изгиб, кислотостойкость и термостойкость кислотоупоров.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб, кислотостойкости и термостойкости кислотоупоров.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд и «хвосты» обогащения полиметаллических руд дополнительно вводят глиноземсодержащий шлам от отработки алюминия и его сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| глинистая часть «хвостов» гравитации | |
| циркон - ильменитовых руд | 50-70 |
| «хвосты» обогащения полиметаллических руд | 10-20 |
| глиноземсодержащий шлам от отработки алюминия | |
| и его сплавов мас.%: SiO2 - 2,3; Аl2O3 - 58,8; | |
| Fe2O3 - 3,8; СаО - 4,8; MgO - 1,4; R2O - 5,8; | |
| п.п.п.21,8 | 20-30 |
Глиноземсодержащий от отработки алюминия и его сплавов образуется в результате процесса травления сплавов концентрированным раствором, состоящим из едкого натра с небольшим количеством специальных веществ.
После регенерации щелочей из отработанных травильных растворов осаждается осадок - глиноземсодержащий шлам, концентрирующийся на дне ванны и постепенно кристаллизующийся. Шлам после осаждения направляется на обезвоживания на фильтр - пресс и далее - на утилизацию. Имея повышенное содержание оксида алюминия шлам способствует повышению прочности, кислотостойкости и термостойкости керамических кислотоупоров. Отличительной особенностью глиноземсодержащего шлама от отработки алюминия и его сплавов является высокая степень дисперсности. По этому признаку она не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей. Положительным следствием высокой дисперсности шлама (9000-10000 см2 /г) является большая ее пластичность (более 10), что позволяет использовать для производства кислотоупоров малопластичные каолиновые глины. Химический состав глиноземсодержащего шлама от отработки алюминия и его сплавов алюмощелочного шлама представлен следующими оксидами, маc.%: SiO2 - 2,3; Аl2O3 - 58,8; Fe2O3 - 3,8; СаО - 4,8; MgO - 1,4; R2O - 5,8; п.п.п.21,8.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности 1 не более 5% и затем обжигались при температуре 1250°С. В табл.1 приведены составы керамических масс, а в табл.2 - физико-механические показатели кирпича.
| Таблица 1 Составы керамических масс |
|||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд | 70 | 60 | 50 |
| «хвосты» обогащения полиметаллических руд | 10 | 15 | 20 |
| глиноземсодержащий шлам от отработки алюминия и его сплавов | 20 | 25 | 30 |
| Таблица 2 Физико-механические показатели кислотоупоров |
||||
| Показатели | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Морозостойкость, циклы | 148 | 153 | 158 | 125-141 |
| Механическая прочность при изгибе, МПа | 61 | 64 | 68 | 53-58 |
| Термостойкость, теплосмены | 13 | 15 | 16 | 10-12 |
| Кислотостойкость, % | 98,1 | 98,3 | 98,4 | 97,3-97,9 |
Как видно из табл.2, кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость, чем у прототипа.
Полученное техническое решение при использовании глиноземсодержащего шлама от отработки алюминия и его сплавов позволяет повысить морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость.
Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров без применения природного традиционного сырья способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд и «хвосты» обогащения полиметаллических руд, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит глиноземсодержащий шлам от отработки алюминия и его сплавов с содержанием, мас.%: SiO2 2,3; Аl2О3 58,8; Fе2О3 3,8; CaO 4,8; MgO 1,4; R2O 5,8; п.п.п. 21,8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| глинистая часть «хвостов» | |
| гравитации циркон-ильменитовых руд | 50-70 |
| «хвосты» обогащения полиметаллических руд | 10-20 |
| указанный шлам | 20-30 |
