Керамическая масса для получения кислотоупоров
Владельцы патента RU 2387613:
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 алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием, мас.%: SiO2 - 2,3; Al2O3 - 63,1; Fe2O3 - 1; СаО - 4,4; MgO - 4,2;
R2O - 17,8; п.п.п. - 5,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70; «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20; алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, - 20-30. 3 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) [1].
Недостаткомеуказанного состава являются 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) [2]. Принят за прототип.
Недостатками указанного состава керамической массы являются 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 алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| глинистая часть «хвостов» гравитации | |
| циркон-ильменитовых руд | 50-70 |
| «хвосты» обогащения полиметаллических руд | 10-20 |
| алюмощелочной шлам, получаемый при очистке | |
| стоков производств этил- и изопропилбензола | |
| мас.%: SiO2 - 2,3; Al2O3 - 63,1; Fe2O3 - 1; | |
| CaO - 4,4; MgO - 4,2; R2O - 17,8; п.п.п.5,3 | 20-30 |
Алюмощелочной шлам образуется в химической промышленности при очистки стоков производств этил- и изопропилбензола от остаточного хлористого алюминия, используемого в технологическом процессе как катализатор, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола. Сточные воды вследствие гидролиза AlCl3 носят кислый характер (pH - 2÷3) и нейтрализуются известковым молоком (pH - 8,5÷9,5). Шлам после осаждения направляется на обезвоживания на фильтр-пресс и далее на утилизацию. Имея повышенное содержание оксида алюминия и оксида натрия, алюмощелочной шлам способствует повышению прочности и спеканию керамического кирпича в интервале температур 950-1000°С. Отличительной особенностью алюмощелочного шлама является высокая степень дисперсности. По этому признаку она не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности (10000-12000 см2/г) придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей. Химический состав алюмощелочного шлама представлен в табл.1.
| Таблица 1 | ||||||||
| Химический состав шлама | ||||||||
| Компонент | Содержание оксидов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | Fe2O3 | R2O | SO3 | п.п.п. | |
| Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола | 2,3 | 63,1 | 4,4 | 4,2 | 1 | 17,8 | - | 5,3 |
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.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 - физико-механические показатели кирпича.
| Таблица 2 | |||
| 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 |
| Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола | 20 | 25 | 30 |
| Таблица 3 | ||||
| Физико-механические показатели кислотоупоров | ||||
| Показатели | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Морозостойкость, циклы | 151 | 155 | 161 | 125-141 |
| Механическая прочность при изгибе, МПа | 64 | 68 | 72 | 53-58 |
| Термостойкость, теплосмены | 14 | 17 | 18 | 10-12 |
| Кислотостойкость, % | 98,2 | 98,5 | 98,8 | 97,3-97,9 |
Как видно из данных табл.3 кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость, чем у прототипа.
Полученное техническое решение при использовании алюмощелочного шлама, полученного при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, 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.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл.№9.
2. 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.
Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд и «хвосты» обогащения полиметаллических руд, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием мас.%: SiO2 2,3; Al2O3 63,1; Fe2O3 1; CaO 4,4; MgO 4,2; R2O 17,8; п.п.п. 5,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд 50-70; «хвосты» обогащения полиметаллических руд 10-20; алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола 20-30.
