Способ получения кислотоупорных плиток
Владельцы патента RU 2394790:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к способу для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб, кислотостойкости, морозостойкости и термостойкости изделий. Способ получения кислотоупорных плиток включает дозирование сырьевой смеси, содержащей мас.%: необогащенный каолин - 45-60, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, измельчение компонентов, перемешивание, формование при влажности шихты 18-22%, сушку до остаточной влажности не более 5%, обжиг при температурах 1200-1250°С. При этом солевые алюминиевые шлаки обжигают при температуре 900-920°С до содержания потерь при прокаливании не более 4%, затем полученный компонент перемешивают с необогащенным каолином и «хвостами» обогащения полиметаллических руд. 3 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.
Известен способ для изготовления кислотоупоров состава, мас.%: глина огнеупорная 60-70, шамот 30-40 по следующей технологии: обжиг глины на шамот, измельчение шамота и глины, смешивание, формование, сушка и обжиг (Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров, П.П.Будников, В.Л.Балкевич, А.С.Бережной, И.А.Булавин, Г.В.Куколев, Д.Н.Полубояринов, Р.Я.Попильский. М.: изд-во «Стройиздат», 1972, с.408-410) [1].
Недостатком данного способа производства является то, что в технологии предусмотрен обжиг огнеупорной глины на шамот до водопоглощения 4-6% (это температура обжига, как известно, для огнеупорной глины не менее 2000°С).
Наиболее близким к изобретению является способ для изготовления кислотоупорных плиток состава, мас.%: необогащенный каолин - 45-60, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17, солевые алюминиевые шлаки - 30-38 по следующей технологии пластического способа: измельчение компонентов, перемешивание, формование при влажности шихты 18-22%, сушка до остаточной влажности не более 5%, обжиг при температурах 1200-1250°С (Пат. № 2308435, РФ, МПК С04В 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 20.10.2007. Бюл. №29) [2]. Принят за прототип.
Недостатком указанного способа является относительно низкие прочность на изгиб, кислотостойкость, морозостойкость и термостойкость кислотоупорных плиток.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб, кислотостойкости, морозостойкости и термостойкости, а также снижение усадки кислотоупорных плиток.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кислотоупорных плиток с повышенными физико-механическими показателями, включающем дозирование сырьевой смеси, содержащей мас.%: необогащенный каолин - 45-60, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, измельчение компонентов, перемешивание, формование при влажности шихты 18-22%, сушку до остаточной влажности не более 5%, обжиг при температурах 1200-1250°С, солевые алюминиевые шлаки обжигают при температуре 900-920°С до содержания п.п.п. (потерь при прокаливании) не более 4%, затем полученный компонент перемешивают с необогащенным каолином и «хвостами» обогащения полиметаллических руд.
Способ осуществляется следующим образом.
Солевые алюминиевые шлаки химического состава, мас.%: NaCl - 10,25; СаО+СаСО3 - 14,28; MgO+MgCO3 - 15,30; FeCl3 - 0,001; SiO2 - 3,10; Аl2О3 - 41,282; KCl - 5,35; CuCl2 - 0,001; алкилмеркаптиты Al - 0,545; предельные углеводороды - 0,001; Al (металлический) - 9,89 обжигаются при температуре 900-920°С до химического состава, представленного в табл.1, при этом в полученном компоненте содержание п.п.п. не превышает 4%.
| Таблица 1. | ||||||
| Химический состав обожженного солевого алюминиевого шлака | ||||||
| Содержание оксидов, мас.% | ||||||
| SiO2 | AlO3 | Fе2О3 | CaO | MgO | R2O | П.п.п. |
| 4,55 | 75,1 | 1,6 | 2,56 | 7,61 | 5,13 | 3,45 |
Как видно из табл.1, после обжига солевые алюминиевые шлаки значительно обогащаются оксидом алюминия, что позволит значительно повысить прочность при изгибе, кислотостойкость, термостойкость и морозостойкость кислотоупорных плиток.
Затем компоненты измельчают и перемешивают в соотношениях представленных в табл.2. 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 температурах 1200-1250°С.
| Таблица 2. | |||||
| Составы керамических масс | |||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мае., % | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | прототип | |
| Необогащенный | 60 | 55 | 50 | 45 | 45-60 |
| каолин | |||||
| «Хвосты» | 10 | 12 | 15 | 17 | 10-17 |
| обогащения | |||||
| полиметаллических | |||||
| руд | |||||
| Солевые | 30-38 | ||||
| алюминиевые | |||||
| шлаки | |||||
| Обожженные | 30 | 33 | 35 | 38 | - |
| солевые | |||||
| алюминиевые | |||||
| шлаки |
Физико-механические показатели кислотоупорных плиток представлены в табл.3.
| Таблица 3. | |||||
| Физико-механические показатели кислотоупорных плиток | |||||
| Показатели | Составы | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | прототип | |
| Усадка, % | 7,2 | 7,0 | 6,8 | 6,5 | 7,3-7,8 |
| Прочность при изгибе, МПа | 50,2 | 54,8 | 57,9 | 59,3 | 43-49 |
| Термостойкость, циклы | 16 | 17 | 19 | 21 | 9-14 |
| Кислотостойкость, % | 98,8 | 99,0 | 99,2 | 99,4 | 97,9-98,9 |
| Морозостойкость, циклы | 58 | 65 | 72 | 78 | 35-49 |
Как видно из табл.3, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет в значительной степени повысить практически все физико-механические показатели кислотоупорных плиток: прочность при изгибе, термостойкость, кислотостойкость и морозостойкость, а также снизить усадку.
Полученное техническое решение при использовании обожженного солевого алюминиевого шлака позволяет повышение прочности на изгиб, кислотостойкости, морозостойкости и термостойкости, а также снижение усадки 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. Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров, П.П.Будников, В.Л.Балкевич, А.С.Бережной, И.А.Булавин, Г.В.Куколев, Д.Н.Полубояринов, Р.Я.Попильский. М.: изд-во «Стройиздат». 1972. с.408-410.
2. Пат. № 2308435, РФ, МПК С04В 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 20.10.2007. Бюл. №29.
Способ получения кислотоупорных плиток, включающий дозирование сырьевой смеси, содержащей мас.%: необогащенный каолин 45-60, «хвосты» обогащения полиметаллических руд 10-17, солевые алюминиевые шлаки 30-38, измельчение компонентов, перемешивание, формование при влажности шихты 18-22%, сушку до остаточной влажности не более 5%, обжиг при температуре 1200-1250°С, отличающийся тем, что солевые алюминиевые шлаки обжигают при температуре 900-920°С до содержания потерь при прокаливании не более 4%, затем полученный компонент перемешивают с необогащенным каолином и «хвостами» обогащения полиметаллических руд.
