Керамическая масса
Владельцы патента RU 2420484:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве керамических облицовочных материалов. Керамическая масса, содержащая глинистый компонент и отработанную формовочную смесь литейного производства, в качестве глинистого компонента содержит бентонит и дополнительно содержит щламы газоочистки алюминиевого производства, стеклобой и разжижающую добавку на основе солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: бентонит 8-19, отработанная формовочная смесь литейного производства 8-75, шлам газоочистки алюминиевого производства 8-10, стеклобой 4,5-6,3, разжижающая добавка на основе солей натрия 0,5-0,7. Шлам имеет следующий состав, мас.%: графит 70-73, криолит 8-10, корунд 5-6, флюорит 4-6, нефелин 4-8, диаспор 2. Техническим результатом изобретения является получение облицовочных керамических материалов с существенно более высокими физико-техническими свойствами, а именно прочностью при изгибе. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве керамических облицовочных материалов.
Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, содержащая глину (20-25 мас.%), стеклобой (5-10 мас.%), отработанную формовочную смесь литейного производства (50-60 мас.%), портландцемент (4-6 мас.%), волластонит (6-14 мас.%) (пат. РФ №2304121, МПК С04В 33/132, от 05.04.2006, опубл. 10.08.2007 г.).
Недостатком известного состава является недостаточная прочность при изгибе.
Наиболее близким к заявляемому составу является керамическая масса для производства облицовочных плиток, содержащая компоненты в следующих соотношениях (мас.%):
Глина 30-40
Отработанная формовочная смесь литейного производства 46-54
Известь 8-12
Пыль электрофильтров вращающихся печей цементной промышленности 4-6
(пат. РФ №2307103, МПК С04В 33/132, от 17.04.2006, опубл. 27.09.2007 г.).
Недостатком наиболее близкой к заявляемому составу известной керамической массы является недостаточная прочность при изгибе керамической облицовочной плитки.
Задачей предлагаемой керамической массы является получение облицовочных керамических материалов с существенно более высокими физико-техническими свойствами, а именно прочностью при изгибе.
В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.
Существенным признаком изобретения является то, что керамическая масса дополнительно содержит шламы газоочистки алюминиевого производства, стеклобой и разжижающую добавку на основе солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Бентонит | 8-19 |
| Отработанная формовочная смесь | |
| литейного производства | 68-75 |
| Шлам газоочистки алюминиевого производства | 8-10 |
| Стеклобой | 4,5-6,3 |
| Разжижающая добавка на основе солей натрия | 0,5-0,7 |
Шламы газоочистки алюминиевого производства являются многотоннажными отходами производства алюминия, получаемого электролитическим способом. Минералогически шламы представлены (в мас.%) частицами графита (70-73%), криолита (8-10%), корунда (5-6%), флюорита (4-6%), нефелина (3-8%), диаспора (2%). Приведенный минералогический состав шлама газоочистки свидетельствует о содержании в шламе низковязких при температурах обжига минерализаторов (флюорита CaF2 и криолита Na3AlF6). Комбинированный минерализатор на основе флюорита и криолита обеспечивает образование жидкой фазы повышенной реакционной способности с низкой вязкостью при температуре обжига керамической массы (950°С).
Введение в керамическую массу шлама газоочистки алюминиевого производства, содержащего комбинированный минерализатор, совместно со стеклобоем, обладающим низкой температурой плавления (750°С) обеспечивает образование жидкой фазы, характеризующейся одновременно низкой динамической вязкостью с пониженной температурой начала ее образования (750°С). Такие термореологические свойства образующейся жидкой фазы (вязкость и температура плавления) обеспечивают существенное повышение физико-механических свойств облицовочной плитки за счет интенсивного спекания с участием жидкой фазы, начиная с температуры 750°С и до максимальной температуры обжига керамической массы 950°С.
Керамическая масса для облицовочной плитки реализуется следующим образом.
Компоненты керамической массы в соответствии с заявляемым составом измельчаются в шаровых мельницах мокрого помола до остатка на сите № 0063 2-4%.
Для снижения влажности измельчаемых мокрым помолом компонентов в состав смеси вводится разжижающая добавка на основе солей натрия, например силиката натрия. Далее смесь подвергается сушке в распылительных сушилках до остаточной влажности 6-7%. Высушенная смесь прессуется при удельном давлении прессования 30 МПа, подвергается скоростному обжигу при максимальной температуре 950°С.
Составы заявляемой керамической массы для облицовочной плитки, а также показатель прочности при изгибе в сравнении с прототипом представлены в таблице 1. Анализ данных табл.1 свидетельствует о преимуществе заявляемого состава в сравнении с прототипом в части достижения более высоких значений прочности при изгибе.
| Таблица 1 | |||||
| Составы масс и показатели качества | |||||
| Компоненты керамической массы, показатели прочности при изгибе, МПа | Состав, мас.% | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | Прототип | |
| Глинистый компонент (бентонит) | 21,2 | 19 | 8 | 5,8 | 30-40 |
| Отработанная формовочная смесь литейного производства | 67 | 68 | 75 | 76 | 46-54 |
| Стеклобой | 4,4 | 4,5 | 6,3 | 6,4 | - |
| Шламы газоочистки алюминиевого производства | 7 | 8 | 10 | 11 | - |
| Разжижающая добавка на основе солей натрия | 0,4 | 0,5 | 0,7 | 0,8 | |
| Известь | - | - | - | - | 8-12 |
| Пыль электрофильтров вращающихся печей цементной промышленности | - | - | - | - | 4-6 |
| Прочность при изгибе, МПа | 72 | 78 | 76 | 74 | 50 |
Керамическая масса, содержащая глинистый компонент, отработанную формовочную смесь литейного производства, отличающаяся тем, что в качестве глинистого компонента керамическая масса содержит бентонит и дополнительно содержит щламы газоочистки алюминиевого производства, стеклобой и разжижающую добавку на основе солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Бентонит | 8-19 |
| Отработанная формовочная смесь | |
| литейного производства | 68-75 |
| Шлам газоочистки алюминиевого производства | 8-10 |
| Стеклобой | 4,5-6,3 |
| Разжижающая добавка на основе солей натрия | 0,5-0,7 |
