Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий
Владельцы патента RU 2415103:
Общество с ограниченной ответственностью "Спецремонт" (RU)
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой и строительной керамики, в частности при изготовлении кирпича, камней, черепицы, плитки и т.п. Техническим результатом изобретения является увеличение предела прочности при сжатии, повышение морозостойкости и снижение содержания природного глинистого сырья в смеси. Сырьевая смесь для производства керамических изделий включает шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и оксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%: шламистая часть отходов обогащения железных руд - 71-78; глинистое сырье - 20-25; оксид ванадия - 2-5. 2 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой и строительной керамики, в частности кирпича, камней, черепицы, плитки и т.п.
Известна сырьевая смесь для производства керамического кирпича [1], включающая, мас.%:
| глинистое сырье | 30-35 |
| отходы обогащения железных руд | 50-55 |
| стеклобой | 15-20 |
Недостатками указанной сырьевой смеси являются относительно низкая прочность при сжатии изделий на ее основе (8,5-15,1 МПа), а также большой расход природного глинистого сырья.
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь для производства керамических стеновых изделий [2], включающая, мас.%:
| глинистое сырье | 25 |
| отходы обогащения железных руд | 69,5 |
| ортофосфат алюминия | 5,5 |
Недостатком указанной сырьевой смеси является низкая механическая прочность (23,2-26,4 МПа) и низкая морозостойкость (20-25 циклов) полученных на ее основе стеновых изделий.
Техническим результатом изобретения является увеличение предела прочности при сжатии, повышение морозостойкости и снижение содержания природного глинистого сырья в смеси.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для производства керамических изделий содержит в качестве компонентов шламистую часть отходов обогащения железных руд, природное глинистое сырье и оксид ванадия (V2O5) при следующем их соотношении, мас.%:
| шламистая часть отходов обогащения железных руд | 70-78 |
| глинистое сырье | 20-25 |
| оксид ванадия | 2-5 |
Преимущества предлагаемой смеси достигаются включением в ее состав оксида ванадия.
В силикатных стеклообразующих системах оксид V2O5 выполняет функцию плавня. Оксид ванадия V2O5 превосходит все другие оксиды элементов со степенью окисления +5 по способности снижения температуры размягчения стекол.
В совокупности введение шламистой части отходов обогащения железных руд и оксида ванадия способствует снижению температуры размягчения щелочных силикатных стекол с повышенным содержанием оксидов железа, что обуславливает повышение прочности при сжатии и морозостойкости изделий при снижении содержания природного глинистого сырья в смеси.
Шламистая часть отходов обогащения железных руд является крупнотоннажным тонкодисперсным отходом основного производства железорудных обогатительных фабрик со средним размером частиц 15-18 мкм и насыпной плотностью 1,4-1,6 г/см3. Химический состав, мас.%: SiO2 - 33,23-34,99; CaO - 14,97-23,83; MgO - 5,59-11,88; Al2O3 - 8,99-9,80; Fe2O3 - 17,21-19,69; TiO2 - 0,34-0,36; MnO - 0,59-1,36; Na2O - 0,40-0,42; K2O - 0,75-0,86. Потери при прокаливании отходов - до 38%.
Технологическим преимуществом использования шламистой части отходов является отсутствие необходимости их измельчения, а также сочетание в составе добавки алюмосиликатной и железистой составляющих. Последнее в совокупности с оксидом ванадия обеспечивает комплексное воздействие на структурообразование материала в процессе термообработки.
Пример
Для приготовления сырьевой смеси используют природное глинистое сырье, шламистую часть отходов обогащения железных руд и оксид ванадия (V2O5). Компоненты смешивают в сухом состоянии, увлажняют до влажности 8-10% и гранулируют до получения пресс-порошка с преобладающим размером гранул 1-3 мм. Изделия стеновой и строительной керамики прессуют из полученного пресс-порошка при удельном давлении 15-25 МПа, сушат в течение 10-16 часов при максимальной температуре 100-110°С, а затем обжигают при максимальной температуре 1050°С. Выдержка при 1050°С должна быть не менее 1,5 часа.
В таблице 1 приведены составы сырьевых смесей, а в таблице 2 - физико-механические показатели изделий.
| Таблица 1 | ||||
| Компонент | Содержание компонентов, мас.% | |||
| Предлагаемый состав | Известный состав | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Отходы обогащения железных руд | 78 | 71 | 75 | 69,5 |
| Глинистое сырье | 20 | 25 | 20 | 25 |
| Оксид ванадия | 2 | 4 | 5 | - |
| Ортофосфат алюминия | - | - | - | 5,5 |
| Таблица 2 | ||||
| Свойства | Показатели для состава | |||
| Предлагаемый состав | Известный состав | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Прочность при сжатии, МПа | 21,7 | 65,1 | 127,6 | 23,2-26,4 |
| Водопоглощение, % | 15,07 | 10,31 | 7,59 | 17,2 |
| Средняя плотность, г/см3 | 1,927 | 2,074 | 2,259 | 1,73 |
| Морозостойкость, цикл | 50 | 105 | 125 | 25 |
Сырьевая смесь для производства керамических изделий, включающая отходы обогащения железных руд, глинистое сырье, отличающаяся тем, что в качестве основного компонента она содержит шламистую часть отходов обогащения железных руд, а в качестве добавки - оксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| шламистая часть отходов обогащения железных руд | 71-78 |
| глинистое сырье | 20-25 |
| оксид ванадия | 2-5 |
