Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики и способ ее получения

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней. Техническим результатом является снижение средней плотности и повышение прочности и морозостойкости изделий. Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики включает шламистую часть отходов обогащения железных руд, глину и тонкомолотый стеклобой, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 10-20; отходы обогащения железных руд - 70-85; стеклобой - 5-10. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл.

 

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 изготовления стеновых изделий, содержащая 30-40% по массе глины, 50-60% отходов обогащения железных руд, 4-5% ортофосфорной с 20%-ной концентрацией кислоты, 5-6% жидкого стекла [1].

Недостатком известной сырьевой смеси является невысокая механическая прочность и морозостойкость стеновых изделий.

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

глинистое сырье 30-35
отходы обогащения железных руд 50-55
стеклобой 15-20

Недостатками указанной сырьевой смеси являются высокое содержание природного глинистого сырья и тонкомолотой добавки стеклобоя, низкое содержание техногенных отходов обогащения железных руд в составе шихты, а также высокое значение средней плотности изделий.

Известен способ изготовления керамических изделий, включающий смешивание 67-85% мас.% глины, 8-18 мас.% отходов обогащения железосодержащих руд и 7-15 мас.% отходов обогащения молибденовых руд, формование, сушку и обжиг при 1000°C [3].

Недостатками указанного способа являются относительно низкие показатели прочности и морозостойкости.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления керамических изделий, заключающийся в грануляции тонкой фракции отходов обогащения железных руд на тарельчатом грануляторе в процессе увлажнения, опудривании гранул сухой измельченной глиной в процессе приготовления пресс-порошка (шихты), полусухом прессовании и обжиге изделий [4].

Недостатками указанного способа являются получение на тарельчатом грануляторе гранул полифракционного состава с неоднородной влажностью, неравномерное распределение влажности в кирпиче-сырце вследствие образования крупных (до 15 мм) гранул, низкая марка по морозостойкости (35 циклов) изделий.

Техническим результатом изобретения является снижение содержания в шихте глины и стеклобоя, повышение содержания техногенных отходов обогащения железных руд, снижение средней плотности изделий.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления керамических изделий, включающем сушку шламистой части отходов обогащения железных руд, сушку и помол глины и стеклобоя, последующее их смешение, грануляцию, полусухое прессование и обжиг изделий, приготовление гранулированного пресс-порошка заключается в следующем. Шламистая часть отходов обогащения железных руд в сухом состоянии интенсивно смешивается в турболопастном смесителе-грануляторе с частью (5-10 мас.%) сухой измельченной глины, смесь увлажняется до формовочной влажности (8-12%) и гранулируется до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм, которые опудриваются смесью оставшейся глины и стеклобоя в смесителе-грануляторе до получения состава, мас.%:

глина 10-20
отходы обогащения железных руд 70-85
стеклобой 5-10

Использование турболопастного смесителя-гранулятора с изменяющейся скоростью вращения лопастей вместо тарельчатого гранулятора для получения гранулированного пресс-порошка позволяет добиться преимущественного размера гранул 1-3 мм, что обеспечивает плотную упаковку при прессовании и однородную влажность по всему объему кирпича-сырца.

Кроме этого, преимущества предлагаемого способа достигаются за счет интенсивного равномерного перемешивания шламистой части отходов обогащения железных руд с небольшим количеством глины в процессе формирования гранул и их опудривания смесью тонкомолотого стеклобоя и глины.

В способе используется шламистая часть отходов обогащения железных руд, которая 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. Используемая глина относится к сырью гидрослюдисто-монтмориллонитового типа, с низким содержанием крупнозернистых включений. Тонкомолотый стеклобой используется в качестве корректирующей добавки-плавня, обеспечивающей образование стекловидного расплава на поверхности гранул и спекание частиц твердой фазы керамической массы. Стеклобой относится к группе технических стекол и имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 73-73,29; Al2O3+Fe2O3 - 0,2-0,4; СаО+MgO - 0,2-0,26; Na2O - 25,94-26; SO3 - 0,12.

Технологическим результатом опудривания гранул из шламистой части отходов обогащения железных руд смесью тонкомолотого стеклобоя и глины является образование на поверхности гранул жидкой пиропластичной фазы уже в интервале температур 680-750°С, которая в последующем интенсивно развивается по мере возрастания температуры обжига. Жидкая фаза взаимодействует с твердой фазой приграничной зоны гранул и интенсифицирует процессы жидкофазного спекания. Спекшиеся поверхность контакта и приграничная зона гранул выступают в качестве пространственного армирующего каркаса, обеспечивающего высокие показатели прочности и морозостойкости керамических изделий.

Пример

Изделия изготавливают по следующей технологии. Глину сушат и измельчают до полного прохождения через сито 0,315 мм, стеклобой измельчают до удельной поверхности 3000 см2/г, шламистая часть отходов обогащения железных руд представляет собой тонкодисперсный материал со средним размером частиц 15-18 мкм и дополнительного измельчения не требует. Предварительная обработка заключается в сушке отходов до остаточной влажности 2-3%.

Керамическую шихту готовят следующим образом. Отходы активно смешивают в турболопастном смесителе-грануляторе (угол наклона чаши 45°, частота вращения чаши 20 мин-1, частота вращения лопастей 1000-1200 мин-1) с частью глины (5-10 масс. %), увлажняют и гранулируют до крупности гранул 1-3 мм. Подачу воды осуществляют разбрызгиванием из расчета формовочной влажности шихты 8-12 %. Остатки сухой глины и стеклобой смешивают и после грануляции отходов вводят в гранулятор. В результате происходит опудривание гранул равномерным слоем глины со стеклобоем. Гранулометрический состав приготовленной керамической шихты представлен в таблице 1.

Таблица 1
Диаметр гранул, мм Содержание, мас.%
Предлагаемый способ Известный способ
Более 10 - 5
10-5 - 35
5-2,5 30-35 22
2,5-1,2 55-65 14
Менее 1,2 5-10 -

Прессование кирпича-сырца из гранулированной пресс-массы влажностью 8-12% осуществляют на прессе при удельном давлении прессования 15-20 МПа. Сушка изделий происходит в течение 10-16 часов при максимальной температуре 100-110°C, обжиг осуществляется при температуре 1050°C с выдержкой на максимальной температуре не менее 1,5 часов.

В таблице 2 приведены составы сырьевых смесей, а в таблице 3 - физико-механические свойства изделий.

Таблица 2
Компонент Содержание компонентов, мас.%
Предлагаемый состав Известный состав
1 2 3
Отходы обогащения железных руд 85 75 70 50-55
Глина 10 15 20 30-35
Стеклобой 5 10 10 15-20
Таблица 3
Свойства Показатели для состава
Предлагаемый состав Известный состав
1 2 3
Прочность при сжатии, МПа 35,1 41,6 43,2 40,6-41,3
Средняя плотность, г/см 1,75 1,79 1,81 1,91-1,93
Коэффициент конструктивного качества 20,05 23,24 22,96 21,03-21,57
Морозостойкость, цикл 75 75 75 50

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1694539, МПК С04В 28/34, 1991.

2. Патент №2232735 Российская Федерация, МПК С04В 33/00, 2004.

3. Авторское свидетельство СССР N 1073218, МПК C04B 33/00, 1982.

4. Патент №2005702 Российская Федерация, МПК C04B 33/00, 1994.

1. Сырьевая смесь для стеновой керамики, включающая шламистую часть отходов обогащения железных руд, глину и тонкомолотый стеклобой, отличающаяся тем, что указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

глина 10-20
отходы обогащения железных руд 70-85
стеклобой 5-10

2. Способ получения сырьевой смеси для стеновой керамики, включающий сушку шламистой части отходов обогащения железных руд, сушку и помол глины и стеклобоя, последующее их смешение, грануляцию, полусухое прессование и обжиг изделий, приготовление пресс-порошка, отличается тем, что перед прессованием шламистую часть отходов обогащения железных руд в сухом состоянии интенсивно смешивают в турболопастном смесителе-грануляторе с частью (5-10 мас.%) сухой измельченной глины, смесь увлажняют до формовочной влажности (8-12%) и гранулируют до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм, которые опудривают смесью оставшейся глины и стеклобоя в смесителе-грануляторе до получения состава по п.1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для изготовления стеновых материалов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для производства строительной керамики, преимущественно кирпича и облицовочных керамических камней.
Изобретение относится к производству облицовочной золокерамической плитки. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и термостойкости кислотоупоров, которые достигаются добавлением алюмосодержащих шлаков от производства металлического хрома в составы керамических масс на основе необогащенного каолина при следующем соотношении компонентов, мас.%: необогащенный каолин 50-80, алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома с содержанием мас.%: 20-50, состав шлака мас.%: SiO2 - 5,5; Аl2O3 - 76,4; Fе2O3 - 1,35; CaO - 7,8; Cr2О3 - 7,3; R2O - 1,3.
Изобретение относится к керамическим материалам и составам масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии изделий.
Изобретение касается составов керамических масс (каменного товара), которые могут быть использованы в производстве изделий декоративно-художественного и хозяйственно-бытового назначения.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных теплоизоляционных материалов.
Изобретение относятся к промышленности строительных материалов и касается составов масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости изделий.
Изобретение относится к керамическим массам, которые могут быть использованы для изготовления облицовочных плит. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости керамической плитки.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства керамического кирпича, черепицы. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: лессовидный суглинок 89,8-90,8; каолин 2,0-3,0; оксид цинка 0,2-0,3; зола-унос 6,0-8,0. Технический результат изобретения - повышение морозостойкости изделий. 1 табл.
Изобретение относится к производству облицовочной золокерамической плитки. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий. Сырьевая смесь для изготовления облицовочной золокерамической плитки содержит каменноугольную золу, глину, кварцевый песок, сульфитно-спиртовую бражку и фосфогипс при следующем соотношении компонентов, мас. %: каменноугольная зола - 20,0-25,0; глина - 65,0-66,5; кварцевый песок - 5,0-10,0; сульфитно-спиртовая бражка - 1,0-1,5; фосфогипс - 2,5-3,5. 1 табл.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления плитки, предназначенной для наружной облицовки зданий. Сырьевая смесь для изготовления плитки включает, мас.%: суглинок 80,7-83,4; полуводный гипс 0,1-0,2; золошлаковый отход ТЭС 13,0-15,0; хлорид натрия 0,1-0,2; древесные опилки 0,2-0,3; каолин 3,0-4,0. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства керамического кирпича. Керамическая масса содержит, мас.%: лессовидный суглинок 81,7-84,3; угольная мелочь 1,5-2,5; зола-унос ТЭС 11,0-13,0; кремнегель 0,8-1,2; каолин 0,8-1,2; бентонит 0,8-1,2. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из керамической массы. 1 табл.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления плитки, предназначенной для наружной облицовки зданий. Сырьевая смесь для изготовления плитки включает, мас.%: суглинок 68,4-72,4; золошлаковый отход ТЭС 13,0-15,0; хлорид натрия 0,7-1,0; древесные опилки 0,4-0,6; карбоксиметилцеллюлоза 0,2-0,3; измельченный стеклобой 13,0-15,0. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс для изготовления кирпича, плитки, изразцов. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: огнеупорная глина 36,0-40,0; глинозем 4,0-6,0; шамот 20,0-24,0; бентонит 4,0-6,0; костяная зола 6,0-8,0; циркон 22,0-24,0. Технический результат изобретения - повышение прочности изделий из керамической массы. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, черепицы. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий. Керамическая масса включает глину, стеклокоролек, сульфитно-спиртовую бражку, кварцевый песок и тальк при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина - 67,85-74,85; стеклокоролек - 2,0-3,0; сульфитно-спиртовая бражка - 0,1-0,15; кварцевый песок - 11,0-15,0; тальк - 11,0-15,0. 1 табл.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления плитки, предназначенной для наружной облицовки зданий. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости изделий. Сырьевая смесь для изготовления плитки включает суглинок, золошлаковый отход ТЭС, хлорид натрия, древесные опилки, карбоксиметилцеллюлозу, глицерин и бентонитовую глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: суглинок - 80,3-82,9; золошлаковый отход ТЭС - 13,0-15,0; хлорид натрия - 0,1-0,2; древесные опилки - 0,4-0,6; карбоксиметилцеллюлоза - 0,1-0,15; глицерин - 0,1-0,15; бентонитовая глина - 3,0-4,0. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения являются повышение морозостойкости и прочности на сжатие изделий. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича включает среднепластичную легкоплавкую глину и кальцийсодержащий шлак от получения марганцевых ферросплавов с содержанием, мас.%: SiO2 - 32,7; Al2O3 - 9,7; Fe2O3 - 2,2; СаО - 38,28; MgO - 2,32; R2O - 2,28; MnO - 11,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%: среднепластичная легкоплавкая глина - 50-80; кальцийсодержащий шлак от получения марганцевых ферросплавов - 20-50. 2 табл.
Изобретение касается производства пористого заполнителя для легких бетонов. Масса для изготовления аглопорита включает, мас.%: легкоплавкие глинистые породы 65,0-80,0, маршалит 10,0-30,0, угольная мелочь, или древесные опилки, или торф 5,0-10,0. Технический результат - повышение морозостойкости аглопорита. 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней. Техническим результатом является снижение средней плотности и повышение прочности и морозостойкости изделий. Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики включает шламистую часть отходов обогащения железных руд, глину и тонкомолотый стеклобой, при следующем соотношении компонентов, мас.: глина - 10-20; отходы обогащения железных руд - 70-85; стеклобой - 5-10. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл.

Наверх