Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий. Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней. Техническим результатом является замена дорогостоящего химически чистого оксида ванадия (V2O5) в составе сырьевой смеси на побочный продукт металлургии - ванадиевый шлак и уменьшение количества глинистого сырья в смеси, при этом снижается класс опасности ванадийсодержащего компонента. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит в качестве компонентов шламистую часть отходов обогащения железных руд 75-85, природное глинистое сырье 10-15 и ванадиевый шлак 5-15. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней.

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 является относительно низкая прочность при сжатии изделий на ее основе, (8,5-15,1 МПа), а также большой расход природного глинистого сырья.

Наиболее близкой к изобретению является сырьевая смесь для изготовления керамических изделий [2], включающая, мас.%:

шламистая часть отходов обогащения железных руд 71-78;
глинистое сырье 20-25;
оксид ванадия 2-5.

Недостатком указанной сырьевой смеси является применение дорогостоящей и высокоопасной (класс опасности - 2) добавки оксида ванадия (V2O5).

Техническим результатом изобретения является замена дорогостоящего, химически чистого оксида ванадия (V2O5) в составе сырьевой смеси на побочный продукт металлургии - ванадиевый шлак и уменьшение количества глинистого сырья в смеси, при этом снижается класс опасности ванадийсодержащего компонента.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит в качестве компонентов шламистую часть отходов обогащения железных руд, природное глинистое сырье и ванадиевый шлак при следующем их соотношении, мас.%:

шламистая часть отходов обогащения железных руд 75-85;
глинистое сырье 10-15;
ванадиевый шлак 5-15.

Замена оксида ванадия (V2O5) на ванадиевый шлак позволит уменьшить затраты при производстве стеновых керамических изделий. Ванадиевый шлак значительно дешевле оксида ванадия (V2O5) (стоимость 1200 и 14000 долларов/тонна соответственно). При этом ванадиевый шлак относится к умеренно опасным веществам (класс опасности - 3).

Преимущества предлагаемой смеси достигаются включением в ее состав ванадиевого шлака.

Ванадиевый шлак является побочным продуктом сталелитейного процесса. Химический состав, мас.%: V2O5 - 14,27-18,35; FeO - 18,96-20,11; SiO2 - 10,51-13,65; CaO - 1,98-2,83; MgO - 5,12-6,24; TiO2 - 8,95-10,21; MnO - 7,91-9,32. Минералогический состав представлен шпинелевой структурой вида (Fe, Mg, V)·Ti2O4 с примесями α-Fe. Ванадиевый шлак измельчался до класса - 80 мкм.

Ванадиевый шлак содержит оксиды V2O5, FeO, выполняющие функцию плавня в силикатных стеклообразующих системах, и в сочетании с шламистой частью отходов обогащения железных руд интенсифицирует процессы спекания керамического черепка. В частности, способствует снижению температуры размягчения щелочных силикатных стекол с повышенным содержанием оксида железа в закисной форме, что обеспечивает необходимые показатели предела 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 - 10,26-10,90%. Минеральный состав шламистой части отходов обогащения железных руд представлен полевыми шпатами, кварцем, слюдой, пироксеном, амфиболами, хлоритами железистого типа, с небольшим содержанием смешанослойных образований. По гранулометрии железорудные шламы представляют собой тонкодисперсный материал со средним размером частиц 15-50 мкм.

Технологическим преимуществом использования шламистой части отходов обогащения железных руд в совокупности с тонкомолотым ванадиевым шлаком является комплексное воздействие на структурообразование материала в процессе термообработки при одновременном уменьшении содержания глинистого компонента в составе сырьевой смеси.

Пример

Для приготовления сырьевой смеси используют природное глинистое сырье, шламистую часть отходов обогащения железных руд и ванадиевый шлак. 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 керамики прессуют из полученного пресс-порошка при удельном давлении 15-25 МПа, сушат в течение 10-16 часов при максимальной температуре 100-110°C, а затем обжигают при максимальной температуре 1050°C. Выдержка при 1050°C 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
1 2 3
Отходы обогащения железных руд 85 75 75 71-78
Глинистое сырье 10 15 10 20-25
Ванадиевый шлак 5 10 15 -
Оксид ванадия - - - 2-5
Таблица 2
Показатели для состава
Свойства Предлагаемый состав Известный состав
1 2 3
Прочность при сжатии, МПа 15,1 32,5 57,9 21,7-127,6
Водопоглощение, % 16,03 13,58 10,21 7,59-15,07
Средняя плотность, г/см3 1,625 1,802 1,986 1,927-2,259
Коэффициент конструктивного качества 9,29 18,04 29,15 11,26-56,49
Морозостойкость, цикл 50 63 75 50-125

Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики, включающая глинистое сырье, шламистую часть отходов обогащения железных руд, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит ванадиевый шлак состава, мас.%: V2O5 14,27-18,35; FeO 18,96-20,11; SiO2 10,51-13,65; CaO 1,98-2,83; MgO 5,12-6,24; TiO2 8,95-10,21; MnO 7,91-9,32, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

шламистая часть отходов обогащения железных руд 75-85
глинистое сырье 10-15
ванадиевый шлак 5-15



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составам масс для изготовления санитарно-технической керамики. .
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления предметов декоративно-художественного и хозяйственно-бытового назначения.
Изобретение относится к составам керамических масс для производства кирпича. .

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается производства керамзита. .
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. .

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления керамических теплоизоляционных материалов и может быть использовано для производства теплоизоляционной керамики при строительстве жилых, гражданских и промышленных зданий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для производства кирпича
Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для создания смеси, предназначенной для изготовления керамических плит
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности стеновых керамических изделий, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов
Изобретение относится к промышленности строительных материаллов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных теплоизоляционных материалов
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней

Наверх