Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций (тэс)

Авторы патента:

Красникова Оксана Сергеевна (RU)

Смолий Виктория Александровна (RU)

Яценко Елена Альфредовна (RU)

Земляная Елена Борисовна (RU)

C03C10 - Кристаллизуемая стеклокерамика, т.е. стеклокерамика, содержащая кристаллическую фазу, диспергированную в стекловидной фазе и составляющую по меньшей мере 50% по весу от общего состава

Владельцы патента RU 2477712:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий и касается стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС. Технический результат изобретения заключается в повышении твердости и химической стойкости нетоксичного стеклокристаллического материала с пониженной температурой начала кристаллизации. Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС имеет следующий химический состав, мас.%: SiO₂ 53,0-55,0; Al₂O₃ 11,0-13,0; Fe₂O₃ 6,5-8,0; СаО 9,0-11,0; MgO 1,0-2,5; TiO₂ 4,5-6,0; S^- 0,05-0,15; Na₂O 4,0-5,5; K₂O 3,0-5,0; P₂O₅ 0,1-0,15; MnO 0,05-0,15. 3 пр.

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий и может быть использовано в химической и строительной промышленности.

Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент №695156), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO₂	46-57
Al₂O₃	24-30
P₂O	54-16
Li₂O	3,5-5
TiO₂	3,5-6
AS₂O₃	0,5-1
CaO	1,5-3,5

Недостатком данного состава стекла для стеклокристаллического материала является наличие в шихте ядовитого вещества - оксида мышьяка.

Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент №925031), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO₂	55-65
Al₂O₃	10-15
Li₂O	10-15
ZnO	1-10
K₂O	1-5
P₂O₅	2-3
F	0,5-2
Cs₂O	0,5-4
ZrO₂	0,2-1
Yb₂O₃	0,01-0,1
Nd₂O₃	0,01-0,1
Gd₂O₃	0,01-0,1

Недостаткам данного состава стекла для стеклокристаллического материала является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации.

Наиболее близким по составу к заявляемому изобретению является золошлакоситалл (патент №1813076), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO₂	36,68-44,52
Al₂O₃	13,54-16,19
CaO	20,74-27,69
MgO	1,28-3,39
TiO₂	0,64-0,73
S^-	0,23-1,50
Fe₂O₃	0,70-0,84
FeO	0,70-0,84
Na₂O	60-4,12
K₂O	1,69-1,93
P₂O₅	0,98-5,74
F^-	0,60-1,26

Недостаткам данного изобретения является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации.

Задачей изобретения является получение нетоксичного стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций, имеющего пониженную температуру начала кристаллизации 680-700°С.

Техническим результатом изобретения является повышение твердости и химической стойкости нетоксичного стеклокристаллического материала.

Достигается это тем, что стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций, включающий SiO₂; Al₂O₃; Fe₂O₃; CaO; MgO; Na₂O; K₂O; TiO₂; S^-; P₂O₅, дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂	53,0-55,0
Al₂O₃	11,0-13,0
Fe₂O₃	6,5-8,0
CaO	9,0-11,0
MgO	1,0-2,5
TiO₂	4,5-6,0
S^-	0,05-0,15
Na₂O	4,0-5,5
K₂O	3,0-5,0
P₂O₅	0,1-0,15
MnO	0,05-0,15

Для приготовления шихты сырьевые материалы измельчались, просеивались и смешивались в необходимых соотношениях. Варка составов производилась в шамотных тиглях в электрической печи с выдержкой в течение 30-40 минут при максимальной температуре 1500°С. Термообработку проводили в муфельной печи при температуре 950°С и времени выдержки 60 мин.

Пример №1

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	TiO₂	Na₂O	K₂O	MnO	SO₃	P₂O₅
54,54	12,23	7,32	10,35	1,50	5,67	4,84	3,28	0,07	0,1	0,1

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержка в течение 60 мин, охлаждение. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,8%, а щелочестойкость - 98,87%.

Пример №2

SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	TiO₂	Na₂O	K₂O	MnO	SO₃	P₂O₅
53,91	12,83	6,55	9,65	1,93	5,55	5,1	4,18	0,1	0,1	0,1

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержкой в течение 60 мин, охлаждением. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материал на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,75%, а щелочестойкость - 98,7%.

Пример №3

SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	TiO₂	Na₂O	K₂O	MnO	SO₃	P₂O₅
53,01	11,83	6,95	9,75	1,53	6,0	5,1	4,53	0,1	0,05	0,15

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержкой в течение 60 мин, охлаждением. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материал на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,65%, а щелочестойкость - 98,75%.

Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС, включающий SiO₂; Al₂O₃; Fe₂O₃; CaO; MgO; Na₂O; K₂O; TiO₂; S^-; P₂O₅, отличающийся тем, что дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂	53,0-55,0
Al₂O₃	11,0-13,0
Fe₂O₃	6,5-8,0
CaO	9,0-11,0
MgO	1,0-2,5
TiO₂	4,5-6,0
S^-	0,05-0,15
Na₂O	4,0-5,5
K₂O	3,0-5,0
P₂O₅	0,1-0,15
MnO	0,05-0,15

Изобретение относится к производству художественных изделий и строительных материалов. .

Цветное шлакокаменное литье и шихта для его получения // 2465237

Изобретение относится к производству стеклокристаллических материалов и каменного литья и может быть использовано в производстве декоративных, облицовочных материалов и художественных изделий.

Состав шихты для выплавки слюды // 2462415

Изобретение относится к производству слюды. .

Стеклокристаллический материал для напольной и облицовочной плитки // 2448918

Изобретение относится к стеклокристаллическому материалу для напольной и облицовочной плитки. .

Радиопрозрачный стеклокристаллический материал для авиационной техники // 2440936

Изобретение относится к области стеклокерамики, в частности к высокотемпературным радиопрозрачным стеклокристаллическим материалам, предназначенным для изготовления изделий авиационно-космической и ракетной техники.

Стеклокристаллический пироэлектрический материал и способ его получения // 2439004

Изобретение относится к области изготовления пироэлектрических материалов, широко используемых в современной технике. .

Декоративно-облицовочный материал // 2430047

Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве. .

Способ получения стеклокристаллического материала // 2424201

Изобретение относится к способам получения стеклокристаллического материала, включающее просев золы, образующейся после сжигания твердых бытовых отходов, дозировку, смешение с щелоче- и кремнеземсодержащими компонентами, тепловую обработку до образования стекломассы, формование изделий и отжиг, отличающееся тем, что стекломассу получают из шихты, содержащей до 70% золы, кремнеземсодержащий компонент 20-40%, щелочесодержащий компонент до 20%.

Способ получения волоконно-текстурированной стеклокерамики // 2422390

Изобретение относится к области получения стеклокерамических материалов и может быть использовано для создания рабочих тел в пьезоэлектрических электромеханических устройствах низкочастотного диапазона для преобразования электрической энергии в вибрационное или возвратно-поступательное движение в пьезоэлектрических двигателях и насосах.

Способ получения стеклокерамита // 2417169

Стекло с наночастицами сульфида свинца для просветляющихся фильтров // 2485062

Изобретение относится к составам силикатных стекол, содержащих наночастицы (нанокристаллы, квантовые точки) сульфида свинца, и предназначено для использования в качестве просветляющихся сред, а именно пассивных затворов твердотельных лазеров ближнего ИК-диапазона, используемых в таких областях как офтальмология, волоконно-оптические системы связи, оптическая локация и дальнометрия

Способ приготовления керамического стеклянного материала в форме листов, листы, полученные таким способом, и их применение // 2487841

Изобретение относится к способу получения керамического стеклянного материала в форме листов больших размеров, пригодных для использования в строительстве для обшивки панелями и для изготовления настилов

Стеклокристаллический материал для свч-техники // 2498953

Изобретение относится к области стеклокерамики, в частности к высокотемпературным радиопрозрачным стеклокристаллическим материалам (ситаллам) для СВЧ-техники, предназначенным для изготовления средств радиосопровождения в авиационно-космической и ракетной технике. Техническим результатом изобретения является снижение термического коэффициента линейного расширения, стабилизация диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, повышение предела прочности при центрально-симметричном изгибе. Стеклокристаллический материал для СВЧ-техники включает SiO2, Al2O3, TiO2, MgO и SiO2 в виде плакированного TiO2 аэросила, при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 - 35,5-38,3; SiO2 в виде плакированного TiO2 аэросила - 0,1; Al2O3 - 22,8-25,5; TiO2 - 16,1-18,8; MgO - 20,0-22,8. 2 табл.

Керамический изолятор и способы его использования и изготовления // 2500652

Изобретение относится к усовершенствованным диэлектрическим изоляторам и может быть использовано в свечах зажигания в камерах сгорания автомобилей. Предложенный изолятор имеет следующий керамический состав, мас.%: SiO2 25-60; R2О3 15-35, причем R2О3 представляет собой В2О3 3-15% и Аl2О3 5-25%; MgO 4-25% + Li2O 0-7%, причем общее количество MgO+Li2O составляет примерно 6-25%; R2О в количестве 2-20% (причем R2O представляет собой Na2O 0-15%, K2О 0-15%, Rb2O 0-15%) Rb2O 0-15%; Cs2O 0-20% и F 4-20% и содержит кристаллические зерна, ориентированные проходящими в первом (круговом) направлении и в направлении (радиальном), перпендикулярном первому направлению, а также первую область, где действует сжимающее напряжение, и вторую область, где действует растягивающее напряжение. Технический результат изобретения - повышение механической и электрической прочности изолятора. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Прозрачная стеклокерамика для светофильтра // 2501746

Изобретение относится к материалам для светотехники. Технический результат изобретения заключается в повышении термомеханической устойчивости и устойчивости окраски к термическим ударам ИК-прозрачной стеклокерамики для светофильтра, обладающей поглощением в видимой области спектра и пропусканием в ближней ИК области спектра. Прозрачная стеклокерамика содержит следующие компоненты, мол.%: SiO2 - 55-65; Al2O3 - 15-25; MgO - 15-25; Na2O - 0-1; К2О - 0-1; Li2O - 0-2,0; TiO2 - 8-12; CoO - 1,5-4,0; СеО2 - 2,0-6,0. Стеклокерамика содержит кристаллические фазы: кобальтсодержащую алюмомагниевую шпинель, титанаты и силикаты церия. 2 табл.

Шихта для получения декоративно-облицовочного материала // 2505494

Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости изделий. Шихта для получения декоративно-облицовочного материала включает измельченное стекло, молотый природный вулканический шлак, каолин и буру при следующем соотношении компонентов, мас. %: измельченное стекло - 56,0-69,0; молотый природный вулканический шлак - 25,0-35,0; каолин - 3,0-7,0; бура - 2,0-3,0. 1 табл.

Декоративно-облицовочный материал // 2508262

Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости декоративно-облицовочного материала. Декоративно-облицовочный материал включает, мас.%: измельченное листовое стекло; 75,0-77,0 молотый туф 18,0-19,0; жидкое калиевое стекло 5,0-6,0. 1 табл.

Каменное литье // 2510374

Изобретение относится к искусственным плавленым силикатным керамическим материалам, в частности к составам каменного литья, и предназначено для изготовления пулезащитных броневых пластин (плит) бронежилетов. Кроме оборонной отрасли, изобретение может быть использовано в строительной, горно-обогатительной и других областях промышленности. Предлагаемое каменное литье содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: SiO2 43-45; Аl2О3 15-16; CaO 9-17; FeO 5-8; MgO 8-9; Fe2O3 3-5; TiO2 1-1,5; К2О и/или Na2O 2,5-4; Cr2O3 2-2,5 и СаF2 1,5-2. За счет использования недорогих технологии, исходного сырья и оптимального содержания добавок каменное литье обладает более низкой стоимостью. Наличие диссипативных свойств, соответствующих требованиям ГОСТ Р 50744-95 «Бронеодежда. Классификация и основные требования», свидетельствует о его пригодности для изготовления пулезащитных броневых пластин бронежилетов. Технический результат изобретения - получение материала, пригодного для изготовления пулезащитных броневых пластин бронежилетов, а также для элементов, сочетающих пулестойкость со способностью рассеивания и поглощения радиационного и инфракрасного излучения. 3 табл., 2 ил.

Способ получения стеклокерамического электроизоляционного покрытия проводов // 2513377

Изобретение относится к стеклокерамическим изоляционным материалам, предназначенным для электроизоляции проволоки из никеля и его сплавов, термоэлектродных сплавов и биметаллических проводов. Способ получения стеклокерамического электроизоляционного покрытия на проводах включает приготовление золя на основе тетраэтоксисилана, гидролизованного в кислой среде и легированного неорганическими кислотами и смесью нитратов металлов, смешивание золя с тугоплавким оксидом, гомогенизирование полученной суспензии ультразвуковым воздействием с последующим нанесением покрытия на провод и термообработкой покрытия. Нанесение покрытия и его термообработку осуществляют путем пропускания провода через ванну с суспензией и через туннельную печь со скоростью 0,5-3 м/мин, УЗ с частотой 20-44 кГц при соотношении золь/оксид, равном 1-2/1. Техническим результатом изобретения является возможность получать гибкие тонкие от 5 до 30 мкм стеклокерамические покрытия. 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

Декоративно-облицовочный материал // 2513811

Изобретение относится к составам материалов, которые могут быть использованы при изготовлении плитки для наружной облицовки зданий. Технический результат заключается в снижении температуры спекания декоративно-облицовочного материала. Декоративно-облицовочный материал содержит, мас.%: измельченное силикатное стекло 63,0-92,0; отвальный гранулированный шлак медно-никелевого производства 5,0-35,0; хлорид натрия 1,0-3,0. 1 табл.