Керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий



Владельцы патента RU 2631447:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к области утилизации гальванических шламов в производстве стеновых строительных материалов из малопластичных глин и может быть использовано при изготовлении изделий для облицовки фасадов и внутренних стен. Технический результат: повышение прочности на сжатие и морозостойкости, снижение водопоглощения и теплопроводности керамики на основе глин, в т.ч. малопластичных, утилизация гальванического шлама с получением экологически безопасного материала. Указанный технический результат достигается за счет введения в керамическую массу, включающую глину, гальванический шлам, образующийся при реагентной очистке сточных вод гальванического цеха гидроксидом кальция, содержащий, мас.%: Zn(OH)2 - 11,3; Ni(OH)2 - 2,6; Cu(OH)2 - 2,4; Cr(OH)3 - 9,3; CaOC3 - 40,3; Са(ОН)2 - 16,5; SiO2 - 7,0, и борную кислоту, дополнительно диоксида титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 80,0; гальванический шлам - 5,0; диоксид титана - 10,0; борная кислота - 5,0. 1 табл.

 

Изобретение относится к области утилизации гальванических шламов в производстве стеновых строительных материалов из малопластичных глин и может быть использовано при изготовлении изделий для облицовки фасадов и внутренних стен.

Известен состав, включающий отходы гальванического производства в виде добавки в сырьевую смесь в количестве 1-2% [1]. Данный состав позволяет снизить температуру обжига с 1000 до 920°C, при этом прочность на сжатие изменяется, а морозостойкость повышается. Так же известна керамическая масса, состоящая из пластичной глины (68-80 вес.%), отощителя (15-30 вес.%) и отходов электрохимического производства (2-5 вес.%) [2].

Недостаток известных составов заключается в том, что введение отходов гальванического производства, позволяющее снизить температуру обжига, не давало повышения прочности изделия на сжатие.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является керамическая масса с добавкой гальванического шлама [3]. С целью снижения температуры обжига, повышения прочности на сжатие и снижения вымываемости тяжелых металлов из обожженных изделий в состав массы дополнительно вводят стеклобой и борную кислоту.

Недостатком данного состава для стеновой керамики является сравнительно невысокая прочность на сжатие и недостаточное для решения проблемы утилизации количество вводимого гальванического шлама. Кроме того, применение стеклобоя подразумевает его предварительную подготовку, включающую сортировку, помол и просушку, что повышает энергоемкость производственного цикла. Также следует учесть, что данная добавка не отличается постоянством состава.

Отмеченные недостатки могут быть устранены путем замены стеклобоя на диоксид титана, что и предлагается в данном изобретении.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение прочности на сжатии и морозостойкости, снижение водопоглощения и теплопроводности керамики на основе глин низкой пластичности при одновременной утилизации гальванического шлама в производстве экологически безопасного материала.

Поставленные задачи решаются за счет применения состава, включающего малопластичную глину, гальванический шлам, образующийся при реагентной очистке сточных вод гальванического цеха гидроксидом кальция, содержащий, мас.%: Zn(OH)2 - 11,3; Ni(OH)2 - 2,6; Cu(OH)2 - 2,4; Cr(OH)3 - 9,3; CaCO3 - 40,3; Ca(OH)2 - 16,5; SiO2 - 7,0, борную кислоту и дополнительно содержащего в своем составе диоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Малопластичная глина 80,0
Гальванический шлам, образующийся
при реагентной очистке сточных вод
гальванического цеха гидроксидом кальция 5,0
Диоксид титана 10,0
Борная кислота 5,0

В данном составе предусматривается применение глины Суворотского месторождения Владимирской области, содержащая в своем составе следующие соединения (в мас.%): SiO2 - 77,2; CaO⋅Al2O3⋅2SiO2 - 5,3; Al2O3⋅2SiO2⋅H2O - 7,0; K2O⋅Al2O3⋅6SiO2 - 5,9; Na2O⋅Al2O3⋅SiO2 - 4,6. Данная глина обладает числом пластичности 5,2 и относится к малопластичным (по ГОСТ 9169-75).

Перед использованием глина высушивается при температуре 130°C, измельчается в шаровой мельнице с отбором фракции менее 0,63 мм, гальванический шлам также просушивается при температуре 130°C и подвергается помолу в шаровой мельнице до степени перетира не более 40 мкм (по ГОСТ 6589-74).

Использование гальванического шлама подобного состава будет способствовать интенсивному выделению углекислого газа при обжиге при температурах около 900°C за счет разложения карбоната кальция. Это будет способствовать порообразованию и снижению теплопроводности готовых изделий. Однако это одновременно понизит прочность и морозостойкость керамики и приведет к росту водопоглощения.

В связи с этим в состав керамики вводится диоксид титана марки Р-02 (ГОСТ 9808-84), который хорошо взаимодействует с кремнеземом и щелочными оксидами и при температурах свыше 1250°C образует стекловидную фазу и приводит к самоглазурованию изделий. При этом открытые поры переходят в закрытые, снижая водопоглощение и повышая морозостойкость. Образование стекловидной фазы также способствует обезвреживанию тяжелых металлов, так как с одной стороны часть из них участвует в реакциях с образованием титанатов, составляющих стекловидную фазу, а с другой стороны стекловидная фаза затрудняет миграцию остальной их части в окружающую среду.

Для снижения температуры синтеза титанатов за счет повышения количества стекловидной фазы, образующейся при обжиге керамики, в состав вводится борная кислота марки В 2-го сорта (ГОСТ 18704-78). Кроме того, повышение количества образующейся стекловидной фазы позволяет связать частицы керамики между собой в прочную структуру, что способствует уплотнению материла и дополнительно затрудняет миграцию тяжелых металлов в окружающую среду.

Кроме борной кислоты температуру синтеза титанатов снижают гидроксиды и карбонат кальция, содержащиеся в гальваническом шламе и образующие после разложения активные оксиды. Они же приводят к формированию мелкодисперсной структуры обожженной керамики.

Выбор содержания компонентов в шихте также направлен на достижение поставленных технических задач.

В связи с необходимостью получения экологически безопасного материала количество вводимого гальванического шлама было ограничено 5 мас.%. Кроме того, при высоком содержании гальванического шлама в шихте при обжиге возникает высокое внутреннее давление, приводящее к образованию трещин в объеме материала и нарушению правильности формы изделий. Более низкое содержание не позволяет достичь пористости, достаточной для снижения теплопроводности, и утилизировать максимально возможное количество гальванического шлама.

При введении диоксида титана в количестве меньше 5 мас.% не происходит самоглазурования изделий и их физико-механические свойства меняются незначительно в связи с малым количеством образующихся титанатов. Введение свыше 10 мас.% диоксида титана практически не приводит к дальнейшему повышению прочности, но приводит к потере формы изделиями и повышает себестоимость производства.

Введение менее 5 мас.% борной кислоты недостаточно для снижения температуры синтеза титанатов, а введение свыше 5 мас.% также приводит к избытку стекловидной фазы и как следствие к потере формы изделиями, а также снижению экологической безопасности, что связано с токсичностью самой борной кислоты. Также повышает себестоимость производства.

Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей с различным содержанием гальванического шлама (от 1 до 10 мас.%), диоксида титана (от 1 до 15 мас.%) борной кислоты (от 1 до 10 мас.%).

Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: предварительно измельченные и высушенные глина и гальванический шлам, а также диоксид титана стандартной тонкости помола и борная кислота тщательно перемешиваются в сухом состоянии соответствии с заданной рецептурой. Полученная смесь дополнительно перемешивается с добавлением 8 мас.% воды и из готовой шихты получают сырец при давлении прессования 15 МПа. Затем, минуя стадию обжига, сырец нагревается до 1050°C при скорости нагрева 5°C/мин и выдерживается при максимальной температуре в течение получаса.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

1. К 80 мас.% глины добавляют 1 мас.% гальванического шлама, 2,5 мас.% диоксида титана и 1 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

2. К 89 мас.% глины добавляют 7,5 мас.% гальванического шлама, 1 мас.% диоксида титана и 2,5 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

3. К 85 мас.% глины добавляют 5 мас.% гальванического шлама, 5 мас.% борной кислоты и 5 мас.% диоксида титана, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

4. К 80 мас.% глины добавляют 5 мас.% гальванического шлама, 10 мас.% диоксида титана и 5 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

5. К 75 мас.% глины добавляют 10 мас.% гальванического шлама, 5 мас.% диоксида титана и 10 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

Свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов, приведены в таблице 1

Источники информации

1. О.И. Никитина, В.И. Никитин. Использование добавок осадка гальваностоков в производстве кирпича // Промышленность строительных материалов. Экспресс-информация. Серия 4. Вып. 9. - М.: ВНИИЭСМ, 1988. С. 2-3.

2. Авторское свидетельство СССР 922098, кл. С04В 33/00, 1982.

3. Патент на изобретение №2200721, кл. С04В 33/00, 2003.

Керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий, включающая глину, гальванический шлам и борную кислоту, отличающаяся тем, что она содержит гальванический шлам, образующийся при реагентной очистке сточных вод гальванического цеха гидроксидом кальция, содержащий, мас.%: Zn(OH)2 - 11,3; Ni(OH)2 - 2,6; Cu(OH)2 - 2,4; Cr(OH)3 - 9,3; CaCO3 - 40,3; Са(ОН)2 - 16,5; SiO2 - 7,0, что позволяет применять малопластичные глины, и дополнительно содержит в своем составе диоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Малопластичная глина 80,0
Гальванический шлам, образующийся
при реагентной очистке сточных вод
гальванического цеха гидроксидом кальция 5,0
Диоксид титана 10,0
Борная кислота 5,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичную глину 54,4-60,4, размолотый до прохождения через сетку 0,14 плиточный бой 0,1-0,5, размолотый до прохождения через сетку 0,14 нефелиновый концентрат 11,0-13,0, размолотый до прохождения через сетку 0,14 трепел 28,0-32,0, расплавленный природный асфальт 0,1-0,5.

Изобретение относится к составам масс для производства кирпича. Технический результат – повышение морозостойкости кирпича.

Изобретение относится к способу утилизации отходов алюмохромового катализатора, включающему их введение в состав легкоплавких глинистых шихт для изготовления строительной керамики и последующее капсулирование при термической обработке в теле обожженного керамического черепка.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства керамического кирпича. Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича, включающая глину, кварцевый песок модулем крупности 2,0-2,2, выгорающую добавку, дополнительно содержит кремнеземсодержащие шламовые отходы процесса переработки отработанного ванадиевого катализатора сернокислотного производства, а в качестве выгорающей добавки содержит смесь древесных опилок, крошки резинового регенерата процесса переработки утилизируемых автомобильных шин, гидроксипропилцеллюлозы при соотношении указанных составных частей выгорающей добавки: 1:0,1-0,3:0,01-0,02 при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 73,0-87,0, указанный кварцевый песок 9,0-16,0, шлам процесса переработки отработанного ванадиевого катализатора 2,0-5,0, указанная выгорающая добавка 2,0-6,0.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изразцов. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, изразцов, включающая глинистое сырье, керамический бой, нефелиновый концентрат, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья содержит беложгущуюся глину, причем размолотые до порошкообразного состояния компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: беложгущаяся глина 50,0-55,0; керамический бой 10,0-25,0; нефелиновый концентрат 25,0-35,0.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления бытовой керамики.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки, включающая глину огнеупорную, бентонит, содержит мусковит и кварцит, при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве фасадной плитки. Керамическая масса включает, мас.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве фасадной плитки. Керамическая масса включает, мас.%: глина беложгущаяся 74,0-78,0; вспученный перлит 4,0-6,0; доменный гранулированный шлак 2,0-4,0; бентонит 2,0-4,0; тальк 2,0-4,0; циркон 4,0-6,0; кварцевый песок 4,0-6,0.

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

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для изготовления стеновых материалов: лицевого кирпича, блоков. Керамическая масса для изготовления стеновых материалов содержит следующие компоненты, мас. %: монтмориллонитовая глина 10,0-15,0; каолин 59,5-64,0; кварцевый песок 10,0-15,0; подмыльный щелок 0,5-1,0; тальк 10,0-15,0. Технический результат изобретения – повышение морозостойкости изделий. 1 табл.
Изобретение относится к области производства легких заполнителей для бетонов. Способ изготовления заполнителя для бетона включает подготовку массы на основе легкоплавких глин, способных вспучиваться в условиях термической обработки, введение в количестве 2-8% от ее объема молотого и просеянного через сито № 063 боя силикатного кирпича, увлажнение битумной и/или дегтевой эмульсией до 17-26%, формование гранул, сушку гранул до влажности 1-6%, обжиг гранул при температуре 900-1100°C и охлаждение гранул до температуры 20-50°C. Технический результат – интенсификация процесса обжига заполнителя, образование развитой пористой структуры. 3 пр.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичная глина 50,0-56,0, плиточный бой 0,1-0,5, нефелиновый концентрат 9,0-11,0, трепел 25,9-31,9, парафин и/или стеарин 0,1-0,5, фосфорит 6,5-8,5. Технический результат – снижение температуры обжига плитки, полученной из керамической массы. 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов на основе природного минерального сырья, а именно к составам для изготовления керамической облицовочной плитки для внутренних и наружных отделочных работ. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: вмещающую породу месторождения хромовых руд и платиновой минерализации, содержащую, мас.%: авгит 57,7-67,2; энстатит 23,7-32,0; форстерит 4,3-5,8; серпентин 4,7-4,8, 20–70, бой щелочно-силикатных стекол 20–30, легкоплавкую глину – остальное. Вмещающая порода месторождения хромовых руд и платиновой минерализации имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 47,40-50,50; TiO2 0,26-0,27; Al2O3 1,50-1,57; Fe2O3 1,90-4,28; FeO 4,17-4,59; MnO 0,16-0,18; MgO 21,80-22,54; CaO 12,05-15,30; Na2O 0,35-0,37; K2O<0,01-0,02; H2O 0,47-1,14; ппп. 2,51-5,06. Технический результат – получение керамической плитки с пониженными показателями усадки и водопоглощения, утилизация отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области производства керамических материалов, преимущественно клинкерного и кислотоупорного кирпича, кислотоупорных плиток для кладки и облицовки в агрессивных средах и в средах с влажным режимом. Технический результат: повышение прочности на сжатие, кислотостойкости и морозостойкости при сохранении остальных свойств на уровне, соответствующем требованиям для клинкерного кирпича по ГОСТ 530-2012, при снижении энергоемкости производства за счет снижения удельного давления прессования с 20 до 15 МПа и расширения ресурсной базы за счет использования малопластичных глин и утилизации гальванического шлама с получением экологически безопасного материала. Указанный технический результат достигается за счет применения малопластичной глины и гальванического шлама, образующегося при реагентной очистке сточных вод гальванического цеха гидроксидом кальция и содержащего (мас. %): Zn(OH)2 - 11,3; Ni(OH)2 - 2,6; Cu(OH)2 - 2,4; Cr(OH)3 - 9,3, СаСО3 - 40,3, Са(ОН)2 - 16,5 и SiO2 - 7,0. Перед использованием гальванический шлам просушивается при Т = 130°С и подвергается тонкому измельчению до степени перетира не более 40 мкм (по ГОСТ 6589-74). Шихта для изготовления кислотоупорных керамических изделий содержит, (в мас. %): малопластичную глину - 85,0; гальванический шлам - 5,0; оксид лантана - 5,0; борную кислоту - 5,0. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов шихты и сырьевых смесей для изготовления кирпича как лицевого, так и обычного, а также при производстве золокерамических камней. Технический результат от использования предложенного изобретения состоит в повышении прочности и снижении влагопроницаемости глинозольного кирпича, полученного из шихты на основе дешевого сырья в виде глины и топливной золы угольных электростанций. При этом утилизация золы угольных ТЭС обеспечивает решение актуальной задачи ее комплексного использования в строительной индустрии при получении сравнительно недорогих и высококачественных изделий в виде золокерамических камней и кирпича. Шихта для получения глинозольного кирпича, содержащая глину и топливную золу, согласно изобретению, включает глину монтмориллонитовую и топливную золу угольных электростанций, очищенную от примеси углерода и оксидов железа до значений 2-4 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: топливная зола угольных электростанций, очищенная от примеси углерода и оксидов железа 45-55; глина монтмориллонитовая - остальное.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении керамических стеновых изделий и плитки. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии и изгибе получаемых керамических строительных материалов, повышение эффективности извлечения сапонитового продукта и обесшламливания оборотных вод алмазодобывающих предприятий, расширение сырьевой базы и улучшении экологической обстановки за счет использования техногенных отходов. Исходный сапонитовый продукт подвергают электрохимической сепарации с получением концентрата - сгущенного сапонитового продукта и обесшламленных техногенных вод. Получаемый концентрат электрохимической сепарации - сгущенный сапонитовый продукт содержит 580-620 г/дм3 твердой фазы. Влажность сгущенного сапонитового продукта доводят до 7-9% путем сушки при 100-110°С в течение 7-8 ч. Полусухое прессование ведут при давлении 16-24 МПа. Обжиг изделий ведут при температуре 800-900°С в течение 1,0-1,2 ч. 1 табл., 8 пр.

Изобретение относится к составам на основе зольного уноса и может быть использовано для изготовления сравнительно тонких керамических изделий. Состав на основе зольного уноса формируют из смеси на основе зольного уноса, содержащей более 70% зольного уноса по сухому весу состава, пластификатор, служащий для связки частиц зольного уноса в составе, и, по желанию, одну или более керамических добавок. Смесь размалывают так, что средний размер частиц состава меньше 35 микрон. Сырое изделие желаемой формы, имеющее толщину меньше 40 мм, формуют из смеси воды и указанного порошкообразного состава на основе зольного уноса и пластификатора посредством прессования смеси при давлении больше 200 кг/см2, после чего содержание воды в сыром изделии составляет меньше 12% общего веса смеси, а предел прочности при изгибе сырого изделия больше 1,5 кг/см2. Способ может дополнительно содержать операцию предварительного просеивания зольного уноса или операцию декарбонизации зольного уноса, чтобы зольный унос имел величину ППП меньше 2%. Изделия имеют низкое содержание воды и имеют достаточную прочность в сыром состоянии, чтобы их можно было транспортировать и обрабатывать на промышленном оборудовании. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл., 5 ил.

Способ изготовления строительного кирпича, строительный кирпич и блок из строительных кирпичей используются при строительстве стен с высокой изолирующей способностью. Достигаемый результат - увеличение термостойкости изделий за счет минимизации конвекционных эффектов при сохранении высокой механической прочности. Строительный кирпич состоит из глины или цемента и имеет ячеистую структуру, которая содержит пористый материал. Пористый материал содержит от 25 до 75 мас.% диоксида кремния, от 75 до 25 мас.% гидроксида кальция и от 0 до 5 мас.% оксида магния. Микроструктура кирпича составлена из гранул и/или кристаллов игольчатой формы с образованием пор со средним диаметром D50, находящимся в интервале от 0,1 до 10 мкм. Пористый материал имеет пористость, находящуюся в интервале от 60 до 95% и содержится в по меньшей мере части ячеек ячеистой структуры. Способ изготовления строительного кирпича содержит следующие последовательные стадии. На стадии а) осуществляют нейтрализацию открытой пористости ячеистой структуры ячеистого кирпича. На стадии b) получают смесь, содержащую диоксид кремния, негашеную известь и воду, таким образом, что массовое отношение вода/(CaO+SiO2) находится в интервале от 2 до 60 и массовое отношение СаО/SiO2 находится в интервале от 0,8 до 1,2. Затем придают непроницаемость внутренней поверхности ячеистого кирпича, полученного в результате стадии а). Заполняют ячейки кирпича указанной смесью, полученной на стадии b). Проводят гидротермический синтез кирпича нагреванием при температуре, находящейся в интервале от 80 до 200°С, и при давлении насыщенного водяного пара, находящегося в интервале от 1.105 до 25.105 Па, в течение времени, составляющего от 1 до 40 часов, с получением керамической массы. Сушат кирпич при температуре, находящейся в интервале от 100 до 450°С, в течение времени от 1 до 30 часов. Блок включает один или несколько строительных кирпичей. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности декоративных керамических кирпича и камней. Технический результат – увеличение прочности и морозостойкости, снижение водопоглощения, получение декоративных изделий. Способ получения сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики, содержащей шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и ванадиевый шлак, включающий сушку компонентов, измельчение указанных шлака и сырья и их последующее смешение, гранулирование с получением гранулированной пресс-массы, ее полусухое прессование и обжиг изделий, где осуществляют увлажнение указанной шламистой части и гранулирование ее в турболопастном смесителе-грануляторе до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм при частоте вращения лопастей 20-25 с-1, с последующим опудриванием их смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака при следующем соотношении компонентов, масс. %: шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88, глинистое сырье 10-15, ванадиевый шлак 2-10. 1 ил., 3 табл., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-09-01 2017-09-28T10:02:22
Наверх